Определение опрокидывающего момента с учетом качки по ДДО
Оценка Динамической остойчивости грузового судна, с учетом бортовой качки на волнении, позволяет определить максимальный угол крена, до которого судно может крениться не опрокидываясь, а также определить значение опрокидывающего момента.
Алгоритм построение Диаграммы Динамической Остойчивости судна рассмотрен в разделе «Динамическая остойчивость».
Рисунок 1. Определение опрокидывающего момента с учетом качки.
Для того чтобы определить опрокидывающий момент с учетом бортовой качки, необходимо сначала вычислить амплитуду бортовой качки судна. Порядок вычислений приведен в разделе «Оценка остойчивости судна по критерию погоды».
После того, как будет вычислена амплитуда бортовой качки судна, приступают к построениям на диаграмме динамической остойчивости.
Алгоритм построений на Диаграмме Динамической остойчивости.
1. Из начала координат, влево по оси абсцисс откладывают значение угла 
, равного амплитуде бортовой качки.
2. Затем из полученного значения восстанавливают перпендикуляр до пересечения с кривой плеч динамической остойчивости в точке К.
3. Из точки К проводят касательную к кривой плеч.
4. Из точки К вправо, параллельно оси абсцисс, проводят горизонтальную линию и на ней откладывают 1 радиан = 57,3°.
5. Из полученной точки В восстанавливают перпендикуляр до пересечения с касательной в точке С.
6. Отрезок ВС равен значению плеча опрокидывающего момента 
.
7. Опрокидывающий момент находят по формуле: 
.
8. Опустив из точки касания А перпендикуляр на ось абсцисс получают угол опрокидывания 
.
Больше информации по вопросам остойчивости судна можно найти в книге «Остойчивость грузовых судов».
Автор капитан В.Н. Филимонов
Отыскание
Мопр сводиться к определению такой
горизонтали AF которая ограничивает
площадь сегмента BCF, равную площади OAB.
При этом определяеться и приельный
динамический угол крена Ɵмах. Момент
больше ОА, будет больше востонавливающего
и судно опрокинеться.
23.Определение динамического опрокидывающего момента при прямом начальном положении по диаграмме Lд.
Для
определения опрокидывающего момента
нужно провести касательную к ДДО. Точка
соприкосновения даст М опр как ординату
касательной. При этом абсцисса точки
касания определит наибольший динамический
угол крена Ɵопр.
24. Определение опрокидывающего момента при качке судна по диаграмме lст
Остойчивость
на больших углах крена.
По мере увеличения крена судна
восстанавливающий момент сначала
возрастает, затем уменьшается, становится
равным нулю и далее не только не
препятствует наклонению, а наоборот,
способствует ему (рис. 6).
Рис.
6. Диаграмма статической остойчивости.
Так
как водоизмещение для данного состояния
нагрузки постоянно, то восстанавливающий
момент изменяется только вследствие
изменения плеча поперечной остойчивости
lст.
По расчетам поперечной остойчивости
на больших углах крена строят диаграмму
статической остойчивости,
представляющую
собой график, выражающий зависимость
lст
от угла крена. Диаграмму статической
остойчивости строят для наиболее
характерных и опасных случаев нагрузки
судна.
25. Определение опрокидывающего момента при качке судна по диаграмме ld
Из
точки А проводится касательная АС к
диаграмме динамической остойчивости,
и от точки А на прямой, параллельной оси
абсцисс, откладывается отрезок АВ,
равный одному радиану. Из точки В
восстанавливаем перпендикуляр ВЕ до
пересечения с касательной АС в точке
Е. Отрезок ВЕ равен плечу lопр опрокидывающего
момента, если диаграмма
построена
в масштабе плеч. Опрокидывающий момент
Mc
= 9, 81 ·∆ · lопр, кН × м.
