浪压力计算
船舶操纵运动波浪力计算
船舶操纵运动波浪力计算2.1 不规则波入射力计算模型依据概率统计理论,不规则波的波面可以看作是由一系列具有不同的频率、波数、波幅、传播方向以及随机分布初相位角的规则波叠加而成。
在实际应用中寻求海浪的统计特性,通常采用“波能谱”的概念来描述海浪。
海浪形成的过程是风把能量传递给水的过程。
这一过程大致可分为两个阶段,第一阶段为波浪生长阶段,当风最初作用于海面上时,海面开始出现较小的波,随着时间的增长,风不断地把能量传递给水,波浪越来越大,显然这一阶段海浪是比较复杂,其统计特性随时间不断变化,这一阶段的海浪描述描述相当复杂。
但是,当波浪渐趋稳定时,波的能量达到一定值,其统计特征基本上不随时间变化,为了这一阶段海浪的数学描述,应用波谱密度函数,从大量观察分析结果表明海浪以及船舶在波浪中的运动等均属于狭带谱的正态随机过程,因此基于以下假设:1.波浪为弱平稳的、各态历经的、均值为零的正态(高斯)随机过程。
2.波谱的密度函数为窄带。
3.波峰(最大值)为统计上独立的。
由波的方向性谱密度,不规则波的波面可用下列随机积分表示来描述:⎰⎰-∞+-+=220),(2)],()sin cos (cos[),,(ππςθωθωθωεωθηθξηξςd d S t k t (2-1)其中,),(θωςS 为波谱密度函数,表示了不规则波浪中各种频率波的能量在总能量中所占的份量。
仅考虑波沿主浪向运动的情况,并将式(2-1)转化为随船坐标系下表示为:⎰∞+--=0)(2)]()sin cos (cos[),,(ωωωεωμμςςd S t y x k t y x e (2-2)为了方便计算,将波能谱密度函数进行离散,用求和形式代替上式的积分如下:∑=+--∆=ni i ei i i t y x k S t y x 1])sin cos (cos[)(2),,(εωμμωωςς (2-3)其中,相位角i ε可视为均匀分布在(0,2π)区间内的随机变量。
波浪力的计算
波浪力的计算需要两方面理论的支持:波浪运动理论及波浪荷载计算理论。
前者研究波浪的运动,后者在已知波浪运动的前提下计算波浪对水中物体的作用。
几种常用的波浪普: 1.P-M 谱Pierson 和Moskowitz适用于无限风速发在的波浪普。
国际船模水池会议(ITTC)推荐采用这一形式的波,故也称为ITTC波谱。
JONSWAP(Joint north sea wave project).是一种频谱。
3.应力范围的长期分布模型:1.离散型模型,2.分段连续型模型,3.连续模型。
1. 离散模型:用Hs作为波高,Tz为波浪周期,定义一个余弦波。
然后用规则波理论计算作用在结构上的波浪力。
并用准静定的方法计算结构呢I的应力。
缺陷:没有将波浪作为一个随机过程来处理。
每一海况的应力范围只有一个确的数值。
因此又称为确定性模型。
2.分段连续型模型每一短期海况中,交变应力过程是一个均值为0的平稳正态过程。
综合所有海况中应力范围的短期分布,并得出各个海况出现的疲劳,就得到应力范围的长期分布,它的形式是分段连续的。
应力范围的两种短期分布模型:1.Rayleigh分布和Rice分布。
在某一海况中交变应力均值为。
应力峰值服从Rayleigh分布。
通过计算得出应力范围也服从Rayleigh分布。
3.在船舶及海洋工程结构疲劳可靠性分析中,希望应力范围的长期分布能用一个连续的分布函数来描述。
这就是应力范围长期分布的连续模型.最常用的就是Weibull分布。
4.有义波高:(significant wave height)所有波浪中波高最大的三分之一波浪的平均高度。
用Hs表示。
5.Stokes五阶波给出了波陡的量度(H/L)H/L越大,波就越陡。
当波高与波长的比值大到一定程度时,波会破碎。
6.波速=波长与频率的乘积 C=λ/T或者C=λf,其中f是频率。
或者T=2π/ω7.圆频率1.圆频率即2π秒内振动的次数,又叫角频率,和角速度的ω没有任何关系。
波浪力计算公式
波浪力计算公式波浪力是描述海浪对海岸或其他结构物的冲击力的物理量。
它是指海浪作用于单位长度海岸线或结构物上的力量。
波浪力的计算公式可以使用斯托克斯公式来表示。
斯托克斯公式是描述波浪力计算的经典公式,它基于假设波浪是理想的正弦波。
根据斯托克斯公式,波浪力可以表示为:F = 0.5 * ρ * g * H^2 * L其中,F是波浪力,ρ是水的密度,g是重力加速度,H是波高,L 是波长。
