←предыдущая следующая→
1 2
МВ и ССО РФ
Санкт-Петербургский Государственный
технический университет
Гидротехнический факультет
Кафедра гидравлики
ЗАДАНИЕ № 1
по курсу гидравлики
Студент Еронько Ирина 3016/I группы
______________
Зачтено Преподаватель Лаксберг А.И.
“______” ________________ 199 г.
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
1996
Cодержание
1. Расчет бетонной плотины ......................................................................................................................3
1.1 Построение эпюр избыточного гидростатического давления для граней плотины ....................3
1.2 Построение эпюр горизонтальной составляющей силы избыточного гидростати- ческого дав-ления , действующего на бетонное тело плотины .....................................................................3
1.3 Построение эпюр вертикальной составляющей силы избыточного гидростатического давления , дейст-вующего на грани плотины ...........................................................................................................3
1.4 Определение величины и линии действия силы избыточного гидростатического давления ......3
1.5 Построение эпюры горизонтальной составляющей силы избыточного гидростатического давления , действующего на обшивку затвора ..............................................................................................4
1.6 Построение поперечного сечения “ тела давления ” для обшивки затвора ..................................5
1.7 Определение величины и линии действия силы избыточного гидростатического давления , действующе-го на обшивку затвора .................................................................................................................5
2. Расчет автоматического затвора ..........................................................................................................5
2.1 Определение величины силы , действующей на затвор ....................................................................5
2.2 Определение положения горизонтальной оси затвора ....................................................................6
Примечание: 1. нахождение площади эпюры вертикальной составляющей силы избыточно- го гидро-статического давления , действующей на затвор плотины (эп) Pz ..............................................6
Литература..................................................................................................................................................11
1. Расчет бетонной плотины .
1.1 Построение эпюр избыточного гидростатического давления для граней плотины .
Для построение эпюр избыточного гидростатического давления отложим в точках 0, 1, 2, 3, 4 перпендику-лярно граням отрезки , числено равные величинам давления в них . Избыточное гидростатическое давление в каждой точке определяется зависимостью :
pi = hi , (1.1)
где - удельный вес жидкости , Н/м3 ; hi - заглубление i-ой точки под свободной поверхностью воды , м .
Давление в выше указанных точках будет равно :
p0 = h0 = 104 Н/м3. 3.2 м = 3.2 .104 Н/м2;
p1 = h1 =104 Н/м3. 8 м = 8 .104 Н/м2;
p2 = h2 =104 Н/м3. 10.6 м = 10.6 .104 Н/м2;
p3 = h3 =104 Н/м3. 4.2 м = 4.2 .104 Н/м2;
p4 = h4 =104 Н/м3. 0 м = 0 Н/м2 .
Соединив последовательно концы отложенных отрезков , получим эпюры давления на участки 0 - 1 , 1 - 2 и 3 - 4 плотины . ( рис. 1.1 )
1.2 Построение эпюр горизонтальной составляющей силы избыточного гидростатического давления , дей-ствующего на бетонное тело плотины .
Для построения эпюры горизонтальной составляющей силы избыточного гидростатического давления крайние точки 0 и 2 смачиваемой жидкостью поверхности 0 - 1 - 2 и крайние точки 3 и 4 смачиваемой жидко-стью поверхности 3 - 4 проектируются на вертикальные линии. Затем для полученных проекций поверхностей 0’ - 2’ и 3’ - 4’ строятся эпюры избыточного гидростатического давления площади которых числено равны ве-личине Px( 0 - 1 - 2 ) и Px( 3 - 4 ) . Силы Px( 0 - 1 - 2 ) и Px( 3 - 4 ) проходят через центры тяжести этих эпюр . ( рис 1.2 )
1.3 Построение эпюр вертикальной составляющей силы избыточного гидростатического давления , дейст-вующего на грани плотины .
