1.4. Вибір марки і категорії сталі

Для виготовлення суднового корпусу використовується суднобудівна сталь марки 09Г2С з границею плинності Rен > 315 МПа.

Ця сталь має досить високу міцність, технологічність (добре зварюється, піддається механічній обробці), пластичність і здатність працювати у широкому діапазоні температур та інших зовнішніх умов.

1.5. Креслення обводів мідель-шпангоута

Виконуються два перерізи: справа - по вантажному трюму, зліва - по машинному відділенню (рисунок 1.2)

Рисунок 1.2. Перерізи мідель-шпангоута

Підйом t, м, лінії днища і радіус R, м, закруглення скули визначаються по формулах:

t = d(1 – См); ,

де: d – осадка, м;

В – ширина судна, м;

См – коефіцієнт повноти мідель-шпангоута.

t = 4,82(1-0,977)=0,11 м,

1,28м.

Висота h, м, подвійного дна визначається по формулі:

м; але не менше 0,65 м.

м,

приймаємо м;

Довжина внутрішнього дна на суховантажному судні простягається від форпікової до ахтерпікової перегородки, ширина – від борту до борту.

Крайній пояс внутрішнього дна - міждонний лист приймається горизонтальним.

Ширина вантажних люків 7,0 м. Висота рубки прийнята 2,5 м, а твіндека – 2,86 м. Відстань бокової стінки рубки від борту 1,2. Верхня палуба виконується з вигином, який дорівнює 250 мм, а нижня палуба - плоскою.

Ширина bк (мм), горизонтального кіля визначається по формулі:

bк = 800 + 5L, bк ≤2000 мм

bк = 800+ 5∙88,1 = 1240 мм

Приймаю bк = 1200 мм.

Комінгс-карлінгси верхньої та нижньої палуби знаходяться а одній площині з днищевими стрингерами. Місця розміщення поздовжніх балок основного набору позначаються, починаючи від діаметральної площини і не співпадають з пазами листів. Мінімальна відстань між пазами листів і лініями приварювання поздовжніх балок 75 мм.

Листи обшивки розміщуються довгою стороною вздовж судна. Число типорозмірів листового і профільного прокату, який застосовується -мінімальний.

2 Основні положення по визначенню розмірів в’язей

2.1. Вимоги до розмірів елементів конструкцій корпусу

Розміри елементів конструкцій або характеристики, які визначають їх розміри (моменти опору, моменти інерції, площі поперечних перерізів стінок балок та інш.), розраховуються по формулах, наведених в Правилах[4].

Момент опору W, см³, поперечного перерізу балок набору катаного

профіля

W = W'ω_k; (1.6.4.1)

W' = , (1.6.4.2)

де W' – момент опору балки без врахування запасу на знос і корозію, см³;

 = Pal – поперечне навантаження на балку, кН; Р – розрахунковий тиск на обшивку (настил), кПа; а – відстань, м, між балками, які розглядаються (шпація); l – прогін, м, балки; – коефіцієнти згинального момента і допустимих напружень, які визначаються в відповідних розділах Правил; ω_k – поправка на знос і корозію, розд.3.2.

Момент опору W, см³, поперечного перерізу складених зварних

балок

W = W'+ΔW, (1.6.4.1)

W' = , (1.6.4.2)

де ΔW – додаток частини момента опору, см³, розрахований збільшенням товщин елементів профіля балки на величину ΔS, розд.3.2.

Для призначення розмірів складеної балки по моменту опору W, який визначається Правилами, необхідно визначити момент опору поперечного перерізу W' в середині періоду служби судна, потім за величиною W' балка підбирається по сортаменту, або призначається складена зварна балка.

Далі за розд.3.2 визначається величина W при висоті стінки h, ширині вільного пояска b і приєднаного пояска b_пп підібраної по W′ складеної балки (рис.4).

Визначається будівельний момент опору балки W=W′+W і підбирається нова складена зварна балка. Якщо значення момента опору поперечного перерізу W, см³, яке вимагається Правилами, більше приведеного в сортаменті для зварних таврів, то необхідно спроектувати складений профіль балки.

За невідому величину приймається площа вільного пояска F₁, см², а розміри стінки і приєднаного пояска балки повинні бути призначені. Ширина приєднаного пояска b_пп балки визначається згідно розд.3.4. Товщина стінки балки призначається по площі поперечного перерізу стінки f_c, см², яка вимагається Правилами (розд.3.1), або по мінімальних товщинах S_min. Висоту стінки h, см, можна визначити по формулі

,

де S – товщина стінки, мм.

