Диплом СЭ 2021 год СМТ (Земснаряд) / Дипломные проект / Земснаряд / Корпусная часть в ПДФ / RDB 66.42-027-001 Расчет свайного устройства

Подп. и дата

дубл.

Инв. №

инв. №

Взам.

и дата

Земснаряд 1000

Подп.

RDB 66.42-027-001

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

подл.

Разраб.

Чепурной

15.10.15

Лит.

Лист

Листов

Пров.

Тетерин

29.10.15

Расчет

1

18

№

свайного устройства

Инв.

Н. контр.

Шагова

29.10.15

Утв.

Тетерин

29.10.15

Содержание

Введение.................................................................................................................

3

1

Исходные данные...............................................................................................

3

2

Определение характеристик сваи.....................................................................

4

2.1

Определение длины сваи............................................................................

4

2.2

Определение длины наконечника .............................................................

4

2.3

Расчет основных характеристик свайного устройства ...........................

4

3

Расчёт прочности сваи при работе земснаряда...............................................

8

3.1

Расчётные нагрузки.....................................................................................

8

3.2

Расчет прочности сваи.............................................................................

10

3.3 Геометрические характеристики поперечного сечения сваи...............

11

4

Расчёт прочности сваи, поднятой вверх.......................................................

11

4.1

Расчётные нагрузки...................................................................................

11

4.2

Расчет прочности сваи..............................................................................

13

5

Расчет прочности портала сваи ......................................................................

14

Заключение ..........................................................................................................

17

Список использованных источников................................................................

18

RDB 66.42-027-001

Лист

2

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Длина L, м ………………………………………………… 52,9

Ширина B, м…………………………………….................

12,0

Высота борта D, м…………………………...…………….

3,4

Осадка расчетная d, м …………………………………….

1,10

RDB 66.42-027-001

Лист

3

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

2 Определение характеристик сваи

2.1 Определение длины сваи

Необходимая длина закольной сваи определяется по формуле:

Hсв = hм + D – Т + hсп

(2.1)

где hм –

глубина моря, определяется ТЗ;

D –

высота борта;

Т – min осадка;

hсп – высота сваи над палубой.

Hсв = 10,0 + 3,4 - 1,1 + 3,6 = 15,9м

2.2 Определение длины наконечника

Длина наконечника определяется по формуле [2, §73]:

lн = 1,67·dc;

(2.2)

где dc – диаметр сваи, м.

ρ

l

2

Ртр = ан ρг g tgµ tg2(45˚+ )

;

(2.3)

2

Рсм = k5 fн;

2

(2.4)

Pж

=ρВ

×g×

π×dc2

(h 0 -l

Н + х);

(2.5)

2

RDB 66.42-027-001

Лист

4

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Ртр = 2,27·2,2·9,81· tg19˚· tg2(45˚+

35°

)·

1,42

= 65,6 кН при х = lн;

2

2

Рсм = 370·0,08 = 29,6 кН;

P

= 1,0 ×9,81×

π×0,822

(10,0 -1,2) = 45,6кН

при х = 0;

ж

4

P = 1,0 × 9,81×

π×0,722

(10,0) = 51,8кН

при х = lн;

ж

4

2.3.2 Масса сваи должна соответствовать условию [2, §73]:

[Рсм + Рж (х)]x=0 < mcg < [Pтр (х) + Рсм + Рж (х)] x=lн

(2.6)

Принимаем массу сваи mc = 7,8т, тогда условие примет вид

29,6+45,6 < 7,8·9,81 < 65,6+29,6+51,8

75,2кН < 76,5кН < 147,0 кН

2.3.3 Проверяем принятую массу сваи, определяя необходимую высоту

сброса сваи для обеспечения необходимой глубины погружения.

Необходимая высота сброса сваи определяется по формуле [2, §73]:

g

h c =

-a ×(1-coskt);

(2.7)

k 2

RDB 66.42-027-001

Лист

5

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

где а –

расстояние от наконечника до уровня воды

а = 1,2м;

k –

постоянная (1/с)

k =

πd2

ρ

в

g

<1

(2.8)

c

4mc

t –

время падения сваи с высота hc рассчитывается по формуле;

t =

1

arcsin

v0

;

(2.9)

k

(g / k − ak)

где v0-скорость сваи

v

=

E x =lн

− Еx =x

;

(2.10)

0

0,5mc

Затраты энергии при погружении сваи на глубину х определяются по фор-

муле [2, §73]:

