Введение

дока;

В настоящей расчетно-графической работе выполнен:

• расчет гидростатических нагрузок на все конструктивные элементы

• распределены ригели на торцевой стенке кормовой части дока;

• определена грузоподъемность дока.

Согласно заданию, в табл. 1 и на рис. 1 приводятся основные

параметры дока.

7

1. Расчет нагрузок на рабочую секцию

Рабочая секция имеет две боковых стенки и днище (рис. 2). На эти элементы рабочей секции определяются гидростатические нагрузки.

Длина рабочей секции дока определяется по формуле [1]:

L_c L / m , м, (1)

где L – общая длина рабочих секций, L = 60 м;

m – количество рабочих секций, m = 6.

L_c 60 / 6 10 м.

Гидростатическое давление на боковую стенку определяется по формуле [1]:

^pст

gh_ст , кПа, (2)

где  – плотность воды,

 1000 кг/м³;

g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с²;

h_ст – заглубление рассматриваемой точки под уровень воды, м.

^hст

а z₁ , м, (3)

^hст

10,2 0,5 9,7 м;

p_ст 1000 9,819, 7 95157 Па 95,16 кПа.

Сила гидростатического давления на боковую стенку определяется по формуле [1]:

где

P_ст  gh_c_ст , кН, (4)

h_c – заглубление центра тяжести боковой стенки под уровень воды, м;

h ^hст , м, (5)

^c 2

h ^9,7 4,85 м;

^с 2

ω_ст – площадь боковой стенки, находящейся по уровнем воды, м.

2

_ст L_c h_ст , м , (6)

2

_ст 10 9, 7 97 м ;

P_ст 1000 9, 814, 85 97 4615114, 5 Н 4615,11кН.

Точка приложения силы гидростатического давления глубине:

^Pст

находится на

h ² h , м, (7)

^d 3

h ² 9,7 6,47 м.

^d 3

Гидростатическое давление, действующее на днище рабочей секции дока, равно гидростатическому давлению на боковую стенку, т.е. p_дн p_ст 95,16 кПа.

Сила гидростатического давления на днище рабочей секции [1]:

P_дн p_дн S_дн , кН, (8)

2

где

^дн

– площадь днища рабочей секции, м .

дн c

 TL , м², (9)

дн

 7, 510 75 м²;

P_дн 95,16 75 7137 кН.

На рис. 2 представлена схема рабочей секции.

10

2. Расчет нагрузок на переходную секцию

Переходная секция состоит из двух боковых стенок и днища (рис. 3). Боковая стенка рассматривается в виде суммы прямоугольника 1-2-3-4 и треугольника 3-4-5.

Сила гидростатического давления, действующая на прямоугольник 1-2-3-4, определяется по формуле [1]:

P₁₂₃₄  gh_c1₁₂₃₄ , кН, (10)

где

h_с – заглубление центра тяжести прямоугольника под уровень воды, м;

h_с h₁₂₃₄ / 2 , м, (11)

где

^h1234

– высота прямоугольной плоскости, м;

^h1234

a z₁ d , м, (12)

^h1234

d a R , м, (13)

d 10,2 4,3 5,9 м;

10,2 0,5 5,9 3,8 м;

h_c1 3,8 / 2 1, 9 м;

2

^1234

– площадь прямоугольника, м ;

2

₁₂₃₄ ch₁₂₃₄ , м , (14)

1234

 4, 33,8 16, 34 м²;

P₁₂₃₄ 1000 9, 811, 9 16, 34 304561, 26 Н 304, 56 кН.

Заглубление точки приложения этой силы [1]:

h ² h , м, (15)

d 1 ₃ 1234

h ² 3,8 2, 53 м.

d 1 ₃

Сила гидростатического давления на треугольник 3-4-5 [1]:

Δ

h

c

P₃₄₅  gh_c ₃₄₅ , кН, (16)

где

^Δ – заглубление центра тяжести треугольника под уровень воды, м;

h

^Δ h ¹ d , м, (17)

c 1234 ₃

h^3,8 ¹ 5, 9 5, 77 м;

^c 3

2

^345

• площадь треугольника 3-4-5, м ;

¹ 2

₃₄₅  cd , м , (18)

2

 ¹ 4, 35, 9 12, 685 м²;

345 ₂

P₃₄₅ 1000 9, 815, 77 12, 685 718017, 93 Н 718 кН.

Точка приложения силы

^P345

[1]:





_J 345 _

d c

h^h^_

^с _, м, (19)

_где 345

^hc ^345 

4

J_с – момент инерции треугольника 3-4-5, м ;

3

_J 345 _^cd

, м⁴, (20)

^с 36

3

_{J 345 }4, 35, 9

24, 53 м⁴;

^с 36



^{h 5,77 }

24,53

^6,1м.



^d _5,77 12,685 _

Сила, действующая на боковую стенку переходной секции [2]:

P_б P₁₂₃₄ P₃₄₅ , кН, (21)

P_б 304,56 718 1022,56 кН.

Точка приложения этой силы определяется из теоремы Вариньона [2]:

^M x

P_i x_i 0 , (22)

P h P h



1234 d1 345 d

P_бY_б , (23)



Y_б (P₁₂₃₄ h_d P₃₄₅ h_d ) / P_б , м;

Y_б (304, 56 2, 53 718 6,1) / 1022, 56 5, 04 м.

^M y

P_i y_i 0 , (24)

M P

^c P

^c P X

, (25)

 y 1234 ₂

c с

345 ₃ б б

^X б ^(P1234

^P345

2 3

) / P_б ; м;

X (304, 56 ^{4, 3} 718 ^{4, 3}) / 1022, 56 1, 65 м.

^б 2 3

Гидростатическое давление на днище [1]:

• в точке 3

p₃ gh₃ , кПа, (26)

где h₃ – заглубление точки 3 под уровень воды, м;

p₃ 1000 9,813,8 37278 Па 37, 3 кПа;

• в точке 5

p₅ gh₅ , кПа, (27)

где h₅ – заглубление точки 3 под уровень воды, м;

p₅ 1000 9, 819, 7 95157 Па 95,16 кПа.

Сила гидростатического давления на днище:

P_дн p_дн_дн , кН, (28)

где

^pдн

– гидростатическое давление в центре тяжести днища, кПа;

p_дн ( p₃ p₅ ) / 2 , кПа, (29)

p_дн (37, 3 95,16) / 2 66, 23 кПа;

ω_дн – площадь днища, м²;

2 2 ²

_дн 

4, 3

5, 9

7, 5 54, 76 м ;

P_дн 66, 2354, 76 3626, 75 кН.

 arctg(d / c) , (30)

 arctg(5,9 / 4,3) 54^.

l₃ 3,8 / sin  3,8 / 0,8 4,75 м;

l₅ 9,7 / sin  9,7 / 0,8 12,13 м.

Точка приложения силы P_дн:

^lдн

5 3

2(l³ l³ )



5 3

3(l² l ² )

, м, (31)

2(12,13³ 4, 75³ )

^{lдн }3(12,13² 4, 75² ) ^{8, 98 м.}

Схема переходной секции представлена на рис. 3.

15