26. Связь диаграмм статической и динамической остойчивости
Диаграммы
статической и динамической остойчивости
Обычно
в судовых условиях строят диаграмму
динамической остойчивости по известной
диаграмме статической остойчивости,
схема вычислений плеч динамической
остойчивости приведена в табл:
Диаграмма
динамической остойчивости
При
построении диаграммы динамической
остойчивости по результатам вышеприведенной
таблицы динамический кренящий момент
принимают постоянным по углам крена.
Следовательно, его работа находится в
линейной зависимости от угла θ, а график
произведения f(θ) = 1кр*θ изобразится на
диаграмме динамической остойчивости
прямой наклонной линией, проходящей
через начало координат. Для ее построения
достаточно провести вертикаль через
точку, отвечающую крену в 1 радиан и
отложить на этой вертикали заданное
плечо 1кр. Прямая, соединяющая таким
образом точку Е с началом координат О
представит искомый график f(θ) =1кр*θ , т.
е. график работы кренящего момента,
отнесенный к силе веса судна Р. Эта
прямая пересечет диаграмму динамической
остойчивости в точках А и В. Абсцисса
точки А определяет угол динамического
крена θ, при котором имеет равенство
работ кренящего и восстанавливающего
моментов.
Точка
В практического значения не имеет.
Соседние файлы в предмете Теория и устройство судна
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
Выберите подписку для получения дополнительных возможностей Kalk.Pro
Любая активная подписка отключает
рекламу на сайте
-
-
Доступ к скрытым чертежам -
Безлимитные сохранения расчетов
-
Доступ к скрытым чертежам -
Безлимитные сохранения расчетов
-
-
-
Доступ к скрытым чертежам -
Безлимитные сохранения расчетов
-
Доступ к скрытым чертежам -
Безлимитные сохранения расчетов
-
Более 10 000 пользователей уже воспользовались расширенным доступом для успешного создания своего проекта. Подробные чертежи и смета проекта экономят до 70% времени на подготовку элементов конструкции, а также предотвращают лишний расход материалов.
Подробнее с подписками можно ознакомиться здесь.
The overturning moment of an object is the moment of energy capable of upsetting the object; that is, the point where it has been subjected to enough disturbance that it ceases to be stable, it overturns, capsizes, collapses, topples or otherwise incurs an unwanted change in its circumstances, possibly resulting in damage and certainly resulting in inconvenience.
- Scientific calculator
- Scale
- Tape measure
-
A calculator that can accept raw data to calculate the root-mean-square is preferred for this work and simplifies the calculations immensely.
Weigh the test item and the test fixture to which it is mounted. The weight can be recorded in either conventional or metric measure.
Determine the center of gravity of the test item. Measure the distance from the bottom of the item to the center of gravity with the tape measure.
Calculate the root mean square acceleration of the test item.
Multiply the Grms by the height of the center of gravity. Multiply the result by the weight of the test item and the test fixture to which it is mounted. The result is the overturning moment (G x CG x 1W = OM)
Things You’ll Need
Tips
перейти к содержанию
Ваш гид по программному обеспечению SkyCiv — учебные пособия, практические руководства и технические статьи
-
Домой
-
Подпорная стена SkyCiv
-
Статьи и учебные пособия
- Как рассчитать опрокидывающий момент
Как рассчитать опрокидывающий момент
Пример расчета опрокидывающего момента – Железобетонная консоль
Это простое руководство по расчету опрокидывающего момента в подпорной стене с примерами.. Первая проверка устойчивости, выполненная для консольной бетонной подпорной стены, — это защита от опрокидывания.. Это относится к способности сил сопротивления препятствовать вращению стены относительно самого нижнего левого угла основания под действием опрокидывающих сил.. Эти две группы нагрузки (сопротивление и опрокидывание) делятся следующим образом:
Выдерживающие нагрузки:
- Собственный вес подпорной стены
- Активная почва над весом пятки
- Дополнительная нагрузка
Опрокидывающие грузы:
- Активное боковое давление почвы
- Боковое давление, возникающее из-за наличия надбавки
Это сказал, процесс расчета будет подробно описан ниже:
Входные данные:
Корень
- Рост: 3.124 м
- Ширина: 0.305 м
- Компенсировать: 0.686 м
Основание
- Ширина: 2.210 м
- Толщина: 0.381 м
Активная и пассивная почва
- Единица измерения: 18.85 кН / м3
- Угол трения: 35 градусы
Основание Почва
- Единица измерения: 18.85 кН / м3
- Угол трения: 35 градусы
- Коэффициент трения грунт-бетон: 0.55
- Допустимое давление на подшипник: 143.641 кПа
Слои почвы:
- Активный: 3.505 м
- Пассивный: 0.975 м
- Подконструкция: 0.792 м
Стоимость дополнительной нагрузки: -17.237 кН / м
Вертикальные нагрузки:
Все вертикальные нагрузки, которым подвергается бетонная консольная подпорная стена, показаны на следующем рисунке.:
Здесь стоит упомянуть, что вес (вертикальная нагрузка) и моментом, связанным с частью пассивного грунта, пренебрегают, поскольку он может быть удален или подвергнут эрозии, и это консервативное предположение..
