7248x
001588
11.3.2019

Modelování a výpočet plovoucího tělesa v programu RFEM

Správné modelování a posouzení plovoucích těles (speciální vory, pontony, plovoucí lodní nakladače, plovoucí bagry, plovoucí stavby, plovoucí ostrůvky, plovoucí jeřáby, hausbóty a podobně) vyžadují dvouúrovňový výpočet.

V první úrovni se stanoví, jaká je hloubka ponoření plovoucího tělesa. Po správném určení hloubky ponoru lze v druhé úrovni výpočtu uvažovat boční tlak vody až po ponorovou čáru. Vztlak plovoucího tělesa lze zohlednit pružným plošným uložením. Mezi hloubkou ponoru a vztlakem existuje lineární vztah. Jestliže se krychle s délkou hrany 1 m zcela ponoří do vody, vzniká vztlaková síla 10 kN. Z tohoto vztahu vyplývá součinitel uložení cz = 10 kN/m³, který je třeba zohlednit u podlahových ploch.

Na tomto základě lze již správně stanovit hloubku ponoru.

Předpokladem ovšem je, že se plovoucí těleso téměř neotáčí a boční stěny jsou svislé.

Pro každou kombinaci zatížení se nejdříve stanoví hloubka ponoru. Následně se ke každé kombinaci zatížení doplní přídavný zatěžovací stav, který vždy obsahuje boční zatížení. V našem příkladu jsme vytvořili kombinaci zatížení KZ 1 s charakteristickými zatíženími. U uzlů 5 a 6 činí deformace uZ = 308 mm,  u uzlů 7 a 8 uZ = 325 mm. Pro snazší zadání zatížení jsme na příslušných místech vytvořili pomocné uzly 11 až 14.

Zatížení vodou se uvažují jako volná polygonová zatížení a pro přehlednost jsme u každého zatížení vybrali pouze jednu plochu. Zatížení působí v lokálním směru z. To znamená, že zatížení působí kolmo na plochu. Zatížení má lineární průběh. Je třeba zadat tři hodnoty zatížení. Zvolili jsme vždy dva body na vodní hladině, kde je zatížení nulové, a dále třetí bod v místě nejhlubšího ponoru, kde působí zatížení 3,25 kN/m², respektive 3,08 kN/m².

Pro výpočet kombinace zatížení jsme vzhledem k opravdu velkým deformacím nastavili teorii třetího řádu.


Autor

Ing. Faulstich je zodpovědný za kvalitu programu RFEM a kromě toho se věnuje technické podpoře zákazníků.

Odkazy