|
|||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Расчет волновой нагрузки на опорные колонны СПБУ при регулярном волненииЗадание №2 Расчет ветровой нагрузки На раннем этапе проектирования СПБУ воздействие ветра можно считать чисто статическим, т.е допустить, что частицы воздуха распространяются с постоянной во времени средней скоростью , где z высота над уровнем моря. Экспериментально установлено, что средняя скорость ветра увеличивается с высотой z и это изменение рассчитывается по формуле , где: W10 - средняя скорость ветра на уровне z = 10м. На рис.3 показана схема ветрового воздействия на надводную часть СПБУ: неравномерная по высоте эпюра средней скорости ветра ; и сосредоточенная на высоте zп статическая ветровая нагрузка , которая может быть определена по формуле кН, где rвозд = 0.00125 т/м3 - плотность воздуха; CW =1,16 - обобщенный коэффициент аэродинамического сопротивления СПБУ; Sп =1670 м - площадь парусности.
Рис. 3. Эпюра средней скорости ветра и ветровая нагрузка Расчет волновой нагрузки на опорные колонны СПБУ при регулярном волнении
Волновая нагрузка преграды с малыми относительно длины волны l размерами поперечного сечения может быть представлена как сумма скоростной Qск и инерционной Qин составляющих: Q = Qин + Qск Однако учитывая, что, во-первых, скоростная составляющая Qск при воздействии на форменные решетчатые конструкции является преобладающей (т.е. Qск >> Qин) и, во-вторых, инерционная составляющая Qин во времени действует асинхронно по отношению к скоростной составляющей Qск(т.е. qск ~coswt, а Qин ~ sinwt, где w - круговая частота регулярного волнения), примем, что Qин пренебрежимо мала и ограничимся рассмотрением лишь скоростной составляющей волновой нагрузки Q = Qск. Величину Qск определим приближенно, используя теорию волн малой амплитуды, согласно которой ордината профиля взволнованной поверхности моря по лучу распространения х определяется формулой
где h - высота волны; k - волновое число, равное для случая глубоководья (т.е. при Н > l/2). Если t - период регулярного волнения, тогда круговая частота волнения w и волновое число соответственно равны: w = 2p/ t = 2·3,14 / 10 = 0,628, с-1; k = w2 / g = 0,6282 / 9,81 = 0,0402 м-1. Волновое число k показывает, сколько волн может быть расположено на отрезке длиной 2p метров. Оно связано с длиной волны соотношением l = 2p / k = 2×3,14/0,0402 = 156,2 м. Горизонтальная составляющая скорости орбитального движения частиц жидкости на уровне z = 0 в соответствии с теорией волн малой амплитуды определяется зависимостью Затухание скорости по глубине для условий глубокой водыможет быть найдено как где z - координата глубины, отсчитываемая от уровня спокойной поверхности моря вниз. С учетом этих обозначений удельную (т.е. на 1 погонный метр длины) скоростную составляющую волновой нагрузки можно записать с использованием формулы Дж. Морисона: qск = 0.5Cскr|V|Vb. где Cск - обобщенный коэффициент сопротивления опорной колонны для скоростной составляющей (Cск = 1,43); r = 1.025 т/м3 - плотность морской воды; b - характерный размер опорной колонны (в нашем случае b=2 а=5.2 м).
Волновую нагрузку на 2 опоры первого ряда (х = 0) можно записать как или, вынося постоянные за знак интеграла, получим , где h1 - уровень взволнованной поверхности воды у первого ряда опор.
Определенный интеграл найдем из условия е-2kH ® 0, что соответствует полному затуханию скоростной нагрузки на уровне дна моря и h1 = h/2.
кН Глубина точки приложения равнодействующей нагрузки Q1 может быть найдена из отношения интегралов При условии h1 = h/2 и е-2kH ® 0 имеем zq1 = (l-2k h1)/2k = (l-kh)/2k = (1-0,0402×11,2)/2×0,0402= 6,84 м.
Уровень взволнованной поверхности воды у второго ряда опор h2 = 0.5h·cos(kL1) = 0.5·12·cos(0,0402·37,8) = 0,3 м.
Следует обратить внимание на то, что при расчете надо аргумент (kL1) брать в радианах. Аналогично для нагрузки на второй ряд опор получим 3,44 м
Таким образом, суммарная волновая нагрузка на оба ряда опорных колонн СПБУ Qв = Q1 + Q2 = 1839,24 + 3,44 =1842,68 кН.
Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.005 сек.) |