Đang tải... (xem toàn văn)
bài tập lớn:Tinh toán ổn định và các thành phần chuyển vị cưỡng bức của sà lan trên song đồng đều.
Chơng III tính toán ổn định và các thành phần chuyển vị cỡng Bức của sà lan trên sóng đồng đều. 3.1- Số liệu đầu vào: 3.1.1- Số liệu về môi trờng: Công trình đợc vận chuyển ra ngoài biển trong điều kiện môi trờng giả định nh sau: * Điều kiện về gió : - Hớng gió vuông góc với phơng chuyển động của sà lan : V 10 = 10m/s - Hớng gió theo chiều chuyển động của sà lan: V 10 = 8m/s. * Điều kiện sóng : - Hớng sóng vuông góc với phơng chuyển động của sà lan: + Chiều cao sóng H = 3m + Chu kỳ sóng T = 9s. - Hớng sóng theo chiều chuyển động của sà lan: + Chiều cao sóng H = 3m. + Chu kỳ sóng T =9s. * Độ sâu nơi xây dựng công trình : d = 40m. 3.1.2- Số liệu về Khối chân đế: * Sơ bộ về cấu tạo : - Khối chân đế có độ cao 52 m chia làm 4 Diafragm. - Kích thớc của D1:32x22m , của D4: 41x32m. - Khối chân đế gồm 12 ống chính. - Các loại ống: + ống chính: 1 - 1348x28 (mm) 2 - 1330x28 (mm) + ống nhánh: 3 - 711x20,6 (mm) 4 - 620x20,6 (mm) 5 - 457x20,6 (mm) 6 - 457x15.9(mm) *Cấu tạo hình học khối chân đế: D1 D2 2 6 2 6 6 5 6 2 2 6 6 2 6 5 3 2 4 3 3 4 4 4 3 3 2 D3 1 4 4 D4 3 3 4 2 1 3 Hình 1.3 *Các Diafragm: tính toán liên kết giữa khối chân đế và sà lan trong quá trình vận chuyển trên biển 5 5 6 6 6 3 5 D1 5 3 6 5 6 4 4 5 4 6 5 4 5 5 4 4 5 D2 6 5 3 D4 5 5 5 5 D3 6 6 5 5 Hình 2.3 3.1.2- Số liệu về phơng tiện vận chuyển: * Phơng tiện vận chuyển khối chân đế là sà lan mặt boong phục vụ cho việc hạ thuỷ bằng sà lan. * Các thông số chính: - Chiều dài lớn nhất: L =108m - Chiều rộng sà lan: B = 36m - Chiều cao mạn: H = 5m. - Trọng lợng bản thân :G SL = 8000 T. - Sức chở lớn nhất : 20.000T. - Cao độ trọng tâm so với mặt phẳng đáy: Z G = 2m. Sà lan đối xứng qua trục dọc , có hệ thống đờng trợt trên bề mặt , bố trí các khoang dằn từ 1A ữ 7E. *Cấu tạo hình học: Hình 3.3 tính toán liên kết giữa khối chân đế và sà lan trong quá trình vận chuyển trên biển 5 18 110 Hình 3.3 3. 2- xử lý số liệu đầu vào: 3.2.1- tính toán các thông số về môi trờng: *Tính toán chiều dài sóng: Theo lý thuyết sóng , chiều dài sóng có thể chô bởi công thức sau đây: L = L d th gT 2 2 2 (3 1) Đây là phơng trình lặp theo L , với T : chu kỳ sóng = 9s , d: Độ sâu nớc =40m , thực hiện tính lặp cho ta kết quả L = 122,5 123m. * Tính toán tần số góc của sóng : Tần số góc của sóng xác định theo chu kỳ sóng bằng công thức: T 2 = = 0.7 rad/s *Nh vậy , theo lý thuyết sóng Airy phơng trình sóng tới có dạng nh sau: t7.0cos.5.1= (3 2) 3.2.2- tính toán các thông số về khối chân đế: Các thông số cần thiết về khối chân đế bao gồm trọng lợng và trọng tâm khối chân đế , giả thiết hệ toạ độ gắn với nó có trục z hớng thẳng đứng , gốc toạ độ đặt tại tâm diafragm D4 , x, y hớng theo hớng