x=a-2R

x=5,8-2·1,3=3,2

α = arctg(x/c) = arctg((a-2R)/c) ;

α = arctg(3,2/3,5) = 42°

l= (5,8-0,6-3,2) / sin42° = 2,99 м

l= (a- z) / sinα ;

l= (5,8-0,6) / sin42° = 7,77 м

P= ρgT·sinα·(l- l)/2 ;

P= 1000·9,81·5,8·sin42°·(7,77² - 2,99²) / 2 = 979,08 кН

Центр приложения силы P: l= 2(l- l)/3(l- l), м

l= 2(l- l) / 3(l- l) ;

l= 2(7,77³ - 2,99³) / 3(7,77² - 2,99²) = 5,73 м

Масштаб схемы 1см = 1м

Масштаб эпюр давления 1см = 25,506 кПа

Масштаб силы 1см = 150 кН

Рис. 2 - Схема к расчету нагрузки на переходную секцию дока.

Расчет гидростатических нагрузок на носовую секцию дока

Боковая поверхность носовой секции представляет собой фигуру произвольной формы. Боковой элемент носовой части разбивается по вертикали на ряд составляющих. Кривая аппроксимируется и заменяется прямыми. Определяем нагрузку от давления воды на каждый составляющий элемент по формуле:

Pi = ρgbi·sinα·(l- l)/2 и центр давления гидростатических сил по формуле:

ldi = 2(l- l)/3(l- l)

где l– координата конца рассматриваемого участка, м

l– координата начала рассматриваемого участка, м

bi–ширина рассматриваемого участка, м

Расчеты ведутся в таблице:

Положение равнодействующей R (координаты аи l) определяется теоремой Вариньона. Для определения lвыбирают ось А-А по уровню воды, а для а- ось

В-В выбирают по вертикали.

R = P1 + P2 + P3 + P4 + P5 ;

R = 1,8 + 4,59 + 7,26 + 9,12 + 7,06 = 29,83 кН

Координаты равнодействующей:

а= (ΣМВ-В)/R = (ΣPi · yi/2)/R ;

а= (1,8 · 2,30/2 + 4,59 · 1,95/2 + 7,26 · 1,85/2 + 9,12 · 1,66/2 + 7,06 · 1,0/2) /

29,83 = 0,82 м

l= (ΣМA-A)/R = (ΣPi · ldi)/R ;

l= (1,8 · 0,26 + 4,59 · 0,62 + 7,26 · 1,01 + 9,12 · 1,41+ 7,06 · 1,81) / 29,83 = 1,22 м

Криволинейную лобовую поверхность заменяем вертикальной стенкой.

Гидростатическое давление на эту стенку будет определяться по формуле:

р = ρg(2R- z);

p = 1000 · 9,81 · (2,6 – 0,6) = 19,62 кПа

Сила Р6 действует на лобовую поверхность носовой секции, имеющей

цилиндрическую поверхность. Определяется:

Р6 = ;

где PХ – горизонтальная составляющая, Н

РУ – вертикальная составляющая, Н

РХ = ρghcS

hc = 2(R-z1)/3

hc = 2(1,3 – 0,6)/3 = 0,46

S = (R-z1)p1/2;

p1/p = (R-z1)/R ;

p1 = p(R-z1)/R

p1 = 19,62 · (1,3-0,6)/1,3 = 10,56 кПа

S = 10,56 · (1,3-0,6)/2 = 3,7 м2

PX1 = 1000 · 9,81 · 0,46 · 3,7 = 16,7 кН

lDX1 = 2(l- l)/3(l- l)

где l– координата конца рассматриваемого участка, м