2.3.3 Суммарная ветровая нагрузка
Ветровую нагрузку по участкам определяем как сумму средней и пульсационной составляющих.
кПа;
Для определения
усилия
ветровую нагрузку относим к площади,
ограниченной контуром
на каждом участке.
439,6 кН;
Плечи приложения сил относительно поверхности воды.
Суммарный момент и усилие от ветровой нагрузки.
кН*м.
2.4. Ветровые нагрузки
(рабочее положение)
Рассмотрим ветровую нагрузку на ледостойкую стационарную платформу при эксплуатации в 5 ветровом районе. Парусность платформы разделяем на пять характерных участков в рабочем положении:
- 1ый участок – опорный блок, высота 7,5м;
- 2ой участок – палуба, высота 11м;
- 3ий участок – утилизационные котлы, высота 17 м;
- 4ий участок – краны оффшорные, высота 52 м;
-5ий участок – буровая вышка, высота 48 м.
2.4.1 Нормативное значение средней составляющей ветровой
нагрузки.
Определяем для каждого участка по формуле 2.10:
,
По таблице 2.2, если тип местности А, в зависимости от высоты участка определяем
= 0,875;
= 1,025;
= 1,175;
= 1,62;
= 1,58.
Аэродинамические коэффициенты определяем справочным данным
;
;
;
;
9.
По формуле 2.10 определяем нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки для каждого участка.
кПа;
кПа;
кПа;
кПа;
кПа.
2.4.2. Нормативное значение пульсационной составляющей ветровой
нагрузки.
По формуле 2.11 определяем нормативное значение пульсационной составляющей ветровой нагрузки:
кПа;
=
0,336 кПа;
=
0,409 кПа;
=
0,329 кПа;
=
0,329 кПа.
По таблице 2.4 с учетом высоты участков и типа местности А:
= 0,805;
= 0,753;
= 0,711;
= 0,596;
= 0,604.
По таблице 2.5 с учетом ширины и высоты участков:
= 0,825;
= 0,657;
= 0,815;
= 0,693;
= 0,702.
2.4.3. Суммарная ветровая нагрузка.
Ветровую нагрузку по участкам определяем как сумму средней и пульсационной составляющих.
кПа;
кПа;
кПа;
кПа;
кПа.
Для определения усилия ветровую нагрузку относим к площади, ограниченной контуром на каждом участке.
кН;
кН;
кН;
Плечи приложения сил относительно поверхности воды.
м;
;
;
м;
.
Суммарный момент и усилие от ветровой нагрузки равны:
=
5034,8 + 49490,82 + 1017,36 + 10530 + 20784,25 = 86857,23 кН·м;
кН.
2.5. Ледовая нагрузка
Нагрузку от воздействия движущегося ледяного поля на секцию откосного профиля, рис(2.7) ,или отдельно стоящую опору прямоугольного сечения с наклонной передней гранью необходимо определять по формулам [2, п. 5.5]:
Рис.2.7 Схема приложения нагрузок от движущегося ледяного поля на сооружения откосного профиля.
а) горизонтальную составляющую силы Fh, МП,
(2.12)
б) вертикальную составляющую силы Fv, МП,
Fv = Fh ctg, (2.13)
b – ширина сооружения(опоры или секции сооружения) по фронту и на уровне действия льда, м;
hd – расчетная толщина льда, м, принимаемая равной: для речного льда 0,4 от максимальной на зимний период толщины льда обеспеченностью 1%, для морского – максимальной толщине льда 1% - ной обеспеченности.
-
нормативное сопротивление льда изгибу,
МПа
Принимаем = 0,63 Мпа при солености воды около S=2,225%
По формулам 2.12 и 2.13 определяем горизонтальную и вертикальную составляющие силы:
МПа
МПа
Момент от воздействия ледяного поля Мл.п., МН*м, вычисли по формуле:
,
(2.14)
где
м – плечо приложения горизонтальной
составляющей ледовой нагрузки относительно
дна моря (отметка 0,00 м);
– плечо приложения вертикальной
составляющей ледовой нагрузки относительно
нижнего ребра (отметка 0,00 м) тыльной
грани кессона.
Подставив в формулу 2.14 соответствующие значения, момент, МН*м:
Это означает, что ледяное поле, воздействующее на опорное основание платформы, стремится прижать ее ко дну, а не опрокинуть, т.е. увеличивает устойчивость.
2.6 Расчет устойчивости сооружения
2.6.1 Расчет сил реакции опоры
;
;
;
;
2.7 Расчет свайного фундамента сооружения
7.1 Определение геометрических характеристик свай
Наружный периметр поперечного сечения сваи:
(2.15)
Вычисляем площадь опирания на грунт сваи, м2, принимаемая по площади поперечного сечения сваи брутто или по площади сваи-оболочки нетто:
=
3,662
(2.16)
2.7.2 Определение несущей способности свай
Одиночную сваю в составе фундамента и вне его по несущей способности грунтов основания следует рассчитывать исходя из условия [3.п 3]
,
(2.17)
где N - расчетная нагрузка, передаваемая на сваю (продольное усилие, возникающее в ней от расчетных нагрузок, действующих на фундамент при наиболее невыгодном их сочетании);
Fd - расчетная несущая способность грунта основания одиночной сваи, называемая в дальнейшем несущей способностью сваи.
Несущая способность грунта [3.п 4.2]
,
(2.18)
-
несущая способность сваи по грунту, кН;
- коэффициент
условий работы сваи в грунте,
= 1;
- расчетное
сопротивление грунта под нижним концом
сваи, кПа;
,
-
коэффициенты
условий работы соответственно под
нижним концом и на боковой поверхности
сваи;
- наружный периметр
поперечного сечения сваи, м;
- расчетное
сопротивление i-го
слоя грунта основания на наружной
поверхности сваи, кПа;
- толщина i-го
слоя грунта, соприкасающегося с наружной
боковой поверхностью сваи, м,
= 16500 кПа;
= 1;
= 1
По формуле 2.18 определяем:
Выполняем проверку условия по формуле 2.17:
где N =85852 кН– расчетное значение поперечной силы, действующей на одну сваю.
89863,5
,
условие выполняется