(W_{корень} = gamma_{бетон} cdot (корень_{рост} cdot стебель_{ширина} ) знак равно 23.58 ;kN/m^3 cdot 3.124;m cdot 0.305;м )
( W_{корень}знак равно 22.467;kN/m)
(W_{неподвижная точка в пространстве, которая не движется} = gamma_{бетон} cdot (основание_{толщина} cdot base_{ширина} ) знак равно 23.58 ;kN/m^3 cdot 0.381;m cdot 2.210;м )
( W_{неподвижная точка в пространстве, которая не движется}знак равно 18.855;kN/m)
(W_{активный} = gamma_{земля,;активный} cdot (корень_{рост}cdot (основание_{ширина}-корень_{компенсировать}-корень_{ширина}) ) )
( W_{активный} знак равно 18.85 ;kN/m^3 cdot 3.124;m cdot (2.210-0.686-0.305);м )
( W_{активный} знак равно 71.784;kN/m)
(W_{доплата} = надбавка_{стоимость} cdot ( (основание_{ширина}-корень_{компенсировать}-корень_{ширина} ) )
( W_{доплата} знак равно 17.237 ;kN/m cdot (2.210-0.686-0.305);м )
( W_{доплата} знак равно 21.012;kN/m)
Восстанавливающий момент:
Восстанавливающий момент отвечает за предотвращение поворота стены относительно самого нижнего левого угла основания.. Для его расчета, требуется произвести суммирование моментов относительно указанной точки всех вертикальных нагрузок:
(M_{корень}=W_{корень}cточка д_{корень} знак равно 22.467;kN/m cdot 0.839;m=18.839;kNast m)
(M_{неподвижная точка в пространстве, которая не движется}=W_{неподвижная точка в пространстве, которая не движется}cточка д_{неподвижная точка в пространстве, которая не движется} знак равно 18.855;kN/m cdot 1.105;m=21.939;kNast m)
(M_{активный}=W_{активный}cточка д_{активный} знак равно 71.784;kN/m cdot 1.601;m=114.89;kNast m)
(M_{доплата}=W_{доплата}cточка д_{доплата} знак равно 21.012;kN/m cdot 1.601;m=33.630;kNast m)
( Сигма{M_{р}} = М_{корень}+M_{неподвижная точка в пространстве, которая не движется}+M_{активный}+M_{доплата})
( Сигма{M_{р}} знак равно 18.839;kNast m+21.939;kNast m+114.89;kNast m+33.630;kNast m)
( Сигма{M_{р}} знак равно 189.298;kNast m)
Горизонтальные нагрузки:
Все горизонтальные нагрузки, которым подвергается бетонная консольная подпорная стена, показаны на следующем рисунке.:
Для расчета бокового давления грунта из-за сохраняющегося активного давления грунта и дополнительного результирующего бокового давления, необходимо рассчитать коэффициент активного давления Ренкина на грунт:
( K_a = гидроразрыв{1-без(гамма_{земля,;активный})}{1+без(гамма_{земля,;активный})} )
( K_a = гидроразрыв{1-без(35º)}{1+без(35º)} знак равно 0.271 )
С этим результатом, теперь можно рассчитать горизонтальную нагрузку, возникающую в результате бокового активного давления удерживаемого грунта.:
(ЧАС_{активный} = frac{1}{2} cdot gamma_{земля,;активный} cdot (корень_{рост} + основание_{толщина})^{2} cточка К_а )
(ЧАС_{активный} = frac{1}{2} cdot 18.85;кН/м^3 cdot 3,505^{2} cdot 0.271 )