Eх=lн =a нrгgtgmtg2 ( p + r)

x3

+ k 5fнх

+rВg pdc2

(h 0 -lн

+

х

)х=

(2.11)

4

2

6

4

2

= 2,27 × 2,2 ×9,81× tg190 tg2 ( p +

350

)

1,43

+ 370×0,08 +

4

2

6

p0,822

1,4

+1,0 × 9,81

× (10,0 -1,4 +

) ×1,4

= 125,6кДж;

4

2

E х=х н

= k5 fнх = 29,6 кДж;

(2.12)

v0

=

125,6 - 29,6

= 5,0м/ с ;

0,5 ×7,8

k =

p × 0,822 ×1,0 × 9,81

= 0,82 ;

4 × 7,8

t =

1

arcsin

5,0

= 33,1с ;

0,82

(9,81/ 0,82 -1,2 ×0,82)

9,81

× (1 - cos 0,82 × 33,1) = 1,48м .

hc

=

-1,2

0,822

RDB 66.42-027-001

Лист

6

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

к грунту и силы трения сваи в держателях Ртр.с [2, §73]:

Тc = Ртяж + Ртр + Рпр + Ртр.с

(2.13)

Ртяж = mcg - Рж;

(2.14)

Рпр = ρa fн;

(2.15)

Ртр.с.=fтр·Р·(1+2

l1

)

(2.16)

l2

где mс – масса сваи, т;

mс = 7,8т;

ρа = 0,1МПа –

атмосферное давление;

fтр = 0,2 – коэффициент трения сваи об направляющую;

Ртяж = 7,8·9,81 – 51,8 = 24,7 кН;

Рпр = 0,1·0,08·103 = 8,0кН;

2,38

Ртр.с.= 0,2·147,8·(1+2·

) = 81,7кН

2,7

Тc = 24,7+ 59,5 + 8,0 + 81,7 = 173,9кН.

2.3.5 Необходимое толкающее усилие гидроцилиндра подъема определяется:

Qгцп

= k × n × Тс = 1,5 ´ 2 ´173,9 = 521,7кН = 53,2т,

(2.17)

RDB 66.42-027-001

Лист

7

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

rв

2

2

sin 2 a

2 v

к

vк

2

М

= С

ТL v

+

sin a +

,

(3.1)

Dу 2

3 v

2v

к

т

2

т

т

где СDy – коэффициент сопротивления подводной поверхности борта,

принимается по графику рисунка 144 [2] в зависимости от

отношения Т/L = 0,025,

CDу

= 1,73 ;

Т, L –

осадка и длина корпуса земснаряда соответственно;

vт = 0,35м/с –

скорость течения;

vк = 0,2м/с –

скорость вращения земснаряда вокруг сваи;

α = 90 – угол между ДП земснаряда и направлением вектора

скорости течения;

ρв = 100,0 кг*с2/м4 –

плотность воды.

100,0

2

2

sin2 90о

2 ×0,2

0

0,2

2

Мк =1,73×

×1,3×52,9

×0,2

×

+

×sin 90

+

=

2

2

3×0,35

×0,35

2

Ми

= [(1+ k J )J л

+ J р

]

dωк

(3.2)

dt

RDB 66.42-027-001

Лист

8

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

kJ –

коэффициент присоединенного момента инерции масс жидкости;

kJ = 0,2 – при Т/В = 0,109;

Jк –

момент инерции массы земснаряда и воды, находящейся в прорези

корпуса земснаряда, относительно оси заколотой в грунт сваи,

кг·с2·м;

J к =

1

rвBTL3 ;

(3.3)

3

В –

ширина корпуса земснаряда, м;

Jр –

момент инерции масс рамы и присоединенных масс жидкости,

находящейся между боковыми стенками рамы, кг·с2·м;

Jр = mр (l0 +lр / 2)2 ;

(3.4)

mр –

масса рамы и присоединенной жидкости;

mр = 17960кг·с2/м;

l0 –

расстояние от сваи до оси подвеса рамы, м;

l0 = 43,1м;

lр –

длина рамы, м;

lр = 15,4м.

Jк

=

1

×100,0 ×12,0 ×1,3 ×52,93 = 76978662,3кг × с2 × м;

3

Rв = рдFв ,

(3.5)

где рд –

удельное давление ветра при скорости 7,0 м/с (4 балла);

рд = 4,5 кг/м2

F в –

площадь боковой поверхности, воспринимающая ветровую

нагрузку,

F в = 316,4 м2

Rв = 4,5 х 316,4 = 1423,8 кг = 14,0 кН.

RDB 66.42-027-001

Лист

9

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата