靜水彎矩曲線

載荷曲線 等于重力曲線縱坐標(biāo)與浮力曲線縱坐標(biāo)之差，用q_s(x)表示，即q_s(x)=p(x)-b_s(x)。

靜水彎矩曲線重力曲線

船舶在某一計(jì)算狀態(tài)下，描述船舶所受重力沿整個(gè)船長分布狀況的曲線，稱為重力曲線。在手工計(jì)算中，常將船舶各項(xiàng)質(zhì)量按靜力等效原則分布到相應(yīng)的20個(gè)理論站距內(nèi) ,作出近似的階梯形質(zhì)量分布曲線 ,并以此來代替真實(shí)的重力分布曲線。

靜水彎矩曲線浮力曲線

船舶在某一裝載情況下，描述浮力沿船長分布狀況的曲線稱為浮力曲線。浮力曲線通常由邦戎曲線、靜水力曲線及船舶的質(zhì)量質(zhì)心等資料確定，其關(guān)鍵在于靜水平衡的計(jì)算，即船舶在靜水中艏艉吃水的確定。靜水平衡的計(jì)算步驟如下。

①從靜水力曲線圖（圖1）中查出如下數(shù)據(jù)：平均吃水d_m(m)，浮心距船中的距離x_b（舯前為正，m），縱穩(wěn)心半徑R(m)，水線面面積A(m²)，漂心距船中的距離x_f（舯前為正，m），重心距船中距離x_g（舯前為正，m）。

②若

艏吃水——

艉吃水——

③若不能滿足下面的精度要求，則應(yīng)作第二次近似計(jì)算：

④一般說來，平衡計(jì)算一直要進(jìn)行到達(dá)到下述要求，才能終止，即：

⑤靜水平衡計(jì)算完畢后，就可利用邦戎曲線求得浮力曲線（圖2）。

通過以理論分析及對4,990噸級油船的具體計(jì)算及比較，得到以下結(jié)論：

①不同船舶、不同工況下的靜水剪力、靜力彎矩分布值及最大值相差較大，不同工況下的最大靜水剪力、彎矩位置也略有不同，需要仔細(xì)計(jì)算；

②由于靜水載荷、靜水剪力、靜水彎矩是積分關(guān)系，因此零載荷點(diǎn)與剪力的極值相對應(yīng)；而艏、艉端點(diǎn)處的剪力與彎矩應(yīng)為零；

③一般情況下，載荷在船中前和中后大致上是差不多的，所以剪力曲線大致是反對稱的，彎矩最大值點(diǎn)在靠近船中的某處，而在離艏、艉端約船長的1/4處剪力具有最大正值或負(fù)值。 2100433B

船體梁 在靜水中受到的剪力沿船長分布狀況的曲線稱為靜水剪力曲線。

作用在船體梁任意剖面上的靜水彎矩計(jì)算公式如下：

其中，M_s表示靜水彎矩，N_s表示靜水剪力，q_s表示靜水載荷。

可見，靜水載荷曲線的二次積分是靜水彎矩曲線。其關(guān)系如圖1所示。

由于船體兩端是完全自由的，因此，首、尾端點(diǎn)處的剪力和彎矩應(yīng)為零，亦即剪力和彎矩曲線在端點(diǎn)處是封閉的。

其次，由于載荷、剪力、彎矩之間有下列微分關(guān)系：

所以，零載荷點(diǎn)與剪力的極值相對應(yīng)，零剪力點(diǎn)與彎矩的極值相對應(yīng)。在大多數(shù)情況下，載荷在船中前和中后大致上是差不多的，所以剪力曲線大致是反對稱的，零點(diǎn)在靠近船中的某處，而在離首、尾端約船長的1/4處具有最大正值或負(fù)值。此外，由于兩端的剪力為零，即彎矩曲線在兩端的斜率為零，所以彎矩曲線在兩端與縱坐標(biāo)軸相切。在計(jì)算過程，常常利用這些性質(zhì)來檢查計(jì)算結(jié)果是否正確。

彎矩圖的繪制主要有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：一是要準(zhǔn)確畫出曲線的形狀，即確定彎矩圖的圖形特征：二是確定曲線的位置，即在已知曲線的形狀、大小之后確定平面曲線的位置，這就要求先確定曲線上任意兩點(diǎn)的位置，此處所指兩點(diǎn)的位置即指某兩個(gè)截面處的彎矩值。

