Морские гидротехнические сооружения

Автор: Пользователь скрыл имя, 08 Марта 2013 в 14:46, курсовая работа

Краткое описание

В курсовой работе основную и головную части мола-причала следует принимать вертикального профиля, а корневую часть — откосного. Конструкция основной вертикальной части мола-причала должна выполняться в 2 вариантах: из обыкновенных массивов; из массивов-гигантов. По исходным данным принимаем конструкцию из массивов гигантов. Обыкновенные массивы из бетона масса от 5-100т, с формой близкой к параллелепипеду. Массивы сопротивляются волнению за счёт своего веса.

Оглавление

1. Выбор типа сооружения
2. Определение основных размеров сооружения
3. Определение нагрузок, действующих на сооружение в расчетном сечении
4. Расчеты устойчивости сооружения, уточнение основных размеров
5. Определение размеров головной и корневой частей сооружения

Файлы: 1 файл

Курсовая работа. Морские гидротехнические сооружения..doc

— 967.50 Кб (Скачать)

Для дальнейших расчетов берется ширина сооружения bc, большая из значений, полученных по формулам (6.2) и (6.4) [1].

Опрокидывающий  момент:

  .

(а)


Плечо этого  момента:

.

(б)


 а) Проверка на  опрокидывание.

;

(в)


где n=10 ( грунты средней плотности );?

?

;

(г)


γн=2,4 (Т/м3) – удельный вес надводной части;

γпн-1(Т/м3) – удельный вес подводной части;

df=11,7 – задана преподователем;?

hн=3,35(м) – по своему сечению. ?

Тогда,    .

б) Проверка  на устойчивость.

;

(д)


с =1,15; f=0,6;σm=24,4;γ1c=1,0).

Для сооружения II класса (глубина от 5 до 25м) γп=1,2 (см.стр.146.[1]).

;

(д)


То по расчёту, ширина стенки bc=9,77м.

После определения  ширины стенки уточняются размеры берм каменной постели в расчетном  сечении.

Определение размеров берм. Ширина берм каменной постели назначается: наружной (со стороны моря) — 0,6b=0,6·9,77=5,85≈6,0м; внутренней (со стороны гавани) — 0,4b=0,4·9,77=3,9м≈4,0м; где   b — ширина подошвы стенки. Установив окончательно ширину b подошвы сооружения, уточняют ширину берм. Отметки наружной и внутренней берм в поперечном сечении постели должны приниматься одинаковыми.

Уклоны откосов  постели назначаются в зависимости от крупности камня на откосах и значений донных скоростей, но не круче 1:1,5. Обычно принимаются уклоны:

для наружных откосов — 1:3;

для внутренних откосов — 1:2.

 

4.2. Расчет устойчивости сооружения на опрокидывание

[1, § 6.3, с. 152]

Устойчивость сооружения считается обеспеченной, если выполняется  условие (6.11) [1].

Определение веса Q и момента My устойчивости сооружения из массивной кладки (по рис.5)

Наименование элемента сооружения, их объём, м3; эпюры взвешивающего давления, их площади, тс/м

Объёмный 

(удельный)

вес, тс/м3

Вес, взвешива-ющая сила,  тс

Плечо устойчивости, м

Момент устойчивости, тс·м


А. Вес сооружения без  учёта  взвешивания

Несимметричная часть

Верхняя часть парапета

1,0·1,2·1,0=1,2

 

2,4

 

2,88

 

17,25

 

49,68

Средняя часть парапета

2,0·1,2·1,0=2,4

Нижняя часть парапета

2,0+2,0·1,1·1=4,2

 

2,4

 

2,4

 

5,76

 

7,92

 

16,1

 

16,65

 

92,74

 

131,87

Итого

 

16,56

 

274,29


 

Наименование элемента сооружения, их объём, м3; эпюры взвешивающего давления, их площади, тс/м

Объёмный

(удельный)

вес, тс/м3

Вес, взвешива-ющая сила,  тс

Плечо устойчивости, м

Момент устойчивости, тс·м


Симметричная часть

Бетонная надстройка и плиты перекрытия каналов

9,77·2,35·1,0-2·1,2·0,9·1,0=21,88

 

 

2,4

 

 

52,51

 

 

4,885

 

 

256

Массивовая кладка

9,77·12=117,24

 

2,4

 

