6 Расчёт элементов конструкции корпуса по Правилам Регистра

6.1 Расчёт момента сопротивления поперечного сечения корпуса

При проверке прочности судна необходимо в соответствии с (1) вычислить момент сопротивления поперечного сечения корпуса. Приведённые ниже формулы распространяются на суда неограниченного района плавания длиной более 60 м с отношением и

Расчётным при проверке прочности обычно является момент сопротивления палубы. Момент сопротивления палубы, , нового корпуса в начале эксплуатации в миделевом сечении корпуса должен не менее определённого по формуле

, (1)

где – абсолютное значение расчётного изгибающего момента, ;

– волновой изгибающий момент, ;

– допускаемое напряжение, МПа;

– часть момента сопротивления, учитывающая запас на коррозию и износ, .

Расчётный изгибающий момент на тихой воде не должен быть не менее

, (2)

.

В расчёте принять ; ; ; – коэффициент общей полноты;

(3)

.

Волновой изгибающий момент, вызывающий перегиб судна, ,

. (4)

.

Волновой изгибающий момент, вызывающий прогиб судна, ,

. (5)

.

Значение приведены в зависимости от предела текучести стали.

Момент инерции поперечного сечения корпуса, средней части длины судна должен быть не менее величины, определяемой по формуле:

. (6)

Фактически значения момента сопротивления и момента инерции поперечного сечения корпуса должны быть не менее величин, определённых по формулам (1) и (2) соответственно.

6.2 Расчёт листовых элементов корпуса

Под листовым элементом понимается участок обшивки или настила, ограниченный подкрепляющим набором. К листовым элементам относятся участки настилов палуб, платформ, второго дна и участки обшивки днища, борта, переборок, а также стенок рамного набора.

Толщина настила или обшивки, мм, нагруженных поперечной нагрузкой должна быть не менее

(1)

где

– размер меньшей и большей сторон опорного контура листового элемента, м;

p – максимальное значение расчётного давления, кПа;

– запасы на износ и коррозию, мм, назначаются в зависимости от планируемого срока службы конструкции и среднегодового уменьшения толщины связей и определяются по формуле

(2)

где – срок службы, год;

U – среднегодовые уменьшение толщины связи, мм/год;

I – сухогрузные и аналогичные им суда;

II – наливные, навалочные и комбинированные суда.

Расчётный нормативныё предел текучести МПа

, (3)

где η – коэффициент использования механических свойств стали.

Для наружной обшивки днища и борта

Среднегодовое уменьшение толщин элементов конструкции корпуса

Элементы конструкций корпуса	U	ΔS
1. Верхняя палуба	0,2	1,74
2. Бортовая обшивка При отсутствии второго борта В районе переменной ВЛ Ниже переменной ватерлинии	0,13 0,19 0,16	0,2028 0,4332 1,92
3. Днищевая обшивка В районе грузовых танков При наличии второго дна Горизонтальный киль	0,17 0,14 0,2	2,04 1,68 2,4
4. Настил второго дна Междудонный лист	0,17 0,22	2,04 2,64
5. Обшивка переборок и второго борта	0,13-0,2	1,56-2,4

Для днищевой обшивки

– в средней части судна м при поперечной системе набора;

– в средней части судна при продольной системе набора;

– в оконечностях.

Толщина горизонтального киля должна быть увеличена по сравнению с толщиной обшивки в средней части на 2 мм.

Толщина ширстрека должна быть не менее толщины прилегающих листов обшивки борта и настила палубы, в зависимости от того, что больше.

Ширина горизонтального киля и ширстрека не менее, мм

(4)

Толщина скулового пояса должна быть равна толщине обшивки днища или борта, в зависимости от того, что больше.

Толщина настила палуб и платформ должна быть не менее минимальных значений . Если толщина настила расчётной палубы принимается меньше толщины обшивки борта, то должен быть предусмотрен палубный стрингер, толщины которого должна быть не менее толщины бортовой обшивки.

Ширина палубного стрингера принимается не менее, мм

(5)

– в средней части судна при поперечной и продольной системе набора;

– в оконечностях.

Толщина обшивки переборок должна быть не менее значения, определяемого по формуле (1), где следует принять

P – hасчётное давление, кПа;

на уровне ОП; ВП

– в районе (0,4…0,5)·D от ОП;

– в оконечностях и для всех остальных переборок;

– для второй непрерывной палубы в средней части судна при продольной и поперечной системе набора;

– в оконечностях и для нижележащих палуб.

