4. Определение ледовых нагрузок на платформу.

Расчёт ледовых нагрузок ведём в соответствии изменениями к СНиП 2.06.04.-86* (раздел№5)

1) Определяем прочностные характеристики льда при сжатии R_c и изгибе R_f

Определяем R_c и R_f по формулам:

Где N - количество слоёв льда, на которое разбивается по толщине ледовое поле, в курсовом проекте ледовое поле разбиваем на 2 слоя;

C_i - среднеарифметическое значение максимального предела прочности льда при одноосном сжатии для i-го слоя при температуре t_i ;

I - доверительная граница случайной погрешности при определении C_i ;

C_b и b- тоже для нижнего слоя льда.

Расчётная схема льда

Морской лёд разбивается по высоте на 2 слоя.

.

Величины C_i и I для морского льда определяются по таблицам в зависимости от количества жидкой фазы ‰- определённой для каждого I-го слоя в зависимости от солености льда и соответствующей температуры.

1) Определяем температуру для I-го слоя льда

температуру для I-го слоя льда определяем по формуле:

ti=(tu-tb)zi+tb

где tu – температура льда по контакту с воздухом

tb - температура льда по контакту льда с водой, принимается по океанологическим таблицам в зависимости от солёности льда

для верхнего слоя льда:

t_зер = [-15-(-4)]0,875 - 4 = -13,625⁰

для нижнего слоя льда

t_вол = [-15-(-4)]0,375 - 4 = -8,125⁰

2) Определяем количество жидкой фазы ‰,

берём при солёности льда 8‰ в зависимости от полученной температуры льда I-го слоя, (по интерполяции).

Для верхнего слоя: ‰ = 56-(3,62514)/5=45,85‰ (г/кг)

Для нижнего слоя: ‰ = 67-(0,12511)/2=66,3‰ (г/кг)

3) По таблице №28 СНиП находим (C_i I)

Для верхнего слоя:

С_в.с = 3,4-(20,851,8)/25=1,9

I=0,4-(20,850,2)/25=0,23

С_в.с  I = 1,9  0,23

Для нижнего слоя:

С_в.с = 0,7-(16,30,3)/50=0,6

I=0,1

С_н.с  I = 0,6  0,1

4) Определяем прочность льда при сжатии и изгибе

2,24 мПа

R_f = 0,4(0,6 + 0,1) = 0,28 мПа

2) Определяем нагрузки от ледяных полей на сооружение

Определяем силу от воздействия движущихся ледовых полей на предмет с вертикальной гранью при остановке его опорой.

F_c.p=0,04Vh_d

Где V – скорость движущегося ледяного поля, принимаем скорость движения ледяного покрова 3 % - от скорости ветра 1 % - обеспеченности = 0,0340=1,2м/с.

hd- толщина льда (по заданию).

m – коэффициент формы опоры, в курсовом проекте принимаем m = 0,83.

А - максимальная площадь ледяного покрова, в курсовом проекте принимаем площадь ледяного покрова равной 4900 м².

- определяем по таблице №30 СНиП. Для морского дна при отношении , где D- диаметр вертикальной опоры сооружения

==2,2

K_v – определяется по таблице №31 СНиП. В зависимости от величины E_v – эффективная скорость дрейфующего льда в зоне взаимодействия с опорой

E_v = = = 0,03K_v = 0,3

 - половина угла заострённости передней грани опоры на уровне действия ледяного покрова в курсовом проекте принимаем равным 70⁰

F_c.p=0,041,20,75= 4,63 Мн.

Полученная величина не должна превышать F_в,р.

F_в,р- сила от движущегося ледяного покрова при прорезании опорой льда.

F_в,р = m K_v  D  = 0,832,20,32,24100,75 =9,2 Мн.

Для дальнейшего расчёта принимаем меньшее значение:

E_bp=4,63 Мн