Реферат: Построение бетонной плотины

Для построения поперечного сечения “ тела давления ” через крайние точки 0 и а смачиваемой жидкостью поверхности 0 - а проводятся вертикальные линии до пересечения с горизонтом жидкости ( или его продолжением ) . Фигура , ограниченная этими вертикалями , горизонтом жидкости ( или его продолжением ) и самой поверхностью , представляет собой поперечное сечение “тела давления“ . ( рис. 1.3 )

1.7 Определение величины и линии действия силы избыточного гидростатического давления , действующего на обшивку затвора .

Величину горизонтальной составляющей силы избыточного гидростатического давления находим по формуле ( 1.2 ) . Площадь эпюры равна площади треугольника 0’0’’a’ :

( W _эп ) _Px = H² /2 = 3.2² /2= 5.12 м² ;

P_x = 5.12 ^. 1 ^. 10⁴ = 5.12^. 10⁴ Н .

Величину вертикальной составляющей силы избыточного гидростатического давления находим по формуле ( 1.3 ) .Площадь эпюры равна площади криволинейной трапеции 0’’’a0 :

( W _эп ) _Pz = 2.07 м² ; ( расчет см. в примечании )

P_z = 2.07 ^. 1^. 10⁴ = 2.07 ^. 10⁴ Н .

Величину силы избыточного гидростатического давления находим по формуле ( 1.4 ) , а угол наклона линии действия этой силы - по формуле ( 1.5 ) . Так как затвор представляет собой круглоцилиндрическую поверхность , то результирующая сила избточного гидростатического давления проходит через центр окружности , являющейся направляющей линией поверхности .

Р =((5.12 ^. 10⁴ )² +( 2.07 ^. 10⁴ )² ) ^½ = 5.52 ^. 1 ^. 10⁴ H ;

tg a = 2.07 ^. 10⁴ / 5.12 ^. 10⁴ = 0.4 ;

a » 22 ° .

2. Расчет автоматического затвора .

2.1 Определение величины силы , действующей на затвор .

Сила избыточного гидростатического давления , действующей на обшивку затвора расчитвается по формуле :

P = P_c ^. S , ( 2.1 )

где P_c - абсолютное гидротатическое давление в точке , являющейся центром тяжести затвора , Н/м² ; S - площадь затвора , м² .

Площадь затвора равна площади овала и определяется по формуле :

S = p ^. ab = 3.14 ^. 1.2 ^. 0.84 = 3.17 м ² .

Давление в центре тяжести затвора находится по формуле :

P_c = r ^. g ^. h_c , ( 2.2 )

где r - плотность жидкости , кг/м³ ;g - ускорение свободного падения , м/с² ; h_c - - заглубление центра тяжести затвора под свободной поверхностью воды , м .

P_c = 1000 ^. 9.81 ^. 1.2 = 1.18 ^. 10⁴ .

Сила , действующая на затвор будет равна :

P = 1.18 ^. 10^{4 .} 3.17 = 3.74 ^. 10⁴ Н .

2.2 Определение положения горизонтальной оси затвора .

Для того , чтобы затвор был неподвижен при данном уровне воды ( горизонте жидкости ) , горизонтальная ось затвора должна проходить через центр давления . ( рис. 2.1 )

Центр давления будет иметь координату :

y_D = y_C + e , ( 2.3 )

где y_D - координата центра давления , м ; y_C - координата центра тяжести , м ; e - эксцентриситет , м .

Эксцентриситет определяется по формуле :

e = Ic / S ^. y_C , ( 2.4 )

где Ic - момент инерции затвора относительно горизонтальной оси , проходящей через центр тяжес-ти , м⁴ .