song song với các cạnh của D4. Do đặc điểm đối xứng của khối chân đế có thể thấy ngay x G , y G = 0. Với các thông số về kích thớc hình học và chủng loại thanh , kết quả tính toán đợc trình bày theo bảng sau, trong đó Flabel là số hiệu thanh, L là chiều dài thanh, S mc là diện tích mặt cắt ngang, G i là trọng lợng thanh thứ i, Z gi là cao độ trọng tâm thanh thứ i: tính toán liên kết giữa khối chân đế và sà lan trong quá trình vận chuyển trên biển FLabel L(m) Smc(m2) Gi(T) Zgi(m) Gi*Zgi 1 17.5 0.0486 6.676425 0 0 2 16 0.0486 6.10416 0 0 3 17.5 0.0486 6.676425 0 0 4 16 0.0486 6.10416 0 0 5 16 0.0486 6.10416 0 0 6 17.5 0.0486 6.676425 0 0 7 16 0.0486 6.10416 0 0 8 17.5 0.0486 6.676425 0 0 9 16 0.0486 6.10416 0 0 10 16 0.0486 6.10416 0 0 11 17.5 0.0486 6.676425 0 0 12 16 0.0486 6.10416 0 0 13 17.5 0.0486 6.676425 0 0 14 16 0.0486 6.10416 0 0 15 16 0.0486 6.10416 0 0 16 16 0.0486 6.10416 0 0 17 16 0.0486 6.10416 0 0 18 11.856 0.0282 2.624563 0 0 19 11.856 0.0282 2.624563 0 0 20 11.314 0.0282 2.50458 0 0 21 11.314 0.0282 2.50458 0 0 22 11.856 0.0282 2.624563 0 0 23 11.856 0.0282 2.624563 0 0 24 11.856 0.0282 2.624563 0 0 25 11.856 0.0282 2.624563 0 0 26 11.314 0.0282 2.50458 0 0 27 11.314 0.0282 2.50458 0 0 28 11.856 0.0282 2.624563 0 0 29 11.856 0.0282 2.624563 0 0 30 11.856 0.0282 2.624563 0 0 31 11.856 0.0282 2.624563 0 0 32 11.314 0.0282 2.50458 0 0 33 11.314 0.0282 2.50458 0 0 34 11.856 0.0282 2.624563 0 0 tÝnh to¸n liªn kÕt gi÷a khèi ch©n ®Õ vµ sµ lan trong qu¸ tr×nh vËn chuyÓn trªn biÓn 36 11.856 0.0282 2.624563 0 0 37 11.856 0.0282 2.624563 0 0 38 11.314 0.0282 2.50458 0 0 39 11.314 0.0282 2.50458 0 0 40 11.856 0.0282 2.624563 0 0 41 11.856 0.0282 2.624563 0 0 42 15.856 0.0388 4.82942 19 91.75899 43 16 0.0388 4.87328 19 92.59232 44 15.856 0.0388 4.82942 19 91.75899 45 14.173 0.0388 4.316812 19 82.01943 46 14.173 0.0388 4.316812 19 82.01943 47 15.856 0.0388 4.82942 19 91.75899 48 16 0.0388 4.87328 19 92.59232 49 15.856 0.0388 4.82942 19 91.75899 50 14.173 0.0388 4.316812 19 82.01943 51 14.173 0.0388 4.316812 19 82.01943 52 15.856 0.0388 4.82942 19 91.75899 53 8 0.0388 2.43664 19 46.29616 54 8 0.0388 2.43664 19 46.29616 55 15.856 0.0388 4.82942 19 91.75899 56 14.173 0.0388 4.316812 19 82.01943 57 14.173 0.0388 4.316812 19 82.01943 58 14.173 0.0388 4.316812 19 82.01943 59 14.173 0.0388 4.316812 19 82.01943 60 21.267 0.0282 4.707876 19 89.44964 61 16.275 0.0282 3.602797 19 68.45314 62 16.275 0.0282 3.602797 19 68.45314 63 21.267 0.0282 4.707876 19 89.44964 64 21.267 0.0282 4.707876 19 89.44964 65 16.275 0.0282 3.602797 19 68.45314 66 16.275 0.0282 3.602797 19 68.45314 67 21.267 0.0282 4.707876 19 89.44964 tÝnh to¸n liªn kÕt gi÷a khèi ch©n ®Õ vµ sµ lan trong qu¸ tr×nh vËn chuyÓn trªn biÓn 68 14.385 0.0282 3.184407 36 114.6387 69 