波浪力的计算公式可以帮助我们了解海浪对海岸线或其他结构物的冲击程度。
通过计算波浪力,我们可以评估海岸线的稳定性,预测海岸侵蚀的风险,设计合适的防护工程等。
在海岸工程中,波浪力的计算是一个重要的任务。
通过对波浪力的计算,可以确定合适的海岸保护结构的尺寸和类型。
根据波浪力的大小,我们可以选择适当的海岸防护工程,如堤防、防波堤、海堤等,以减轻海浪对海岸的冲击。
除了海岸工程,波浪力的计算在海洋工程和海洋能利用领域也具有重要意义。
在海洋工程中,波浪力的计算可以用于设计海上平台、船舶和海洋结构物的稳定性。
在海洋能利用领域,波浪力的计算可以用于评估波浪能量的潜力和设计波浪能发电设备。
波浪力的计算公式是基于理想的正弦波假设。
然而,在实际情况中,海浪往往是复杂的,包含多种频率和方向的波浪成分。
因此,在实际应用中,需要考虑更复杂的波浪模型和数值方法来计算波浪力。
波浪力的计算公式是描述海浪对海岸线或其他结构物冲击力的重要工具。
它可以帮助我们评估海岸侵蚀的风险,设计合适的海岸防护工程,以及评估海洋工程和海洋能利用的可行性。
通过深入研究波浪力的计算公式,我们可以更好地理解海洋与人类活动的相互作用,保护海岸环境,促进可持续发展。
波浪力计算公式
波浪力计算公式引言:在海洋工程中,波浪力是一个重要的参数,用于估计波浪对结构物的作用力。
波浪力的计算可以通过波浪力计算公式来实现。
本文将介绍波浪力计算公式的原理和应用,并探讨波浪力计算的相关问题。
一、波浪力计算公式的原理波浪力计算公式是根据波浪理论和结构动力学原理推导出来的。
其基本原理是根据波浪的特性和结构物的几何形状,通过计算波浪作用下的压力和力矩,进而得到波浪力的大小和方向。
二、常用的波浪力计算公式1. Morison公式:Morison公式是最常用的波浪力计算公式之一,适用于波浪作用下的柱状结构物。
该公式基于马克思-赫茨伯格(Morison)定律,考虑了波浪作用下的惯性力和阻力。
其表达式为:F = 0.5 * ρ * Cd * A * (dV/dt) + ρ * Cp * A * V * |V|其中,F为波浪力,ρ为水的密度,Cd和Cp分别为阻力系数和惯性系数,A为结构物的横截面积,V为波浪速度,dV/dt为波浪加速度。
2. Goda公式:Goda公式是一种改进的波浪力计算公式,适用于不规则波浪作用下的结构物。
该公式考虑了波浪的频率谱和结构物的响应特性,能更准确地估计波浪力。
其表达式为:F = ∫∫ (0.5 * ρ * Hs * g * S(f) * A * R(f)^2 * |H(f)|^2 * cos(θ))^0.5 df dθ其中,F为波浪力,ρ为水的密度,Hs为波浪高度,g为重力加速度,S(f)为波浪频率谱密度函数,A为结构物的横截面积,R(f)为结构物的响应函数,H(f)为波浪高度频谱密度函数,θ为波浪方向。
三、波浪力计算的应用波浪力计算公式广泛应用于海洋工程中的结构设计和安全评估。
通过计算波浪力,可以评估结构物的稳定性和安全性,为结构物的设计和施工提供依据。
例如,在海上风电场中,需要计算波浪力来评估风机基础的稳定性;在海岸工程中,需要计算波浪力来评估海堤的稳定性。
四、波浪力计算的相关问题1. 如何确定阻力系数和惯性系数?阻力系数和惯性系数是波浪力计算公式中的重要参数,可以通过试验或数值模拟来确定。
波浪力计算公式
波浪力计算公式引言:波浪力是指波浪对于物体施加的力量,它是海洋工程中一个重要的参数。
通过对波浪力进行准确的计算,可以帮助我们设计和构建海洋结构物,预测其受力情况,从而确保结构的安全性和稳定性。
本文将介绍波浪力的计算公式及其应用。
一、波浪力的定义波浪力是波浪作用在物体上的力量,它的大小与波浪的高度、周期、波浪传播方向以及物体的形状和尺寸等因素有关。
波浪力的计算是海洋工程中的一个重要问题,也是一项挑战性的任务。
二、波浪力的计算公式波浪力的计算公式可以用以下公式表示:F = 0.5 * ρ * g * H^2 * L其中,F为波浪力,ρ为水的密度,g为重力加速度,H为波浪高度,L为波长。
三、波浪力的应用波浪力的计算在海洋工程中有着广泛的应用。
例如,在设计海洋平台、堤坝、海底管道等结构物时,需要考虑波浪对这些结构物施加的力量。
通过使用波浪力计算公式,可以预测结构物在不同波浪条件下的受力情况,从而指导工程设计和施工过程。
在海洋工程中,波浪力的计算还可以用于预测海洋结构物的疲劳寿命。
