2. Расчетно-конструкторская часть Введение

В данном разделе произведен расчет основных внешних нагрузок, действующих на ледостойкую стационарную платформу и на их основании произведен расчет остойчивости.

2.1 Нагрузки от воздействия течений

Поперечную , кН, и продольную , кН, составляющие силы от воздействия течения на плавучий объект следует определять по формулам (101) и (102) [2, п.4.3]:

= , (2.1)

= , (2.2)

где и – соответственно боковая и лобовая подводные площади парусности плавучих объектов, ; и - поперечная и продольная составляющие скорости течения обеспеченностью 2% за навигационный период, м/с.

Таким образом, составляющие силы равны, кН,

= 0,59 385,5· = 390,318 кН;

= 0,59·2·360· = 728,999 кН.

2.2. Волновые нагрузки

2.2.1 Исходные данные

1. Высота волны = 4,6 м с расчетной обеспеченностью – 1%(1 раз в 100лет).

2. Средняя длинна волны = 64 м.

3. Глубина моря = 11 м.

2.2.2. Условия применения расчета волновой нагрузки на стенку

Под стенкой понимают сплошное вертикальное сооружение. Расчет сооружений на воздействие стоячих волн (видимая форма в пространстве не перемещается) со стороны открытой акватории (рис. 2.1) должен производиться при глубине до дна .

Рис. 2.1. Эпюры давления стоячих волн на вертикальную стену со стороны открытой акватории

При этом в формулах для свободной волновой поверхности и волнового давления вместо глубины до дна, необходимо применять условную расчетную глубину d[2, с. 2, ф. 1].

, (2.3)

где - глубина над подошвой сооружения, м;

– коэффициент, характеризующий соотношение / ;

Так как в нашем случае берма и подошва отсутствует, то

. (2.4)

(2.5)

м.

Расчет элементов волн необходимо производить с учетом давления водоема на следующие зоны по глубине:

1. глубоководная – с глубиной d > 0,5 * = 0,5 * 64 = 32 м; где дно не влияет на основные характеристики волн; в нашем случае глубина

моря 11 м < 32 м, т.е. наш волновой процесс происходит очевидно в мелководной зоне;

2. мелководная – с глубиной 0,5 * ≥ d > ; где дно оказывает влияние на развитие волн и на основные их характеристики;

3. прибойная – с глубиной от до , в пределах которой начинается и завершается разрушение волн;

4. приурезовая – с глубиной менее , в пределах которой поток от разрешенных волн периодически накатывает на берег.

Оценим нижнюю границу мелководной зоны . Из уравнения

[2,с. 47,ф. 151]

= , (2.6)

где T – средний период волны, с;

q – ускорение свободного падения.

(2.7)

По рис. 2.2. через и находим . Длинна волны при движении из глубоководной зоны в мелководную 𝜆 = 0,8 * = 0,8 * 64 = 51,2м.

Рис 2.2.  Графики для определения значений    в мелководной и    в прибойной зонах.

Критическая глубина , при которой наступает первое обрушение волн, должна определяться для заданных уклонов дна i по графикам 2, 3 и 4 рис. 3.3. Через правую вертикальную шкалу, отталкиваясь от кривой , соответствующей уклону дна i=0,02, находим = 0,08. Откуда критическая глубина = 0,08 * = 5,12 м. Таким образом мелководная зона имеет глубины 32 > 11 > 5,12м.

Рис. 2.3. Графики для определения: 1 - коэффициента k _t ; 2, 3 и 4 - величины