(ЧАС_{активный} знак равно 31.377;кН / м )
Для расчета горизонтальной силы, связанной с наличием надбавки, сначала рассчитывается эквивалентная высота почвы, а потом реальная сила:
( час_{земля,;экв.} = frac{доплата_{стоимость}}{гамма_{земля,;активный}} = frac{17.237 ;кН/м^{2}}{18.85 ;кН/м^{3}} )
( час_{земля,;экв.} знак равно 0.914 ; м )
( ЧАС_{доплата} = гамма_{земля,;активный} cdot h_{земля,;экв.} cdot (корень_{рост} + основание_{толщина}) cdot K_a)
(ЧАС_{доплата} =cdot 18.85;kN/m^3 cdot 0.914 ; m cdot 3.505 ; m cdot 0.271 )
(ЧАС_{доплата} знак равно 16.372;кН / м )
Опрокидывающий момент
Опрокидывающий момент рассчитывается как момент, создаваемый горизонтальными нагрузками относительно самого нижнего левого угла основания.. Расстояние плеча рычага для каждой из горизонтальных нагрузок будет:
- Одна треть высоты стены от низа основания для результат активного распределения давления удерживаемого грунта. Это так, поскольку это давление следует треугольному распределению с нулевым значением на уровне поверхности и максимальным значением в нижней части базового уровня..
- Половина высоты стены от низа основания для корпуса результирующая горизонтальная нагрузка от наличия дополнительной нагрузки. Это так, поскольку это давление следует прямоугольному распределению.
Это сказал, опрокидывающий момент рассчитывается следующим образом:
( M_{активный} = Н_{активный} cdot frac{1}{3} ; (корень_{рост} + основание_{толщина}) )
( M_{активный} знак равно 31.377;kN/m cdot frac{1}{3} ; 3.505;м )
( M_{активный} знак равно 36.659 ;kNast m )
( M_{доплата, ;час} = Н_{доплата} cdot frac{1}{2} ; (корень_{рост} + основание_{толщина}) )
( M_{доплата, ;час} знак равно 16.372;kN/m cdot frac{1}{2} ; 3.505;м )
( M_{доплата, ;час} знак равно 28.692;kNast m )
( Сигма{M_{ОТМ}} = М_{активный}+M_{доплата, ;час})
( Сигма{M_{ОТМ}} знак равно 36.659 ;kNast m+28.692;kNast m)
( Сигма{M_{ОТМ}} знак равно 65.351;kNast m)
Коэффициент безопасности от опрокидывания
ACI 318 рекомендует, чтобы коэффициент безопасности был больше или равен (2.0). Он рассчитывается следующим образом:
( FS = frac{Сигма{M_{р}}}{Сигма{M_{ОТМ}}} )
( FS = frac{189.298;kNast m}{65.351;kNast m}знак равно 2.897 гэ 2.0) ПРОХОДЯТ!
Калькулятор подпорной стены
В этой статье, мы обсудили примеры расчета опрокидывающего момента. SkyCiv предлагает бесплатный калькулятор подпорных стен, который проверит опрокидывающий момент и проведет анализ устойчивости подпорных стен.. Платная версия также отображает полные расчеты, так что вы можете увидеть шаг за шагом, как рассчитать устойчивость подпорной стены против опрокидывания, скольжение и подшипник!
Оскар Санчес
Разработчик продукта
BEng (гражданского)
LinkedIn
да
Нет
