49952

Расчет ветровой нагрузки

Лабораторная работа

Физика

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 вопервых скоростная составляющая Qск при воздействии на форменные решетчатые конструкции является преобладающей т. Qск Qин и вовторых инерционная составляющая Qин во времени действует асинхронно по отношению к...

Русский

2014-01-13

75 KB

11 чел.

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 = 10 м.

На рис.1 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. 1. 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 = 2·3,14/10,8 = 0,581 с-1;    k = w2 / g = 0,5812 / 9,81 = 0,034 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 = 23,14/0,034 = 184,706 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 воды может 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.

 

            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 = (1-0,03410,8)/20,034= 9,306 м.

           

            Уровень взволнованной поверхности воды у второго ряда опор

                    h2 = 0.5h·cos(kL1) = 0.5·10,8·cos(0,034·37,8) = 1,52 м.

 Следует обратить внимание на то, что при расчете надо аргумент (kL1) брать в радианах. Аналогично для нагрузки на второй ряд опор получим

 м

 

Таким образом, суммарная волновая нагрузка на оба ряда опорных колонн СПБУ

                         Qв = Q1 + Q2 =  1588,879 + 96,868 = 1685,747 кН.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

54473. Музыка и искусство слова 113 KB
  Цель урока: организовать деятельность учащихся на углубление знаний о роли литературы в музыкальном искусстве; обеспечить применение учащимися знаний о жанрах в литературе и музыке, их взаимосвязи, интонационных режимах, музыкальных произведениях; содействовать осознанию учащимися целостного представления о влиянии литературы на музыкальное искусство; содействовать развитию у детей умения общаться;...
54474. Могут ли музыка и литература жить друг без друга? 42 KB
  Цели: направить деятельность учащихся на обобщение представления о многообразии и богатстве связей между музыкой и литературой их взаимовлиянии и взаимодополнении; содействовать развитию представления школьников о специфике музыкально-образного отражения мира; способствовать формированию интонационно-слухового опыта учащихся развитию вокально-хоровых навыков; способствовать формированию музыкальной культуры учащихся как составляющей духовной культуры; продолжить использовать...
54475. Музыка в рассказах 136 KB
  Верите ли вы в счастье Что такое счастье Приведите примеры посетившего вас счастья Д. А что для всех нас будет общим счастьем на уроке музыкального искусства Д. Правильно воплощение мечты явилось счастьем для мышонка. А для меня счастье видеть ваши умные глаза добрые лица отзывчивые сердца и искренние улыбки.
54476. Музыка звучит в сказках 235.5 KB
  Цели: организовать деятельность учащихся на углубление изучения темы Музыка в литературных произведениях; помочь учащимся на примере украинской народной сказки подчеркнуть позитивную роль музыки как носителя добра счастья и справедливости в литературных сюжетах; содействовать осмыслению учащихся музыкального образа в литературе в частности в сказках; содействовать развитию у учащихся образного восприятия самостоятельного мышления умения слышать и выделять главное. Музыкальный материал: Б.
54477. Экономические ресурсы. Ограниченность экономических ресурсовЭкономические ресурсы. Ограниченность экономических ресурсов 41.11 KB
  Экономические ресурсы – это все то, чем располагает общество для производства товаров и услуг. Общая величина ресурсов характеризует потенциальные возможности развития экономики. Они являются исходным звеном в процессе производства благ
54478. Сценарий химико-биологического вечера. «По следом трех мушкетеров» 37.53 KB
  Итак, представляем трех мушкетеров. Перед вами Портос - чрезвычайно увлечен биологией... в гастрономическом аспекте; химию знает исключительно на примере процессов пищеварения. Арамис - крупный специалист по тонкому анализу ароматических соединений
54479. Music… Music… Music… 37 KB
  Rock’n’roll is a style of music that was popular in 1950s but is still played now, which has a strong loud beat, repeats a few simple phrases and is usually played on electrical instruments. It was first made popular by Bill Halley and Elvis Presley.
54480. Урок музыки. Группы. Композиторы 64.5 KB
  Today at the lesson we’ll listen and repeat the names of the musical instruments, after that we’ll give names of the musical instruments of four groups, we’ll listen to music and name name the styles of popular music you listen to. We’ll speak about structure of the music lesson.
54481. Music in our life 91 KB
  Objectives: to revise and enrich students’ vocabulary on the topic; to improve students’ reading, speaking, writing skills; to practice students’ listening skills; to train students’ habits in group work; to cultivate students’ aesthetic tastes, awareness and respect to the world culture; to enhance students’ cognitive abilities and memory.