航母能抗几级台风的计算
(防十二级台风)
按活动板房最大迎风面为34.5m*5.9m=203.55m2计算,航母能抗几级台风。风速按十二级飓风32.7m/s-36.9 m/s计算。
根据伯努利方程得出的风压关系ǚ绲亩压为:
wp=0.5·ro·v2 (1)
其中wp为风压╮o为空气密度╲为风速。
由于空气密度(ro)和重度(r)的关系为 r=ro·g, 因此有 ro=r/g。在(1)中使用这一关系ǖ玫
wp=0.5·r·v2/g (2)
此式为标准风压公式。在标准状态下(气压为1013 hPaê涟酮, 温度为15°C), 空气重度 r=0.01225 。纬度为45°处的重力加速度g=9.8, 我们得
wp=v2/1600 (3)
现在我们将风速代入(3), 十二级大风相当于 32.7m/s-36.9 m/s, 取最大值36.9 m/sǖ玫椒缪箇p≈0.85, 相当于每平方面积承受约0.85KN。房屋整体承受为172.2KN。
活动板房立柱为8#C型钢,框架结构为8#C型,为11排,每个立柱所收的力为172/11=15.6KN。
按材料力学计算20#工字钢所承受的最大弯矩:Mmax=Wf 8#C型钢截面模量:W=1/6H
W=1/6×20 =248.786cm3
型钢抗拉强度标准值╢=210N/mm2
2根8#C型钢组合梁最大抵抗弯矩:
Mmax=Wf
=2×248.786 ×210N
=104.49KN
缆风绳拉力计算:
T=(kp+Q)c/(asinα)
T=(2×5+80) ×1/(14.3×sin40°)
=9.79KN
k—动载系数,ㄈ2
p—动载重量,取5KN(0.5吨)
Q—支架自重,取80KN(8吨)
C—倾斜距,取1m(倾斜度5°)
a—支架到锚锭的距离,取14.3m(支架高12m)
α—缆风绳与地面的`夹角,取40°
缆风绳选择:
F=(TK1)/δ
=(9.79×3.5) /0.85
=40.3KN
T—缆风绳拉力,9.79KN
K1—安全系数,取3.5
δ—不均匀系数,取0.85
F—钢丝绳拉力
查表选用钢丝绳极限强调为1400N/mm2,6×19直径11mm钢丝绳
=61.3KN>40.3KN满足条件
锚锭计算:
K2T1≤G+g+f
K2—安全系数,取2
T1—锚锭受拉力T后的垂直分力═1= T×sin40°=6.29KN
T—缆风绳拉力,9.79KN
α—缆风绳与地面的夹角,取40°
G—锚锭重力
g—土重力
f—土摩擦力
土的重力:g=Hblγ
=1×0.6×0.6×17
=6.12KN
H—锚锭埋深,取1m
b—锚锭宽度,取0.6m
l—锚锭长度,取0.6m
γ—土的重度,取17KN/m3
土的摩擦力:f=μT2
=0.5×7.5
=3.75KN
μ—摩擦系数,取0.5m
T2—锚锭受拉力T后的水平分力,T2= T×cos40°=7.5KN
锚锭重力:G≥K2T1-g-f
=2×6.29-6.12-3.75
=2.71KN
选用混凝土块做锚锭,混凝土重度λ取22 KN/m3
混凝土块方量A=G/λ
=2.71/22
=0.12 m3
锚锭厚度h=A/bl
=0.12/(0.6×0.6)
=0.3m
综合以上数据显示,活动板房可以防十二级台风。