Решение. Дано: сооружение в виде цилиндрической вертикальной опоры диаметром D=55 м, со сплошным дном на каменной постели

Исходные данные

Дано: сооружение в виде цилиндрической вертикальной опоры диаметром D=55 м, со сплошным дном на каменной постели, глубина воды у сооружения d=20 м; элементы волн: h_1%=9 м, λ=120 м, Т=10 с.

Требуется определить максимальную горизонтальную и вертикальную силы и максимальный опрокидывающий момент от волн, действующих на сооружение.

1. Проверяем условия применимости зависимостей по определе­нию максимальных горизонтальней и вертикальной сил и максимального опрокидывающего момента, представленных в 1.3., 1.5.-1.7.

, больше 0,2 но меньше 1.

, меньше 0,175.

2. Определяем максимальную горизонтальную силу от воздействия волн на цилиндрическую опору по п.1.3.

По рис.2. при находим значение инерционного коэффициента С_i =0,9.

Значение коэффициента k_1,cor определяем по формуле (3). Для этого по графику на рис.3. (кривая 1) при известном значении , находим коэффициент силы ψ_Q =2,48. При и по формуле (3) вычисляем:

По формуле (2) при ρ=1 т/м³, g=9,81 м/с², получаем

3. Определяем максимальную вертикальную силу от воздействия волн на сплошное дно цилиндрической опоры по п. 1.6.

Значение коэффициента γ_z находим по графику на рис.5. при

и . Интерполируя, получаем γ_z =1,075. Тогда по формуле (8) имеем

Эта нагрузка действует снизу вверх при прохождении вершины гребня волны через ось опоры и сверху вниз при прохождении впадины волны. Фаза вертикальной силы Q_z,max сдвинута относительно фазы горизонтальной силы Q_max на π/2. (?)

4. Определяем максимальный общий опрокидывающий момент M_max, действующий на цилиндрическую опору, расположенную на каменной постели, по п. 1.7., формула (9)

Сначала определим максимальный опрокидывающий момент M_max действующий на цилиндрическую опору от горизонтальной волновой нагрузки (см. п. 1.5. формула (5))

Вычисляем значение коэффициента μ по формуле (7):

Поправочный коэффициент k_2,cor вычисляем по формуле (6). Перед этим по графику на рис. 3.(кривая 2) при находим значение коэффициента момента ψ_M =2,05. Подставляя найденное значение ψ_M в формулу (6), вычисляем:

По формуле (5) определяем M_max:

Затем определяем дополнительный опрокидывающий момент от воздействия вертикальных волновых давлений на сплошное дно опоры M_z,por по формуле (10) п.1.7.

Значение коэффициента β_por находим по графикам рис.4. при и , β_por =0,54 откуда:

кНм

Максимальны общий опрокидывающий момент M_por,max согласно формуле (9) равен:

кНм

Ответы:

1) Максимальная горизонтальная сила равна q_max = 87845 кН

2) Максимальная вертикальная сила равна Q_z,max = 35888 кН

3) Максимальный опрокидывающий момент от волн, действующих на сооружение равен M_por,max = 774373 кНм

Дата добавления: 2015-06-04