16 0.0282 3.54192 36 127.5091 70 14.385 0.0282 3.184407 36 114.6387 71 12.538 0.0282 2.775537 36 99.91933 72 12.538 0.0282 2.775537 36 99.91933 73 14.385 0.0282 3.184407 36 114.6387 74 16 0.0282 3.54192 36 127.5091 75 14.385 0.0282 3.184407 36 114.6387 76 12.538 0.0282 2.775537 36 99.91933 77 12.538 0.0282 2.775537 36 99.91933 78 14.385 0.0282 3.184407 36 114.6387 79 8 0.0282 1.77096 36 63.75456 80 8 0.0282 1.77096 36 63.75456 81 14.385 0.0282 3.184407 36 114.6387 82 12.538 0.0282 2.775537 36 99.91933 83 12.538 0.0282 2.775537 36 99.91933 84 12.538 0.0282 2.775537 36 99.91933 85 12.538 0.0282 2.775537 36 99.91933 86 19.082 0.022 3.295461 36 118.6366 87 14.873 0.022 2.568567 36 92.46842 88 14.873 0.022 2.568567 36 92.46842 89 19.082 0.022 3.295461 36 118.6366 90 19.082 0.022 3.295461 36 118.6366 91 14.873 0.022 2.568567 36 92.46842 92 14.873 0.022 2.568567 36 92.46842 93 19.802 0.022 3.419805 36 123.113 94 13 0.022 2.2451 52 116.7452 95 16 0.022 2.7632 52 143.6864 96 13 0.022 2.2451 52 116.7452 97 11 0.022 1.8997 52 98.7844 98 11 0.022 1.8997 52 98.7844 99 13 0.022 2.2451 52 116.7452 100 16 0.022 2.7632 52 143.6864 tÝnh to¸n liªn kÕt gi÷a khèi ch©n ®Õ vµ sµ lan trong qu¸ tr×nh vËn chuyÓn trªn biÓn 101 13 0.022 2.2451 52 116.7452 102 11 0.022 1.8997 52 98.7844 103 11 0.022 1.8997 52 98.7844 104 13 0.022 2.2451 52 116.7452 105 8 0.022 1.3816 52 71.8432 106 8 0.022 1.3816 52 71.8432 107 13 0.022 2.2451 52 116.7452 108 11 0.022 1.8997 52 98.7844 109 11 0.022 1.8997 52 98.7844 110 11 0.022 1.8997 52 98.7844 111 11 0.022 1.8997 52 98.7844 112 17.03 0.022 2.941081 52 152.9362 113 13.602 0.022 2.349065 52 122.1514 114 13.602 0.022 2.349065 52 122.1514 115 17.03 0.022 2.941081 52 152.9362 116 17.03 0.022 2.941081 52 152.9362 117 13.602 0.022 2.349065 52 122.1514 118 13.602 0.022 2.349065 52 122.1514 119 17.03 0.022 2.941081 52 152.9362 120 19.158 0.116 17.44527 9.5 165.7301 121 17.147 0.116 15.61406 27.5 429.3866 122 16.133 0.116 14.69071 44 646.3912 123 19.088 0.116 17.38153 9.5 165.1246 124 17.078 0.116 15.55123 27.5 427.6587 125 16.074 0.116 14.63698 44 644.0273 126 19.088 0.116 17.38153 9.5 165.1246 127 17.078 0.116 15.55123 27.5 427.6587 128 16.074 0.116 14.63698 44 644.0273 129 19.158 0.116 17.44527 9.5 165.7301 130 17.147 0.116 15.61406 27.5 429.3866 131 16.133 0.116 14.69071 44 646.3912 132 20.673 0.022 3.570227 44 157.09 133 23.304 0.0388 7.097932 27.5 195.1931 tÝnh to¸n liªn kÕt gi÷a khèi ch©n ®Õ vµ sµ lan trong qu¸ tr×nh vËn chuyÓn trªn biÓn 134 23.304 0.0388 7.097932 27.5 195.1931 135 24.814 0.0486 9.466789 9.5 89.9345 136 11.34 0.022 1.958418 48 94.00406 137 11.34 0.022 1.958418 48 94.00406 138 11.34 0.022 1.958418 40 78.33672 139 11.34 0.022 1.958418 40 78.33672 140 11.701 0.0388 3.563891 31.75 113.1535 141 11.701 0.0388 