由于波浪力是结构物受力的主要因素之一,通过对波浪力进行准确的计算,可以评估结构物的疲劳损伤程度,为结构物的维护和修复提供依据。
波浪力的计算还可以应用于海洋能利用领域。
波浪能和潮汐能是海洋能资源中的两个重要组成部分。
通过准确计算波浪力,可以评估波浪能装置的性能和效益,为海洋能的开发和利用提供科学依据。
四、波浪力计算的挑战和改进尽管波浪力的计算公式已经相对成熟,但在实际应用中仍然存在一些挑战。
例如,波浪力的计算需要准确测量波浪的高度、周期和波长等参数,这对于海洋工程来说是一项技术难题。
另外,波浪力的计算还需要考虑波浪与结构物之间的相互作用,这也增加了计算的复杂性。
为了解决这些问题,研究人员正在不断改进波浪力的计算方法。
一方面,他们致力于改进波浪参数的测量技术,例如利用遥感技术和数值模拟方法来获取更准确的波浪参数。
另一方面,他们还在研究波浪与结构物之间的相互作用机理,以提高波浪力计算的准确性。
立波波浪力计算
当H/L≥1/30和 0.2<d/L<0.5和d/L≥ 0.5时的立波波峰波 浪力
ps= 14.965 pz= 12.40019 pb= 3.408621
单位长度墙身上的 总波浪力
P= 86.69196 墙底面上的波浪浮 托力
Pc= 245.6977 单位长度墙身上的 水平总波浪力矩 单位长度墙底面M上c= 2039.281 的波浪浮托力
Puc= 75.91264 ▲▲请用其他的计 算结果▲▲ 当d≥1.8H, d/L=0.05~0.12时,
ηt= 1.033713
pot= 10.59556
pdt= 13.09176
单位长度墙身上的 水平总波浪力
9
Pbc
0.0622 1.32641 -2.97557
9
Pdc
0.28649 -3.86766 38.4195
9
波浪力及力矩计算:
一、波峰作用 波浪压力强度为零 处:
PH MPH PV MPV PU MPU 二、波谷作用 hs 波浪压力强度最大 处: PH MPH PV MPV PU MPU
4.960 m
8.1.3.2 8.1.4.1
8.1.4.2
ηc/d= hc/d= Pac=
P 0.016869 -0.03557
-0.2209
1.040973 0.643094 0.696269
0.887005 0.642842 0.335617
0.724693072 0.363360145 12.16547429
9
Pbc
0.14574 -0.02403 0.91976
浪压力计算表
一、输入参数 上游水位……………………… H 上=1855m 水闸级别……………………… 底板高程…………………… H 上底=1816 重力加速度…………………… g= 下游水位……………………… H 上=1855m 水容重……………γ水= 下游底高程………………… H 下底=1816m 计算风速………………… V 0=16m/s 风区长度………………… D=600m 风区内的平均水深…… H m =39m 二、计算过程1、平均波高和平均波周期可按莆田试验站公式计算 上游水深(闸前水深)H=39.000m平均波高 h m = 下游水深 h s =39.000m 平均波周期 T m =2、波列累积频率可由表下查得取波列累积频率…………P (%)=53、波高与平均波高的比值可由表查得。
平均波高 h m =0.192 波列累积频率 P (%)= 风区内的平均水深 H m 39.000 hm/Hm= 波高与平均波高的比值可由表查得=1.946取波高…………h p =0.3744、平均波长计算已知平均波周期 T m =1.945 闸前水深 H=39.000校核洪水位浪压力计算利用公式试算求平均波长(2piH/Lm)41.470th (2piH/Lm)11 试输入平均波长……………… L m=5.909m平均波长 L m= 5.9095、浪压力计算使波浪破碎的临界水深Hk=0.396因为闸前水深H=39.0000m>Hk=0.3958m H=39.0000m>Lm/2= 2.9546m 所以属于深水波6、深水波浪压力计算波浪中心线超出计算水位的高度hz=0.074作用于水闸迎水面上的浪压力P1= 6.623kN/m39.81100.192m1.945s5.0000.005。
波浪作用力公式介绍
