2.2 Определение внешних нагрузок, вызывающих общий изгиб корпуса

На корпус железобетонного судна действуют те же внешние нагрузки, что и на корпус металлического судна.

Общий изгиб корпуса возникает в результате действия неравномерно распределенных по длине судна сил тяжести и сил поддержания.

Определение максимальных значений изгибающих моментов и перерезывающих сил при общем изгибе корпуса железобетонного судна (при прогибе и перегибе) выполняется аналогично металлическим корпусам судов для наиболее неблагоприятных случаев нагрузки в соответствии с п.2.2 ПРРР [1] и с учетом аварийного состояния (при затоплении отсеков).

Расчетный изгибающий момент М_Р для прогиба и перегиба корпуса вычисляется алгебраическим сложением наибольших значений изгибающего момента на тихой воде М_ТВ с дополнительным волновым М_ДВ в расчетном сечении

М_Р = М_ТВ + М_ДВ.

За расчетное принимается сечение корпуса, в котором элементы наиболее напряжены (сечение в средней части корпуса, в районе больших вырезов, в местах изменения системы набора, обрыва продольных связей и т.п.)

Расчетная перерезывающая сила N_Р для прогиба и перегиба корпуса определяется суммированием абсолютных значений перерезывающей силы на тихой воде N_ТВ с дополнительной волновой перерезывающей силой N_ДВ в расчетном сечении

N_Р = |N_ТВ| + |N_ДВ|.

Вычисление волновых изгибающих моментов и перерезывающих сил для судна на тихой воде выполняется путем непосредственного интегрирования кривой весовой нагрузки по длине судна. Схема весовой нагрузки составляется по 20 теоретическим шпациям для каждого случая загрузки судна. При этом расчет может быть выполнен на ЭВМ по программе «RAVNUS», имеющейся в программном обеспечении кафедры СМ, КК и СМК [4]. Описание формы корпуса выполняется также по 20 теоретическим шпангоутам.

Дополнительные волновые изгибающие моменты определяются в соответствии с п.2.2.10 ПРРР [1] в зависимости от класса судна для всех его расчетных состояний загрузки.

Максимальное значение дополнительной волновой перерезывающей силы определяется в соответствии с п.2.2.11 ПРРР [1] по формуле

N_ДВ = 4 М_ДВ /L .

Если погрузка и выгрузка судна в условиях волнения не допускается, то дополнительный волновой изгибающий момент не учитывается и принимается М_ДВ = 0.

3 Проектирование элементов корпуса

3.1 Толщина плит обшивки

Обшивка днища, бортов и палубный настил железобетонных судов выполняется в виде плит, толщина и армирование которых назначается из условия обеспечения достаточной прочности и надежности. В соответствии с п.7.2.21 ПРРР минимальная толщина плит наружной обшивки приведенна в таблице 3.

Толщина плит железобетонных судов зависит от схемы размещения арматуры, действующих усилий, от конструкции и материала корпуса. Толщина плиты уменьшается с ростом прочности арматуры и возрастает при увеличении пролета. Наибольшее распространение получили плиты толщиной 40, 50, 60 и 70 мм.

Толщина обшивки судов с поперечной системой набора увеличивается по сравнению с продольной на (15 – 20)%, поскольку напряжения в плите от общего изгиба алгибраически суммируются с местными напряжениями. Для судов безнаборной конструкции из-за больших пролетов увеличивается на (25 – 40)% по сравнению с наборной конструкцией.

Таблица 3 – Минимальная толщина плит

В миллиметрах

Элементы корпуса	Класс бетона
	В30	В40 – В60
Переборки и крытые участки палуб	40	35 – 40
Днище и открытые участки палуб	40 – 50	40
Борта и транцы	50 – 60	50 – 60
Примечания. 1. Меньше значения толщин относятся к судам длиной до 40 м. 2. У судов безнаборной конструкции толщина наружной обшивки должна быть не менее 60 мм.

Плиты бортов и транцев в результате воздействия ударных и эксплуатационных нагрузок (при швартовках, удары плавающих предметов, ледовые нагрузки) выполняются толщиной (60 – 70) мм. Плиты ребристых переборок, палуб, защищенных надстройкой, выполняются минимальной толщиной (35 – 40) мм.

В районе скулы, палубного стрингера, ширстрека, ледового пояса и на незащищенных участках палуб, подвергающихся интенсивному истиранию, толщина плит увеличивается на (20 – 50)%, усиливается при этом и армирование этих участков. Толщина плит также увеличивается в опорных сечениях балок, в местах установки механизмов, оборудования, кнехтов, штевней, якорных клюзов, массивных закладных деталей и пр.