Площа вільного пояска F₁, см², балки в першому наближенні

визначається по формулі

,

де F – площа стінки балки, см², k = 4,5.

Потім уточнюється коефіцієнт k

; (k = 3 – 6),

де F₂ – площа приєднаного пояска, см²; F₁ – площа вільного пояска, см², одержана в першому наближенні.

Визначається площа вільного пояска F₁, см², в другому наближенні

при уточненому значенні k

.

По площі F₁, см², одержаній у другому наближенні, призначається ширина b, см, вільного пояска: b , де S₁ – товщина вільного пояска, мм, який приймається товстішим стінки на 2–3 мм. Потім перевіряється момент опору, W, см³, спроектованої балки , який повинен бути не менше момента опору, визначеного за Правилами.

Площа поперечного перерізу стінки балки f_c, см², катаного профіля

f_c = _k; (1.6.4.3-1)

, (1.6.4.3-2)

де – площа поперечного перерізу стінки балки без врахування запасу на знос, см²; N_max = nраl – максимальна величина перерізувальної сили, кН; n – коефіцієнт, який визначається в відповідних розділах Правил; k_τ – коефіцієнт допустимих дотичних напружень, також визначається в відповідних розділах Правил; τ_n – нормативна границя плинності по дотичним напруженням, МПа; _k – поправка на знос і корозію, розд.3.2.

Площа поперечного перерізу стінки f_c, см², складених зварних балок

f_c = + 0,1hS;

, (1.6.4.3-2)

де h – висота, см, стінки балки; S – запас на знос і корозію, мм, розд.3.2.

Товщина обшивки (настилу), мм, визначається по формулі

S, (1.6.4.4)

де m, k_σ – коефіцієнти згинального момента і допустимих напружень, які визначаються в відповідних розділах Правил; а – відстань, м, між балками, які розглядаються (шпація); Р – розрахунковий тиск, кПа, на обшивку (настил); k = 1,2 – 0,5  1,0; a, b – менший і більший розміри сторін опорного контуру листового елемента, м; _n – нормативна границя плинності по нормальних напруженнях, МПа; S – запас на знос і корозію, мм, розд.3.2.

Будівельні товщини елементів корпусу, які визначені за умовами міцності і стійкості, повинні бути не менше мінімальних, вказаних в відповідних розділах Правил для конкретних конструкцій.

Мінімальні товщини розраховуються з точністю до десятих міліметра і не округлюються. В будь-якому випадку товщина в’язей корпусу повинна бути не менше 4 мм.

З мінімальними товщинами порівнюються товщини конструкцій, які визначені розрахунком по формулах Правил.

Прийнята найбільша товщина елемента конструкції округлюється від 4 до 20 мм через 0,5 мм, від 20 мм – через 1мм і повинна відповідати ДСТ 5521-93.

Моменти опору і моменти інерції поперечного перерізу балки розраховуються разом з приєднаним пояском, товщина якого приймається рівною середній товщині листа, прилеглого до балки в перерізі, який розглядається.

Ширина приєднаного пояска a_п, м, балок основного набору дорівнює

меншій з величин, які визначаються по формулах

, (1.6.3.3)

де l – прогін, м, балки; а₁, а₂ – відстань, м, від балки до ближніх балок того ж напрямку, розташованих по обидві сторони від неї.

Ширина приєднaного пояска балок рамного набору c_п, м,

визначається по формулі

c_п= kс, (1.6.3.4)

де с = 0,5(с₁+с₂); с_1, с₂ – відстань, м, від рамної балки до ближніх рамних балок того ж напрямку, розташованих по обидві сторони від неї; k – коефіцієнт, який визначається по табл.(1.6.3.4)

Таблиця (1.6.3.4)

Кількість балок n	k при lпр/с
		1	2	3	4	5	6	7 і більше
 6		0,38	0,62	0,79	0,88	0,94	0,98	1,00
 3		0,21	0,40	0,53	0,64	0,72	0,78	0,80

де: n – кількість балок які підтримує рамна балка що розглядається;

l_пр – зведений прогін м рамної балки;

l_пр = l – для вільно обпертих по кінцях рамних балок;

l_пр = 0,6l для жорстко закріплених балок.