说明: 说明:单坡上的波压力计算方法是根据原 苏联国家建设委员会在1986 1986年颁布的建筑 苏联国家建设委员会在1986年颁布的建筑 标准与规范《波浪、 标准与规范《波浪、冰凌和船舶对水工建 筑物的荷载与作用》CНИП.2.06.04筑物的荷载与作用》CНИП.2.06.04-82 中计算规则波波压力的方法, 中计算规则波波压力的方法,其由试验计 算求得,并通过原型实测资料验证。 算求得,并通过原型实测资料验证。可用 于计算不规则波对单坡堤混凝土护面上的 波压力。 波压力。
ps =γK1K2H
静水面以上、以下的波浪压力强度按《规范》 静水面以上、以下的波浪压力强度按《规范》 有关规定计算。 有关规定计算。 波谷作用时波浪力计算: 波谷作用时波浪力计算:
静 静 静
d< 2H H /2
i
p
b
图G.1.1-2 波谷时的波压力分布图
静水面处波浪压力强度为零; 静水面处波浪压力强度为零; 静水面以下波浪压力强度计算。 静水面以下波浪压力强度计算。
G.2 斜坡式护面
G.2.1 对于斜坡式海堤,当护面层采用混凝 对于斜坡式海堤, 土板时, 土板时,护面板的稳定取决于上下两面波 浪力与浮力的作用。 浪力与浮力的作用。 G.2.2 在1.5≤m≤5.0的条件下,作用在整体 1.5≤m≤5.0的条件下 的条件下, 或装配式平板护面上的波压力分布见下图, 或装配式平板护面上的波压力分布见下图, 最大波压力p (kPa)按下式计算 按下式计算。 最大波压力p2(kPa)按下式计算。
p
Z d1 + d1
) 负 (负
Z 静 静 静 d
胸 胸 P u b
图G.2.3-1 胸墙波压力图 G.2.3-
注意:本条中的波高 均是指 均是指H 频率F的 注意:本条中的波高H均是指 F,频率 的 取值由表6.1.3确定。 确定。 取值由表 确定
波浪作用力定律介绍
G.2.3 作用于如下图的斜坡式海堤顶部胸墙 上的波浪力,当无因次参数ξ≤ξb时,可按下 列公式计算。
本条公式介绍了波峰作用时胸墙上平均压力 强度、胸墙上的波压力分布高度、单位长度 胸墙上的总波浪力、胸墙底面上的波浪浮托 力的计算公式。
静水面 d
p
d1 +Z Z
d1 (负值)
胸墙
Pu b
图G.2.3-1 胸墙波压力图
注意:本条中的波高H均是指HF,频率F的 取值由表6.1.3确定。
1. 静水面以上高度H处的波压力为零。 2. 静水面处的波浪压力强度为:
ps K1K2 H
静水面以上、以下的波浪压力强度按《规范》 有关规定计算。 波谷作用时波浪力计算:
静水面
d<2H H/2
b
i
p
图G.1.1-2 波谷时的波压力分布图
Байду номын сангаас波浪作用力计算公式 简介
G.1 直立式护面
G.1.1 T g / d 8, d 2H,i 1/10或T g / d 8,d 1.8H,i 1/10
时,直立式海堤护面上波浪作用力可按下确 定。波峰作用下:
H
静水面
ps 0.7ps
H/2
d<2H
pd=(0.5~0.6) ps
b
i
图G.1.1-1 波压力分布图
注意:本条中的波高H均是指HF,频率F的 取值由表6.1.3确定。
p2 k1k2 pH
3
1 2 4 5
α
图G.2.2 斜坡护面平板的波压力分布图
首先确定:最大波压力p2作用点2的垂直坐 标z2(m):
z2
A
1 m2
1
2m2 1 A B
其次确定各压力转折点离点2的距离及各点 的波压力p:可由《规范》有关规定确定。
浪压力计算书
浪压力计算书浪压力计算书项目名称_____________日期_____________设计者_____________校对者_____________一、基本设计资料1.依据规范及参考书目:《混凝土重力坝设计规范》(SL319-2005)《水闸设计规范》(SL265-2001)《水工建筑物荷载设计规范》(DL5077-1997)2.计算参数:建筑物位置类型:平原滨海地区计算采用的波列累积频率P = 10%迎水面前水深H = 10.800 m风区内水域平均水深H m = 10.800 m风区长度D = 530.000 m浪压力参与荷载组合类型:基本组合重现期为50年的年最大风速v o = 20.000 m/s风速的测量高度H c = 10.000 m迎水面前水域的底坡i = 1 : 1000.0二、计算依据按莆田实验站公式计算出平均波高h m(m)、平均波周期T m (s):g×h m/v o2=0.13×tanh[0.7×(g×H m/v o2)0.7]×tanh{0.0018×(g×D/v o2)0.45/[0.13×tanh(0.7×(g×H m/v o2)0.7)]}g×T m/v o=13.9×(g×h m/v o2)0.5式中:h m——平均波高(m);T m——平均波周期(s);v o——计算风速(m/s);D ——风区长度(m);H m——水域平均水深(m);g ——重力加速度,取9.81m/s2;平均波长与平均周期的关系:L m=g×T m2/2/π×tanh(2πH/L m)三、计算过程1.