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

41540. Производственная структура коммерческого предприятия его инфраструктура 122 KB
  Организационное взаимодействие это формальные отношения между отдельными позициями управления в рамках структуры. Организационная структура это состав перечень отделов служб и подразделений в аппарате управления системная их организация характер соподчиненности и подотчетности друг другу и высшему органу управления фирмы а также набор координационных и информационных связей порядок распределения функций управления по различным уровням и подразделениям управленческой иерархии. Базой для построения организационной структуры управления...
41541. Финансовые ресурсы предприятия. Доходы и расходы предприятия 267.5 KB
  Себестоимость промышленной продукции. Сущность состав и структура цены продукции предприятия. Как же этого достичь Общий принцип выбора следующий: фирма должна использовать такой процесс производства который при одном и том же уровне выпуска продукции позволял бы применять наименьшее количество вводимых факторов производства т. Поэтому фирма должна использовать такой производственный процесс при котором один и тот же объем готовой продукции обеспечивается с наименьшими затратами на вводимые факторы производства.
41542. Рынок облигаций в России 1.22 MB
  Рынок облигаций в России Первичный и вторичный рынок облигаций Закономерности изменения доходности облигаций Недаром в последние десятилетия во всем мире наблюдается тенденция к росту рынка облигаций тенденция к секьюритизации долгов.
41543. Понятие и виды векселей 548 KB
  Векселя Понятие и виды векселей Правовые основы выпуска и обращения векселей Место векселей на финансовых рынках МИРОВОЙ ОПЫТ. Коммерческие бумаги на зарубежных финансовых рынках Рынок векселей в России Риски владения векселями Образец Акта о протесте векселя в неплатеже
41544. Депозитарные расписки 388.5 KB
  Как инструмент отвечающий желанию американских инвесторов диверсифицировать свои инвестиционные портфели путем приобретения акций иностранных компаний и при этом иметь такую же правовую защиту какую имеют инвесторы делающие вложения в американские корпорации. Помимо депозитарных акций к ним относятся например стрипсы HOLDR депозитарные расписки холдинговой компании GNMмодифицированные вторичные бумаги на базе пула ипотек и др. Выпуск неспонсируемых DR инициируется акционером или группой акционеров резидентов США имеющих в...
41545. Производные фондовые и финансовые инструменты 484.5 KB
  Если стоимость базового актива падает или ожидается ее падение то цена соответствующего дериватива тоже будет снижаться и наоборот; срок существования производных инструментов ограничен определенным временным периодом в то время как базовый актив может быть бессрочным акции валюта и т. Russin ruble Обыкновенные акции ОАО Газпром Jpnese Longterm government bond Наименование биржи CME Чикагская товарная биржа FORTS Биржа фьючерсов и опционов РТС TSE Токийская фондовая биржа Базовый актив Eligible issues российский рубль RU...
41546. Основные понятия рынка ценных бумаг 279.5 KB
  Основные понятия рынка ценных бумаг Основные понятия рынка ценных бумаг Сбережения и инвестиции Классы и виды ценных бумаг Инструменты денежного рынка и рынка капиталов Место фондового рынка в рыночной структуре и его роль в национальных экономиках Функции рынка ценных бумаг Классификации фондовых рынков Заемщики и поставщики капитала на рынке ценных бумаг Инвестиционные риски МИРОВОЙ ОПЫТ. При этом покупатель становится собственником не золота как товара а владельцем ценной бумаги что освобождает его от затрат на хранение металла....
41547. Виды и стоимость акций 224.5 KB
  Виды и стоимость акций Виды и стоимость акций Категории и типы акций МИРОВОЙ ОПЫТ. Классы акций Виды стоимостей акций Коэффициенты рыночной оцененности акций Категории и типы акций Понятия категории и типы в отношении акций являются юридически определенными понятиями. Основополагающие различия разных категорий и типов акций заключаются в правах предоставляемых ими.
41548. Рынки акций 622 KB
  Рынки акций Тема 3. Рынки акций Рынки акций МИРОВОЙ ОПЫТ. Как работает НьюЙоркская фондовая биржа Фондовые индексы как индикаторы состояния рынков ценных бумаг Доходность акций и прирост капитала Риски инвестирования в акции Рынки акций История фондовых рынков насчитывает почти 250 лет. В США сложился самый мощный на сегодняшний день рынок акций как по количеству регулярно котируемых ценных бумаг так и по объему заключаемых сделок.