Эпюрами, выражающими вертикальную составляющую силы избыточного гидростатического давления , являются поперечные сечения “ тел давления ”. Чтобы построить поперечные сечения “ тел давления “ через крайние точки 0 и 2 смачиваемой жидкостью поверхности 0 - 1 - 2 и крайние точки 3 и 4 смачиваемой жид-костью поверхности 3 - 4 проводятся вертикальные линии до пересечения с горизонтом жидкости ( или его продолжением ) . Фигуры , ограниченные этими вертикалями , горизонтом жидкости ( или его продолжением ) и самими поверхностями , представляют собой поперечные сечения “ тел давления “ . Площади этих фигур числено равны величине Pz( 0 - 1 - 2 ) и Pz( 3 - 4 ) . Силы Pz( 0 - 1 - 2 ) и Pz( 3 - 4 ) проходят через центры тяжести этих эпюр . ( рис. 1.2 )
1.4 Определение величины и линии действия силы избыточного гидростатического давления на поверх-ность 0 - 1 - 2 и 3 - 4 плотины .
Величина горизонтальной составляющей силы гидростатического давления будет равна :
Pxi = (эп) Pxi . b . , ( 1.2 )
где (эп) Pxi - площадь i-ой эпюры горизонтальной составляющей силы избыточного гидростатического давле-ния , м2 ; b - ширина плотины , м ( b=1м ).
Площадь эпюры горизонтальной составляющей силы избыточного гидростатического давления для грани 0 - 1 - 2 будет равна площади трапеции 0’0’’2’’2’ :
(эп) Px( 0 - 1 - 2 ) = (0’0’’ + 2’2’’)(h1 - H)/2 = (3.2+10.6)(10.6 - 3.2)/2 = 51.06 м2 ;
Px( 0 - 1 - 2 ) = 51.06 .1 .104 = 51.06 .104 Н .
Площадь эпюры горизонтальной составляющей силы избыточного гидростатического давления
для грани 3 - 4 будет равна площади треугольника 3’3’’4’ :
(эп) Px( 3 - 4 ) = h32/2 = 4.22/2 = 8.82 м2 ;
Px( 3 - 4 ) = 8.82 .1 .104 = 8.82 .104 Н .
Величина вертикальной составляющей силы гидростатического давления будет равна :
Pzi = (эп) Pzi . b . , ( 1.3 )
где (эп) Pzi - площадь поперечного сечения i-ого“ тела давления “.
Площадь эпюры вертикальной составляющей силы избыточного гидростатического давления для грани 0 - 1 - 2 будет равна площади трапеции 12’’’0’’’0 :
(эп) Pz( 0 - 1 - 2 ) = (0’’’0+2’’’1)2’’’0’’’/2 = (3.2+8.0) .3.2/2 = 17.92 м2 ;
Pz( 0 - 1 - 2 )= 17.92 .1 .104= 17.92 .104 Н .
Площадь эпюры вертикальной составляющей силы избыточного гидростатического давления для грани 3 - 4 будет равна площади треугольника 43’’’3 :
(эп) Pz( 3 - 4 ) = 3’’’4 . 3’’’3/2 = 4.2 . 8.4/2 = 17.64 м2 ;
Pz( 3 - 4 ) = 17.64 .1 .104 = 17.64 .104 Н .
Величина силы гидростатического давления вычисляется по формуле :
Рi = ( Pxi 2 + Pzi 2) ½ . ( 1.4 )
Положение линии действия силы избыточного гидростатического давления определяется углом наклона линии действия силы к горазонтали , тангенс этого угла равен :
tgi = Pzi /Pxi, , ( 1.5 )
где i - угол наклона линии действия силы избыточного гидростатического давления , действующей на i-ую грань плотины.
Величина силы избыточного гидростатического давления , действующей на грань 0 - 1 - 2 плотины будет равна :
Р( 0 - 1 - 2 ) =(( 51.06 .104)2+( 17.92 .104)2)½ = 54.11 .104 H .
Угол наклона линии действия силы избыточного гидростатического давления , действующей на грань 0 - 1 - 2 плотины будет равен :
tg( 0 - 1 - 2 ) = 17.92 .104/ 51.06 .104 = 0.35 ;
←предыдущая следующая→
1 2