波长、波高计算:当浪压力参与荷载基本组合时,计算风速采用重现期为50年的年最大风速;当风速测量高度hc=10.00时,依据《混凝土重力坝设计规范》表B.6.2-1查得:风速高度修正系数Kz=1.000,计算风速vo=1.000×20.00=20.000 m/s 依据上述公式算得:平均波长L m=7.070 m,平均波高h m=0.231 m当h m/H m=0.231/10.800=0.021时,依据《混凝土重力坝设计规范》表B.6.3-1查得:h p/h m=1.697,h p=1.697×h m=1.697×0.231=0.392 m2.浪压力、弯矩计算:波浪中心线至计算水位的高度hz(m):hz=πh p2/L m×tanh-1(2πH/L m)hz=3.14×0.392/7.070×tanh-1(2×3.14×10.800/7.070)=0.068 m使波浪破碎的临界水深H cr(m):H cr=L m/4/×ln[(L m+2πh p)/(L m-2πh p)]H cr=7.070/4/×ln[(7.070+2×3.14×0.392)/(7.070-2×3.14×0.392)]=0.409 m当H=10.800≥H cr=0.409和H=10.800≥Lm/2=7.070/2时:浪压力在计算水位以下呈三角形分布,顶点位置压强p max =4.068 kPa计算高度hs=0.000m以上部分浪压力p=8.125kN/m,弯矩M =79.426kN·m/m计算高度hs=0.000m以上部分浪压力作用点与计算截面高差为9.775m。
浪压力计算
1ˎ某水库库区多年平均最大风速为15m/s, 吹程2000m, 水库平均水深30m,水库正常蓄水位为1426m,设计洪水位为1427.7m, 校核洪水位为1428.8m, 工程等级为4等, 上游坝坡为混凝土护坡, 坡度为1:2。
气象站位于河岸广阔的平原上,距建筑物及树木100米以外。
计算浪压力及坝顶超高。
解析:由题意可知:1,坝顶超高的计算当浪压力参与荷载的基本组合时,计算风速采用重现期为50年的最大风速。
当风速测量高度m h 00.10c =时,依据《碾压式混凝土设计规范》查得:风速高度修正系数00.1z =k ,则计算风速s m 15.0015.001.00v 0=⨯=按《碾压式混凝土设计规范》可知平原地区按莆田实验公式确定:⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛v h g v gD v h g v h m th th m th m 07.013.0020018.007.013.0g 7.045.07.00 []⎭⎬⎫⎩⎨⎧⨯⨯=0.097.470018.07.013.0g 1.0380.70th th v h m=0.09×0.15=0.0135 m h 31.081.90135.0152m =⨯= 对于丘陵,平原地区水库,当26.5m v 0≤,7500m ≤D 时可用鹤地公式计算: 04.037.400625.002000625.00g 156131612%2=⨯⨯==⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛v gD v v h 0.989.810.0415h 22%=⨯=36.034.90386.0020386.00g 212=⨯=⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛v gD v l m 8.279.810.3615L 2m =⨯= 风壅水水面高度:m g D k H v h m1015103262z 45.289.03081.9220006.3cos 20--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==α 由规范可知: 23.242.2h 2%1%=h ,则m 2.1h 1%= 又因为该混凝土坝体的工程等级为4等,则由规范可知m h 4.0c = 所以坝顶超高h h h c z H ++=∆%1=1.2+0.00245+0.4=1.6m2ˎ浪压力计算 因为2m L H ≥时,波浪运动不受库底约束,这样的条件下的波浪成为深水波,则由题意和图形可知三角形分布的面积之差纪委浪压力,则浪压力为:()m h h L KN P z 2%1m 39.242.128.204=⨯=+=γ。
