11. Расчет нагрузок от ветра, течений, льда. Сочетания нагрузок.

Ветер

При расчете ветровой нагрузки динамической составляющей пренебрегаем. Статическая составляющая ветровой нагрузки вычисляется по формуле:

,

где: W – скорость ветра;

A – площадь парусности;

K1 – коэффициент зоны, учитывающий изменение ветра по высоте;

K2 – коэффициент взаимного влияния, учитывающий «затенение» элементов. Зависит от характерных размеров элементов и расстояния между ними (изменяется от 0 до 1);

K3 – коэффициент формы.

Определим нагрузки при действии ветра вдоль оси X и вдоль Y.

Течения

Нагрузка от течения считается по формуле:

, где

ρ=1 т/м³ – плотность воды;

V – скорость течения;

А – площадь сечения на которое действует течение;

С_ф – коэффициент формы С_ф =1,1 для прямоугольников; С_ф =1,0 для цилиндров.

Лед

Нагрузка от льда на все опоры определяется по зависимости:

,

где D=5 м ─ диаметр опор; - коэффициент, зависящий от отношения ; Rc ,МПа -прочность льда на сжатие.

Сочетания нагрузок

Рассматриваются 2 сочетания нагрузок:

- 1-е сочетание - «волновое»:

Pволн=1·Pволн+1·Pтеч.вет+0.8∙Pтеч.прил+1·Pветр кН;

- 2-е сочетание - «ледовое»:

Pлед=MAX Pтеч. прил + 0,8 · MIN Pветр + 1 · Pлед

4 основных сочетания:

1. 1 пред. Сост-е (прочн-ть осн-х эл-в, уст-ть на грунте)

2. 2 пред сост-е (прочн-ть второст-х эл-в филтрация, крен соор-я)

3. 3 пред сост-е (усталость)

4. 4 пред сост-е (послед-е разруш-е)

12. Статически расчет систем стабилизации. Предельные состояния. Порядок расчета провисающих цепей.

2 условия: связь не рвется и связь имеет ограниченное передвижение.

Определение калибра цепи.

Определяем горизонтальную составляющую от суммарной статической нагрузки от ветра и течения в режиме бурения по формуле:

, где

- статическая нагрузка:

кН;

=2 – к-т неоднородности;

=0 – угол между цепями, выходящими из одной точки (принимаем 1 цепь в каждом узле).

Калибр цепи определим из условия:

F_max = qH + ≤ [F],

Где q – погонный вес цепи в воде;

[F] – пробная нагрузка на цепь для нефтяной платформы.

H – расстояние от узла крепления связи на понтоне до дна, м.

Определим горизонтальную проекцию цепи х_я по формуле:

х_я = l + х_к,

где: l – участок цепи параллельный поверхности воды:

,

где: S_o - длина висящего участка цепи в предельном положении, м;

S_i - длина висящего участка цепи в текущем положении, м;

х_к - горизонтальная проекция висящего участка цепи:

х_к = а·arch [(Н/а+1]

где: а – цепной параметр, определяемый по формуле:

а = F_x / q ,

где: q = 0.61– погонный вес цепи (калибра К = 58 мм) в воде.

Длина висящего участка цепи S_n и S_m определим по формуле:

.

Перемещения сооружения .

Для промежуточных значений F_х ( , где k изменяется от 0,1 до 1) найдем значения х_я , составим таблицу№5. По данным этой таблицы построим графики зависимости F = f(x_я) и F_x = f(x_я).

Определим нагрузку на 1 борт:

1. В режиме бурения:

Р_б’ = Р_б / 2

Из условия равновесия имеем:

F_xп = F_xл - Р_б’

Обобщенная жесткостная характеристика, которая определяет силу, стремящуюся вернуть сооружение в первоначальное положение: кН/м.