3.563891 31.75 113.1535 142 11.705 0.0388 3.565109 23.25 82.88878 143 11.705 0.0388 3.565109 23.25 82.88878 144 12.453 0.0486 4.750944 14.25 67.70095 145 12.453 0.0486 4.750944 14.25 67.70095 146 12.453 0.0486 4.750944 4.75 22.56698 147 12.453 0.0486 4.750944 4.75 22.56698 148 20.673 0.022 3.570227 44 157.09 149 23.304 0.0388 7.097932 27.5 195.1931 150 24.814 0.0486 9.466789 9.5 89.9345 151 19.071 0.115 17.21635 9.5 163.5553 152 17.064 0.115 15.40453 27.5 423.6245 153 16.06 0.115 14.49817 44 637.9193 154 19 0.115 17.15225 9.5 162.9464 155 17 0.115 15.34675 27.5 422.0356 156 16 0.115 14.444 44 635.536 157 19.071 0.115 17.21635 9.5 163.5553 158 17.064 0.115 15.40453 27.5 423.6245 159 16.06 0.115 14.49817 44 637.9193 160 19.071 0.115 17.21635 9.5 163.5553 161 17.064 0.115 15.40453 27.5 423.6245 162 16.06 0.115 14.49817 44 637.9193 163 20.616 0.022 3.560383 44 156.6569 164 23.247 0.0388 7.080571 27.5 194.7157 tÝnh to¸n liªn kÕt gi÷a khèi ch©n ®Õ vµ sµ lan trong qu¸ tr×nh vËn chuyÓn trªn biÓn 165 11.314 0.022 1.953928 48 93.78853 166 11.314 0.022 1.953928 48 93.78853 167 11.314 0.022 1.953928 40 78.15711 168 11.314 0.022 1.953928 40 78.15711 169 11.673 0.0388 3.555362 31.75 112.8828 170 11.673 0.0388 3.555362 31.75 112.8828 171 11.673 0.0388 3.555362 23.25 82.66217 172 11.673 0.0388 3.555362 23.25 82.66217 173 12.42 0.0486 4.738354 14.25 67.52155 174 12.42 0.0486 4.738354 14.25 67.52155 175 12.42 0.0486 4.738354 4.75 22.50718 176 12.42 0.0486 4.738354 4.75 22.50718 177 20.616 0.022 3.560383 44 156.6569 178 23.247 0.0388 7.080571 27.5 194.7157 179 24.747 0.0486 9.441228 9.5 89.69167 180 19.158 0.116 17.44527 9.5 165.7301 181 17.147 0.116 15.61406 27.5 429.3866 182 16.133 0.116 14.69071 44 646.3912 183 19.088 0.116 17.38153 9.5 165.1246 184 17.078 0.116 15.55123 27.5 427.6587 185 16.074 0.116 14.63698 44 644.0273 186 19.088 0.116 17.38153 9.5 165.1246 187 17.078 0.116 15.55123 27.5 427.6587 188 16.074 0.116 14.63698 44 644.0273 189 19.158 0.116 17.44527 9.5 165.7301 190 17.147 0.116 15.61406 27.5 429.3866 191 16.133 0.116 14.69071 44 646.3912 192 20.673 0.022 3.570227 44 157.09 193 23.304 0.0388 7.097932 27.5 195.1931 194 24.814 0.0486 9.466789 9.5 89.9345 195 11.34 0.022 1.958418 48 94.00406 tÝnh to¸n liªn kÕt gi÷a khèi ch©n ®Õ vµ sµ lan trong qu¸ tr×nh vËn chuyÓn trªn biÓn 196 11.34 0.022 1.958418 48 94.00406 197 11.34 0.022 1.958418 40 78.33672 198 11.34 0.022 1.958418 40 78.33672 199 11.701 0.0388 3.563891 31.75 113.1535 200 11.701 0.0388 3.563891 31.75 113.1535 201 11.705 0.0388 3.565109 23.25 82.88878 202 11.705 0.0388 3.565109 23.25 82.88878 203 12.453 0.0486 4.750944 14.25 67.70095 204 12.453 0.0486 4.750944 14.25 67.70095 205 12.453 0.0486 4.750944 4.75 22.56698 206 12.453 0.0486 4.750944 4.75 22.56698 207 20.673 0.022 