281,37

 

4,885

 

1374,5

Итого

 

333,88

 

1633,5


Б. Взвешивающее  гидростатическое  давление

Эпюра давления под подошвой

9,77·11,7·1,0=114,3

 

 

 

 

 

 

 

 

-114,3

 

 

 

 

4,885

 

 

 

 

-558,3

Итого

 

-114,3

 

-558,3


В. Взвешивающее волновое давление

Эпюра давления при гребне стоячей  волны

 

9,77·2,4·0,5·1=11,72

9,77·0,2·0,5·1=0,977

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-11,72

 

 

 

 

0,977

 

 

 

 

 

 

6,51

 

 

 

 

3,26

 

 

 

 

 

 

-76,3

 

 

 

 

3,19

Итого

 

-10,723

 

-73,11

Всего для сооружения  с учётом взвешивания

 

Q=225,41

 

My= 1276,4


- условие устойчивости.

;

496,56≤1223,17  - условие  устойчивости  на опракидывание  выполнено. 

 

4.3. Расчет напряжений под подошвой стенки и под постелью

[1, § 6.2, с. 149…151]

Эпюры давления под подошвой и под постелью сооружения (см. рис.2) строятся по формулам (6.5…6.8) [1].

Проверяются минимальные напряжения σmin под подошвой (отрицательные напряжения под подошвой не допускаются) и максимальные напряжения σmax (они не должны превосходить расчетных сопротивлений R0 каменной постели, т. е. σmax =< R0).

;

(а)

;

(б)

.

(в)


 

Максимальные  напряжения σmax* под постелью не должны быть больше расчетных сопротивлений R0 грунта основания, т.е. σmax* ≤ R0.

В данной работе расчетные сопротивления R0 допускается принимать равными:

для каменных постелей………………..…..  60(Тс/м).

Так как  σmax =32,06 Тс/м; берём по максимуму R0 =60 Тс/м тогда условие выполняется

32,06 Тс/м ≤ 60 Тс/м .

 

;

.

 

 

4.4. Расчет устойчивости сооружения на плоский сдвиг

[1, § 6.3, с. 153…154]

В настоящей  работе рассчитывается сооружение, постель  которого возвышается над поверхностью дна (рис.  ). При этом возможны следующие расчетные случаи для плоского сдвига:

 

сдвиг сооружения по плоскости АC каменной постели;

сдвиг сооружения вместе с частью каменной постели  по наклонной плоскости AD;

сдвиг сооружения вместе с постелью по плоскости ED дна.

Устойчивость  сооружения на плоский сдвиг по указанным  плоскостям проверяется по формулам (6.1, 6.13, 6.14) [1].

- проверка на плоский сдвиг;

(а)


где  γ=1;

γс=1,15;

γп=1,2.

Поверка на сдвиг  стены по поверхности  АС постели  производится по  условию (а), в котором следует принять: F=S=37,06 Тс ;

f=0,6;

R=Q·f=225,41·0,6=135,24тс.

Делаем проверку:  - проверка выполняется.

При сдвиге стены  по наклонной плоскости AD к удерживающим  силам следует добавить вес сдвигающейся  верхней части постели и все силы  спроектировать на плоскость сдвига и на нормаль к ней. Тогда в условии:

;

.

где    Q’ – вес в воде сдвигающейся части постели в объёме ACD ;

  fK – коэффициент внутреннего трения каменной наброски (fK=0,85-1,00);

 α – угол наклона плоскости сдвига α=10˚.

;

Делаем  проверку:  - проверка выполняется.

 При  сдвиге стены вместе с постелью  по поверхности ED грунта

F=S=37,06 Тс ;

Tc ;

fГ  =tgφ=tg19º= 0,344;

 Tc;

t=3,6.

Делаем  проверку:  - проверка выполняется.

 

4.5. Расчет устойчивости сооружения на глубинный сдвиг по методу ВНИИГ

[1, § 6.3, с. 158…162]; [4, приложение 7]

Метод расчета  несущей способности основания  подробно изложен на стр. 158…162 [1]. Расчеты  выполняются в следующей очередности.