可見，彎矩圖的繪制主要指完成以下兩項(xiàng)工作：（1）確定圖形特征及特征值；（2）得出某兩個(gè)截面處的彎矩值。

越浪海堤的斷面設(shè)計(jì)除了解決越浪量和堤頂高程的問題，還包括堤身、堤坡護(hù)面結(jié)構(gòu)、堤頂結(jié)構(gòu)及堤基處理等方面的問題。

靜水壓拱曲線堤身設(shè)計(jì)

充砂袋適用于地基承載力較低的中、高灘部位，具有滲透性好，易于排水固結(jié)等優(yōu)點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于各種圍埝和護(hù)岸結(jié)構(gòu)中，近年在天津地區(qū)得到普遍應(yīng)用。為適應(yīng)軟基上筑堤的特點(diǎn)，本工程堤身采用水力充填砂袋填筑。設(shè)計(jì)每層砂袋高0.5m，層間布置袋裝碎石平整坡面。為保護(hù)沖砂管袋以及減少袋內(nèi)充填物跑漏，在現(xiàn)狀半圓體結(jié)構(gòu)背海側(cè)設(shè)置拋石棱體，棱體后設(shè)置混合倒濾層，并在充填管袋與其接觸結(jié)構(gòu)適當(dāng)加大墊層保護(hù)措施。[1]

靜水壓拱曲線臨海側(cè)設(shè)計(jì)

臨海側(cè)直接經(jīng)受波浪作用，護(hù)面結(jié)構(gòu)主要從穩(wěn)定性、抗沖刷能力、消浪效果等角度綜合考慮。該部分結(jié)構(gòu)上部應(yīng)能夠承受波浪的打擊、上吸；下部應(yīng)能承受波浪的反復(fù)掏刷。因此要求護(hù)面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要高，穩(wěn)定性要滿足要求，護(hù)面底要做好反濾。同時(shí)護(hù)腳要有足夠的支承力，要能防止底腳被淘刷，或發(fā)生淘刷時(shí)，仍有足夠的能力支承護(hù)面結(jié)構(gòu)。

目前海堤常用的護(hù)面塊體有柵欄板、四腳空心方塊、四腳錐體、扭王字塊、扭工字塊等。柵欄板和四腳空心方塊常用于常潮位以上的護(hù)面，但四腳空心方塊不宜用于設(shè)計(jì)波高大于4m時(shí)，本工程所在位置堤前水深大，波浪較強(qiáng)，設(shè)計(jì)波高超過4m，故而消浪平臺及其上部斜坡段采用柵欄板護(hù)面，下設(shè)干砌塊石墊層和碎石墊層及土工布一層。消浪平臺與半圓體結(jié)構(gòu)水平銜接，為滿足半圓體穩(wěn)定和防沖要求，臨海側(cè)半圓體前增設(shè)拋石棱體護(hù)腳。[1]

靜水壓拱曲線背海側(cè)設(shè)計(jì)

越過防浪墻的波浪將直接與堤頂或后坡碰撞，流速衰減迅速，故背海側(cè)堤坡的防護(hù)原則上以能承受垂直于坡面的沖擊力為主，無波浪的回流水流的拖拽力，因此護(hù)面設(shè)置主要考慮透水、消能并保證良好的反濾墊層。背海側(cè)堤肩采用混凝土結(jié)構(gòu)以防越浪沖擊?？紤]岸坡穩(wěn)定和上部結(jié)構(gòu)施工要求，本工程背海側(cè)堤坡設(shè)計(jì)采用兩級平臺，上級平臺高程與臨海側(cè)消浪平臺齊平，其上部護(hù)坡采用柵欄板，下設(shè)干砌塊石墊層和碎石墊層及土工布一層；上下兩級平臺之間的護(hù)坡以及上級平臺采用灌砌石護(hù)面，下級平臺采用干砌塊石護(hù)面；護(hù)坡下堤腳處設(shè)拋石棱體護(hù)腳。

彎矩圖是一種圖線，用來表示梁的各橫截面上彎矩沿軸線的變化情況。總結(jié)規(guī)律如下：

（1）在梁的某一段內(nèi)，若無分布載荷作用，即q(x)=0，由d2M(x)/dx2=q(x)=0可知，M(x)是x的一次函數(shù)，彎矩圖是斜直線。

（2）在梁的某一段內(nèi)，若作用分布載荷作用，即q(x)=常數(shù)，則d2M(x)/dx2=q(x)=常數(shù)，可以得到M(x)是x的二次函數(shù)。彎矩圖是拋物線。

（3）在梁的某一截面內(nèi)，若F_s(x)=dM(x)/dx=0,則在這一截面上彎矩有一極值（極大或極?。?。即彎矩的極值發(fā)生在剪力為零的截面上。