3.570227 44 157.09 208 23.304 0.0388 7.097932 27.5 195.1931 209 24.814 0.0486 9.466789 9.5 89.9345 210 23.761 0.0486 9.065059 9.5 86.11806 211 22.182 0.0388 6.756194 27.5 185.7953 212 19.466 0.022 3.361778 44 147.9182 213 23.761 0.0486 9.065059 9.5 86.11806 214 22.182 0.0388 6.756194 27.5 185.7953 215 19.466 0.022 3.361778 44 147.9182 216 23.704 0.0486 9.043313 9.5 85.91147 217 22.133 0.0388 6.741269 27.5 185.3849 218 19.417 0.022 3.353316 44 147.5459 219 23.704 0.0486 9.043313 9.5 85.91147 220 22.133 0.0388 6.741269 27.5 185.3849 221 19.417 0.022 3.353316 44 147.5459 222 23.704 0.0486 9.043313 9.5 85.91147 223 22.133 0.0388 6.741269 27.5 185.3849 224 19.417 0.022 3.353316 44 147.5459 225 23.704 0.0486 9.043313 9.5 85.91147 226 22.133 0.0388 6.741269 27.5 185.3849 227 19.417 0.022 3.353316 44 147.5459 tÝnh to¸n liªn kÕt gi÷a khèi ch©n ®Õ vµ sµ lan trong qu¸ tr×nh vËn chuyÓn trªn biÓn [...]... 1380.991 Tổng trọng lợng công trình là 1381T * Ngoài trọng lợng khối chân đế ra còn có trọng lợng phụ của các thiết bị gắn vào khối chân đế Có thể tính đợc tổng trọng lợng khối chân đế vào khoảng 1500T 3.2.3- tính toán đặc trng nổi của sà lan: Các đặc trng nổi của sà lan đợc tính toán phụ thuộc theo mớn nớc , trong đồ án này với chiều cao sà lan là 5m , chia các mớn nớc cho sà lan với số gia T = 0.25m Các. .. thể là sà lan đợc chọn lựa quá lớn) , nhng do trong đồ án các số liệu chỉ mang tính minh hoạ cho phơng pháp tính nên coi nh là có thể chấp nhận đợc 3.4- tính toán lắc cho sà lan trong quá trình vận chuyển: 3.4.1- Khi sóng lan truyền theo hớng vuông góc với hớng di chuyển của sà lan: a/Tính toán lắc đứng: g z y Zo Hình 10.3 tính toán liên kết giữa khối chân đế và sà lan trong quá trình vận chuyển trên. .. T(m) Hình 7.3 3.3- tính toán ổn định cho hệ sà lan+ khối chân đế trong quá trình vận chuyển: * Tính toán chiều chìm và thể tích chiếm nớc: - Trọng lợng sà lan: 8000T - Trọng lợng khối chân đế : 1500T Vậy tổng trọng lợng sà lan và khối chân đế là 9500T, tra đồ thị đợc: +Mớn nớc là T = 2.44m , sà lan có XC = 2.5m , XG = 3m Bởi đó khi cho trọng tâm khối chân đế trùng với trọng tâm sà lan thì do độ lệch giữa... khối chân đế và sà lan trong quá trình vận chuyển trên biển Hình 7.4 + Gia cố bằng 1 thanh chống: Hình 8.4 tính toán liên kết giữa khối chân đế và sà lan trong quá trình vận chuyển trên biển Cách mô tả này tuy mất công sức mô tả kết cấu nhng lại giống với sự làm việc thực của hệ vì vậy trong đồ án này ta sẽ mô tả theo cách thứ hai - Sơ đồ tính tổng thể có dạng nh sau: Hình 9.4 Khi tính toán trong trờng... lại, vì vậy xin đợc bỏ qua *Cũng do góc dao động nhỏ nên thành phần cosin sẽ tính bằng 1, xét thành phần lực đứng do lắc ngang Fz = mg my ' ' m 2 Z m ,với = 0.092sin(0,7t - 1) và Zm = 1.85m , thì thành tính toán liên kết giữa khối