Высота двойного дна h, м у вертикального киля должна определятся по формуле

, (6)

но при этом не менее 0,65 м.

Толщина вертикального киля и стрингеров должна быть не менее:

, (7)

где h – требуемая высота вертикального киля, м (6)

– фактическая высота вертикального киля, м;

Толщина сплошных флоров

где – при поперечной системе набора;

– при продольной системе набора;

Толщина обшивки переборок должна быть не менее определяемой по формуле (1), при этом для продольных переборок, – для остальных.

Листовые элементы корпусов форпика и ахтерпика.

Листовые элементы корпусов 1-2 отсека.

Листовые элементы корпусов 3-7 отсека.

Листовые элементы корпусов машинного отсека.

6.3 Расчет элементов набора корпуса

1. Общие положения

Набор корпуса, подкрепляющий листовые конструкции, делится на основной и рамный. Балки рамного набора являются опорами для балок основного набора.

К балкам основного набора относятся продольные балки по палубам, бортам, продольным переборкам, настилу второго дна и днища, стойки и горизонтальные балки переборок, шпангоута, бимсы.

К балкам рамного набора - рамные бимсы, карлингсы, рамные шпангоуты, бортовые стрингеры, флоры, днищевые стрингеры, вертикальный киль, рамные стойки переборок.

Размеры балок основного и рамного набора определяются требуемыми моментами сопротивления, моментом инерции, площадью поперечного сечения, толщинами стенки и свободного пояска.

Длина пролета балки основного и рамного набора измеряется вдоль свободного пояска как расстояние между её опорными сечениями. При установке концевых книц опорные сечения принимаются по середине длины кницы. При этом высота кницы в опорном сечении не должна превышать высоты стенки балки.

2. Размеры элементов балок набора

Момент сопротивления, см³ поперечного сечения балок основного набора катаного профиля должен быть не менее

,

где - момент сопротивления рассматриваемой балки, см³ к середине срока службы судна

,

где поперечная нагрузка на рассматриваемую балку кН;

расчетное давление, кПа;

длина пролета балки, м;

шпация, м;

расчетный нормативный предел текучести, МПа,

где коэффициент использования механических свойств ста-ли, определяется по таблице 4.2 [4];

коэффициенты изгибающего момента и допускаемых напряжений, определяются по таблице 4.5 [4]

учитывает поправку на износ и коррозию, определяется по формулам:

для симметричного полособульба и углового профиля

для несимметричного полособульба и полосы

запасы на износ и коррозию, мм, назначаются в зависимости от планируемого срока службы конструкции и среднегодового уменьшения толщины связей и определяются по формуле

где срок службы, год;

среднегодовое уменьшение толщины связи, мм/год, определяется по таблице 4.1[4].

Расчет моментов сопротивления

Форпик

Палуба:

Рамный бимс попречной системы

а=3 м; l=8 м; Kb=0,65; m=10; P=58,19 кПа; ∆S=1,56 мм;

W=7322,77 см³

Принимает тавр 63б

Продольные подпалубные балки

а=0,6 м; l=3 м; Kb=0,6; m=12; P=130,81 кПа; ∆S=1,56 мм;

W=418,14 см³

Принимаем посолобульб 24 а

Непрерывные карлингсы

а=8 м; l=2,8 м; Kb=0,65; m=18; P=58,19 кПа; ∆S=1,56 мм;

W=1329,04 см³

Принимаем тавр 40а

Борт:

Шпангоут одинарного борта

а=3 м; l=7,276 м; Kb=0,65; m=12; P=130,81 кПа; ∆S=1,56 мм;

W=11348 см³

Принимаем полособульб 80б

Бортовой стрингер

а=3,18 м; l=3 м; Kb=0,65; m=18; P=130,81 кПа; ∆S=1,56 мм;

W=1366,92 см³

Принимаем тавр 40а

Днище:

Балки основного набора днища

а=0,6 м; l=3 м; Kb=0,75; m=12; P=163,57 кПа; ∆S=2,4 мм;

W=418,22 см³

Принимаем полособульб 25а

Флор с пояском

а=0,6 м; l=4 м; Kb=0,6; m=13; P=178,35 кПа; ∆S=2,4 мм;

W=935,39 см³

Принимаем тавр 32в

Переборки:

Оба конца приварены к опорной конструкции

а=0,6 м; l=12,98 м; Kb=0,75; m=11; P=97,34 кПа; ∆S=2,4 мм;

W=1853,45 см³

Принимаем тавр 45а