Вычисляются расчетная  ширина b* сооружения и приведенное напряжение σ* под постелью по формулам:

b* = 2/3 (b + 2t) (σ*max + 2 σ *min)/( σ *max + σ *min)=

=2/3(9,77+2·3,6)·(25,65+2·15,3)/(25,65+15,3)=15,54м;

(11)

σ * = ½ (σ max + σ min)(b + 2t)/b*=

=½ (25,65 + 15,3)(9,77 + 2·3,6)/15,54=22,35 тс/м2.

(12)


Здесь b — ширина подошвы сооружения; t — толщина постели; σ *max и σ *min — краевые напряжения под постелью.

  ;

 где Ru – равнодействующая;

q=0;

  γ = 1,1Тс/м3 – для песка;

с учётом взвешивающей силы (грунт в воде).

γ'= γ-1т/м3;

Грунт основания: песок илистый, φ=19˚.

Сведём данные в таблицу:

Таблица 1 

Коэффициенты

δ в  долях от φ 

 

0

0,3φ

0,9φ

Nγ

2,1179

1,5809

0,4181


 

Вычисления  запишем в табличной форме:

Таблица 2

δ˚

sin (δ˚),cos(δ˚).

δ= 0·φ=0˚

sin0˚=0

 

cos0˚=1

δ=0,3·φ=0,3·19˚=5,7˚

sin5,7˚=0,099

 

cos5,7˚=0,995

δ=0,9·φ=0,9·19˚=17,1˚

sin17,1˚=0,294

 

cos17,1˚=0,955


Расчёт равнодействующей удобно выполнить в виде таблицы:

Таблица 3

 δ

Ru ,Тс

δ= 0·φ

Ru=1,1·15,542·2,1179=562,6

δ=0,3·φ

Ru=1,1·15,542·1,5809=419,95

δ=0,9·φ

Ru=1,1·15,542·0,4181=111,06


Составляющие  предельных разрушающих наклонных  напряжений n=0:

;

.


Вычисление значений σ, τ запишем  в таблицу 4:

Таблица 4

δ

σ

τ

δ= 0·φ

σ =(562,6/15,54)·1=36,2

τ =0

δ=0,3·φ

σ =(419,95/15,54)·0,995=26,88

τ =(419,95/15,54)·0,099=2,67

δ=0,9·φ

σ =(111,06/15,54)·0,955=6,82

τ =(111,06/15,54)·0,294=2,10


Построим график  «Несущей  способности  основания» τ = f(σ).

 

По значению  приведённого напряжения σ* с помощью графика находится τ*. Так как значение σ*= 22,35(Тс/м2);  τ*=2,8(Тс/м2). 

Делаем проверку: R*= τ*·b*=2,8·22,35=62,58;

F=S=37,06 Тс ;

.

 

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ГОЛОВНОЙ И КОРНЕВОЙ ЧАСТЕЙ СООРУЖЕНИЯ

5.1. Головная часть

[1, § 4.7, с. 127]

Длина и ширина головного участка сооружения определяется расчетом исходя из эксплуатационных требований. Ориентировочно ширину головного участка следует принимать на 30…40 % больше ширины сооружения в основной части, а длину — равной двойной ширине. Уширение следует делать в сторону гавани. Головная часть отделяется от основной части швом.

Толщина бетонной плиты надстройки головного участка  принимается на 1,0…1,5 м больше толщины плиты основной части. Парапет выполняется с трех сторон. Выступающие внешние углы срезаются, бермы постели уширяются на 25…30 %.

Принятые размеры  головного участка проверяются  и уточняются расчетом. В данной учебной работе такие расчеты допускается не выполнять.

5.2. Корневая часть

[1, § 4.7, 3.2…3.6]

Общие положения. Конструкция корневой части принимается откосного профиля из наброски сортированного камня с защитным покрытием внешнего откоса обыкновенными бетонными массивами или фасонными блоками.

За расчетное  берется сечение  в начале откосного профиля (граничное сечение между корневой и основной частью сооружения). Здесь вычисляются высота и средняя длина трансформированных волн со стороны моря при СВГ по рекомендациям п. 2.2.

В ходе расчета корневой части сооружения последовательно определяются:

отметка верха  парапета и пологость откосов;

массы массивов и камней на откосе со стороны моря и со стороны гавани;

габаритные  размеры — отметка верха и ширина бермы перед парапетом, ширина проезжей части, размеры парапета и др.;

толщины слоев  отсыпки камня (наброски или укладки  массивов).

Информация о работе Морские гидротехнические сооружения