3. Давления и нагрузки
Определение давлений и нагрузок для корпуса в целом можно произвести в специальном разделе ПЗ или в начале каждого раздела для конкретной конструкции. Последнее более удобно, но менее наглядно. Ниже рассмотрены основные виды нагрузок – моря, грузов и ледовых. Более детально нагрузки определяют Правила РС, в т.ч. от слеминга и швартовок.
3.1 Давления моря
Основным параметром расчетных нагрузок со стороны моря является волновой коэффициент, определяемый по формулам
при
м,
при
L
м (3.1.1)
где
- для неограниченного и I
ограниченного района плавания;
- для II
ограниченного района плавания;
- для района плавания II
СП;
- для района плавания III
СП
- для района плавания III
Расчетное давление (кПа) включает гидростатическую и волновую составляющие и определяется по формулам:
- ниже грузовой ватерлинии (координата z – от ГВЛ вниз к ОП)
, (3.1.2)
- выше грузовой ватерлинии (координата z – от ГВЛ вверх )
, (3.1.3)
где
– коэффициент распределения давлений
по длине судна, рис.3.1.1а.
Распределение давлений по контуру поперечного сечения судна показано на рис.3.1.1б.
а б
Рис. 3.1.1. Коэффициент распределения давлений kx вдоль судна (а) и распределение давлений в поперечном сечении корпуса (б)
3.2 Давления при испытаниях отсеков и приеме жидких грузов
Отсеки, цистерны и танки судов, в первую очередь, рассчитывают на давления при испытаниях на непроницаемость и при заполнении – загрузке. В этих случаях судно может находиться в доке или на плаву в порту, соответственно. Ускорения и качка не учитываются. Важное значение здесь имеют высоты воздушных труб и характеристики грузовых систем – насосов.
Давления (кПа) в любой (i-ой) точке отсека определяют по формулам:
,
(3.2.1)
,
(3.2.2)
где 
- плотность груза, топлива или балласта,
т/м3;
- координата точки (по ДП) вниз от крыши
цистерны или отсека, м;
- высота воздушной трубы над крышей
цистерны, м;
- давление, допускаемое предохранительным
клапаном, кПа.
Для цистерн вместимостью не менее 3 м3 оговариваются ограничения:
м, 
кПа - цистерны балласта и пресной воды
сухогрузов;
м, 
кПа - цистерны топлива и масла, танки
наливных судов.
При аварийном затоплении отсеков давления (кПа) на переборки
. (3.2.3)
Примеры определения давлений в разных точках корпуса даны на рис.3.2.1. В промежуточных точках используют линейную интерполяцию.
а) заполнен центральный днищевой отсек б) заполнен центральный танк
при испытаниях
при загрузке
Рис. 3.2.2 Давления при испытаниях и заполнении отсеков и танков
3.3 Давления жидких грузов с учетом ускорений и качки
В условиях качки величины ускорений (м/с2) оценивают по формуле
,
(3.3.1)
где – расчетная длина судна, но не менее 80, м;
- в сечениях носовой части судна;
- в сечениях кормовой части;
- удаления сечений от НП и КП, соответственно.
Для судов ограниченного района плавания ускорения можно уменьшить.
Давления (кПа) в любой i-ой точке полностью заполненного отсека
. (3.3.2)
Примеры определения давлений даны на рис.3.3.1.
а
)
заполнен центральный днищевой отсек
б) заполнен центральный танк
Рис. 3.3.1 Давления в полностью заполненных цистернах и танках с учетом ускорений
Давления
в полностью заполненных отсеках могут
существенно вырасти в результате крена
и дифферента судна на волнении. Расчетные
углы крена -
и дифферента -
(в радианах) определяют по формулам:
, 
, (3.3.3)
где – расчетная длина судна, но не менее 40, м,
- коэффициент района плавания в формуле
(3.1.1).
Давления (кПа) в любой i-ой точке полностью заполненного отсека
. (3.3.4)
где 
- ширина отсека, м;
- длина отсека, м.
Пример определения давлений дан на рис.3.3.2а.
Для частично заполненных отсеков в верхних углах могут возникать гидродинамические удары от слошинга, рис.3.3.2б.
а) отсек заполнен полностью б) отсек заполнен частично - слошинг
1
2
3
b
B
для
для
Рис. 3.3.2 Давления в отсеках с учетом крена, дифферента и слошинга
Сила ударов и давления зависят от размеров отсека. Если его ширина и длина , то давления (кПа) определяют по формулам:
- в верхних углах продольных стенок, (3.3.6)
- в верхних углах поперечных стенок. (3.3.7)
Давления принимают локальными и действующими на крышу и стенки с удалением от углов до 25% ширины или длины отсека, соответственно. Эти давления не влияют на давления в нижней части отсека. Пример дан на рис.3.3.2б.