chân đế và sà lan trong quá trình vận chuyển trên biển phần lực kéo lớn nhất = m( g 0.045 y 0,097) , để thành phần này dơng thì ymin = 215,8m , đối với khối chân đế hiện... ZC = 1,24m ZG = 2m *Thành lập đồ thị ổn định tĩnh: tính toán liên kết giữa khối chân đế và sà lan trong quá trình vận chuyển trên biển 1/sin a 16m 5/sin 4.53 b 6 a b Theo phơng pháp thiết lập đồ thị ổn định tĩnh đã trình bày ở 2.1.2 , đầu tiên ta cho các số gia góc nghiêng là 10 độ , với mỗi góc ( từ 0 : 90 độ) ta có đợc một điểm của cánh tay đòn ổn định tĩnh , nối các điểm đó lại đợc đồ thị cần xây... (3 3) áp dụng phơng pháp tích phân hình thang tính toán các đại lợng sau: *Thể tích chiếm nớc: T Theo cấu tạo sà lan V = B.F mcd, Với Fmcd = Ldz là diện tích mặt cắt dọc sà lan phụ thuộc 0 vào mớn nớc T Theo phơng pháp tích phân hình thang, với các số gia hoành độ T, ta có: tính toán liên kết giữa khối chân đế và sà lan trong quá trình vận chuyển trên biển L + Ln Lo + L1 L1 + L2 + + + n 1 T 2... lực hớng tâm tính toán liên kết giữa khối chân đế và sà lan trong quá trình vận chuyển trên biển - Lực quán tính ly tâm tính theo công thức: Flt = mr ' ' (4 4) Trong đó r là khoảng cách giữa chất điểm và trọng tâm hệ ( r > 0), F lt đợc tách thành 2 thành phần theo 2 trục toạ độ gắn với tàu là y và z, giả thiết góc > 0 khi tàu quay ngợc chiều kim đồng hồ, do gia tốc luôn ngợc chiều chuyển động, lúc... = 0,092rad ( khoảng 5,3 độ) m = 1,83 tg = 3.4.2- Khi sóng lan truyền cùng chiều với hớng di chuyển của sà lan: Khi đó sẽ xảy ra lắc đứng và lắc dọc Trớc hết , trọng tâm hệ cách đuôi sà lan là 54m , trọng tâm mặt đờng nớc ứng với mớn nớc 2,5m cách đuôi sà lan 54,3m , vậy l 0 Nh vậy có thể tính độc lập 2 phơng trình nh đã trình bày ở mục 5-c phần 2.2.5 Hệ phơng trình đó có dạng: D + m z Z + k... DH o = F2 a/Tính toán lắc đứng: Với phơng trình trên thì các hệ số ở vế trái đã xác định nh trong phần lắc đứng khi sóng vuông góc với hớng dịch chuyển của tàu Cho nên ở đây chỉ cần xác định F1 Coi nh chiều rộng và chiều cao tàu không đổi , ta xác định đợc F1 theo công thức (2 85) L sin [ rm (FDN 2 m z ) cos t rm k z FDN sin t ] nh sau: F1 = L Thay các số liệu đã tính toán vào phơng trình ta . 644.0273 129 19.158 0.116 17.44527 9.5 165.7301 130 17.147 0.116 15.61406 27.5 429.3866 131 16 .133 0.116 14.69071 44 646.3912 132 20.673 0.022 3.570227 44 157.09 133 23.304 0.0388 7.097932 27.5 195.1931 tÝnh. chuyÓn trªn biÓn 134 23.304 0.0388 7.097932 27.5 195.1931 135 24.814 0.0486 9.466789 9.5 89.9345 136 11.34 0.022 1.958418 48 94.00406 137 11.34 0.022 1.958418 48 94.00406 138 11.34 0.022 1.958418. 3.419805 36 123. 113 94 13 0.022 2.2451 52 116.7452 95 16 0.022 2.7632 52 143.6864 96 13 0.022 2.2451 52 116.7452 97 11 0.022 1.8997 52 98.7844 98 11 0.022 1.8997 52 98.7844 99 13 0.022 2.2451