浪压力计算
1.波高及波长
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三种不同类型旳水库分别计算:
平原、滨海地域水库宜按莆田试验站公式计算; 丘陵、平原地域水库宜按鹤地水库公式计算; 内陆峡谷水库宜按官厅水库公式计算。 各公式见《混凝土重力坝设计规范》SL319-2023
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作业2 浪压力计算
某内陆峡谷水库库区50年重现期年最大 风速为17.6m/s、风区长度(有效吹 程)15.3km,设计情况上游平均水深 40m,根据重力坝设计规范,计算基本 组合情况下旳波浪要素及单位坝长承受 旳波浪压力。
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对于内陆峡谷水库:按下列公式计算
1/ 3
gh v02
0.0076v01/12
gD v02
h相应于某个合
计频率旳波2.15
gD v02
1/ 3.75
Lm平均波长
公式中旳符号含义及单位,公式旳合用范围; 波浪旳发生是随机旳,是随机过程 采用超值合计概率为P旳波高值hP表达, h1% h 5%
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gD v02
20
~
250时,累计频率为5%的波高h5%
gD v02
250
~
1000时,累计频率为10%的波高h10%
使用上述公式进行计算时:尤其注意风速
旳选用!!见规范或课本P28阐明。
根据表1-1
表内数据累积频率为(P%)旳波高与平均波高 旳比值
h5% /hm或者h10% /hm,拟定hm值 根据hm /Hm,拟定h1% /hm值,计算得到h1%
五、浪压力水面在风作用下,形成波浪而产生压力,称浪压力。 1.波浪 ...
地震动水压力 分布系数,应 按表2-10的规 定 并见右图
浙江水利水电专科学校水利工程系
(3)地震动土压力
当重力坝或水闸一侧有填土时,则应考虑地震引起 的土体对结构产生的动态压力,即地震动土压力。
地震主动动土压力代表值可按式(2-35)计算,并取其“+”、 “-”号计算结果中的大值。
cos 1 1 2 FE qo H H (1 v / g )Ce 1 2 ) 2 cos(
Fi h GEi i / g
浙江水利水电专科学校水利工程系
2)垂直地震惯性力 作用于质点i的垂直向地震惯性力代表值应按下式计算:
Fv v GEi i / g
以上二式中: Fi 、Fi—作用于质点i的垂直、水平地震惯性 力代表值,KN/m; ξ—地震作用的效应折减系数,一般取ζ=0.25; GEi—集中在质点i的重力作用标准值,(KN); g—重力加速度,取9.81m/s2; αh—垂直、水平向设计地震加速度代表值,可由表2-7确定。 且:αv= 1/3(αh) αi—质点i的动态分布系数;与坝型、高度等有关。
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
2.46 2.23 2.01 1.80 1.78 1.63 1.68 1.56 1.64 1.52 1.60 1.49 1.56 1.46 1.44 1.37 1.39 1.33 1.30 1.25
0.98 1.00 1.01 1.01
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当 当
gTm ghm 0.5 13.9( 2 ) vo vo
Hm 0.5时, Lm
Hm 0.5时, Lm
2 gTm 2H m Lm th 2
水流压力计算方法与步骤
水流压力计算方法与步骤
本文介绍了水流压力计算的基本方法和步骤,具体内容如下:
1. 确定计算参数
首先,需要确定以下计算参数:
- 水的流动速度(单位:米/秒)
- 管道截面积(单位:平方米)
- 管道长度(单位:米)
- 管道摩擦系数
2. 计算管道压力损失
