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

47458. Бухгалтерский учет, анализ и аудит, Методические указания по дипломному проектированию 665.5 KB
  В методических указаниях определены цель и задачи дипломного проектирования требования к содержанию структуре и оформлению дипломной работы порядок проведения защиты работы. Назначение руководителя и выбор темы дипломной работы Содержание основной части дипломной работы Порядок проведения защиты дипломной работы
47460. Строительство многопрофильного культурно-спортивного комплекса Минск-Арена расположена в северо-восточной части г. Минска 531.5 KB
  Технические решения, принятые на стройгенплане, соответствуют требованиям экологических, санитарно-гигиенических и противопожарных норм и правил и обеспечивают безопасное для жизни и здоровья людей производство строительно-монтажных работ при соблюдении предусмотренных проектом мероприятий.
47461. ХРЕСТОМАТІЯ З ФІЛОСОФІЇ ПРАВА 990 KB
  Истина о праве, согласно легистской гносеологии, дана в законе, выражающем волю, позицию, мнение законодателя (суверена, государства). Поэтому искомое истинное знание о праве носит здесь характер мнения, хотя и официально-властного мнения
47462. Англійська мова: Підручник для 11 класу середніх шкіл 812.06 KB
  The right to education in Ukraine is guaranteed by the Constitution (Article 53). Every boy or girl must get Hecondary education; it means that secondary education is compulsory in our country. There are state schools where education is free of charge and private primary and- secondary schools where pupils have to pay for their studies
47463. ЛИНЕЙНО-КАБЕЛЬНЫЕ СООРУЖЕНИЯ 718 KB
  К таким основным решениям относятся: прокладка методом задувки диэлектрических оптических в пластмассовых защитных трубках внутренний диаметр от 32 мм до 40 мм; прокладка над пластмассовыми защитными трубками или над бронированными оптическими кабелями сигнальноинформационных пластиковых лент; максимальное использование в качестве трубопроводов кабельной канализации труб из полиэтилена высокой плотности гладкие и гофрированные многоканальных блоков мультиканалы и смотровых устройств из пластиката; использование при соответствующем...
47464. Решение геометрических задач, как средство развития самостоятельности мышления учащихся 134 KB
  Они должны не просто знакомиться с теорией предмета а видеть источники возникновения и практическую целесообразность изучения этих вопросов не просто решать задачу указанную учителем приобретая нужные навыки и умения а рассматривать условия в которых возникают задачи данного типа. Решение математических задач приобретает единую учебнопознавательную направленность в том случае когда оно реализует решение одной и той же дидактической задачи изучения математической закономерности на основе анализа частных случаев. Первые описываются...
47465. СТРАТЕГІЧНЕ УПРАВЛІННЯ. НАВЧАЛЬНИЙ ПОСІБНИК 1.01 MB
  Розглянуто основні питання стратегічного управління: сучасна концепція стратегічного управління; види стратегій підприємства; формування стратегічного набору; форми та методи забезпечення стратегічного управління. 2004 ВСТУП Ринкова економіка формує нові вимоги до підприємства що обумовлюються не тільки наявністю конкуренції та високими вимогами до якості товарів але й необхідністю гнучко реагувати на зміни ринкової ситуації яка не завжди сприяє процвітанню підприємства. Успіх підприємства залежить від здатності передбачати й змінювати...
47466. Питання для іспиту «Митне право україни» 641.5 KB
  Керівництво збиранням прикордонного мита: евеки вивізне та інфуки ввізне мито за часи Богдана Хмельницького покладалося на Державний скарб як тоді називалася фінансовобанківська служба України. Верховна Рада прийняла Закон України Про митну справу в Україні який проголосив що Україна як суверенна держава самостійно створює власну митну систему і здійснює митну справу. Верховна Рада України прийняла Постанову про створення Державного митного комітету України як центрального митного органу України та перший Митний кодекс України.