根据水流的流动速度、管道截面积、管道长度和管道摩擦系数,可以计算出管道的压力损失。
常用的计算公式有:
- 阻力损失公式:ΔP = (f * L * ρ * V^2) / (2 * D),其中,ΔP为
压力损失,f为管道摩擦系数,L为管道长度,ρ为水的密度,V为
水的流动速度,D为管道直径。
3. 计算水流的压力
根据计算得到的管道压力损失,结合起始点的压力,可以计算出水流的终点压力。
计算方法为:
- 终点压力 = 起始点压力 - 管道压力损失
4. 重复计算
如果系统中存在多段管道,需要重复上述步骤,将每段管道的压力损失累加,得到整个系统的压力损失。
最终根据系统的起始点压力,可以计算出各个点的压力。
5. 判断计算结果
根据计算结果,可以判断水流的压力是否满足设计要求。
如果计算得到的压力超过了设计要求,可能需要重新考虑管道直径、摩擦系数等因素,进行调整。
以上就是水流压力计算的基本方法和步骤,希望对您有帮助!。
重力坝浪压力计算
浪压力计算
水库表面波浪对建筑物产生的拍击力叫浪压力。
浪压力的影响因素较多,是动态变化的,可取不利情况计算。
当坝前水深大于半波长,即H >2
L 时,波浪运动不受库底的约束,这样条件下的波浪称为深水波。
水深小于半波长而大于临界水深H cr ,即L /2>H >H cr 时,波浪运动受到库底的影响,称为浅水波。
水深小于临界水深,即H <H cr 时,波浪发生破碎,称为破碎波。
临界水深H cr 的计算公式为
)22ln(41%
%1h L h L L H cr πππ-+= (1) 三种波态情况的浪压力分布不同,浪压力计算公式如下:
(1)深水波。
见图1(a )
图1 波浪压力分布
(a )深水波;(b )浅水波;(c )破碎波
)(41%w Z L h h L
P +=γ (kN/m ) (2)
式中L 、h 1%、h Z ——分别按(1-3)、(1-2)、(1-4)式计算。
注意算出h l 应换算成h 1%。
对于其它建筑物如水闸应根据其级别换算成相应的超值累积频率
21γγL
H π22)。
(3)破碎波。
见图1(c ), 2
0P γ2); K 0——系数,为建筑物前底坡影响系数,与i 有关,见表1。
表1 河底坡i 对应的K 0值。
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水工建Байду номын сангаас物
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作业2 浪压力计算
某内陆峡谷水库库区50年重现期年最大 风速为17.6m/s、风区长度(有效吹 程)15.3km,设计情况上游平均水深 40m,根据重力坝设计规范,计算基本 组合情况下的波浪要素及单位坝长承受 的波浪压力。
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gD v02
20
~
250时,累计频率为
5%的波高 h5%
gD v02
250
~
1000时,累计频率为10%的波高 h10%
使用上述公式进行计算时:特别注意风速
的选取!!见规范或课本P28说明。
根据表1-1
表内数据累积频率为(P%)的波高与平均波高 的比值
h5% /hm或者h10% /hm,确定hm值 根据hm /Hm,确定h1% /hm值,计算得到h1%
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对于内陆峡谷水库:按以下公式计算
gh v02
0.0076v01/12
gD v02
1/ 3
h对应于某个累
计频率的波高
gLm v02
0.3316v01/
2.15
gD v02
1/
3.75
Lm平均波长
公式中的符号含义及单位,公式的适用范围; 波浪的发生是随机的,是随机过程 采用超值累计概率为P的波高值hP表示, h1% h 5%
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浪压力
1.波高及波长
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三种不同类型的水库分别计算:
平原、滨海地区水库宜按莆田试验站公式计算; 丘陵、平原地区水库宜按鹤地水库公式计算; 内陆峡谷水库宜按官厅水库公式计算。 各公式见《混凝土重力坝设计规范》SL319-2005