Проектные решения по металлоконструкциям

Проектирование металлоконструкций МЛБУ выполнено с учетом обеспечения:

- работоспособности и долговечности в течение всего срока эксплуатации при выбранных марках материалов;

- технологичности изготовления с выполнением основного объема сборочно-сварочных и монтажных работ в заводских условиях;

- максимальной унификации технических решений, гарантирующих высокий уровень качества и оптимальную трудоемкость изготовления;

- минимальной массы.

Элементы конструкции корпуса определены из расчетов общей прочности с учетом требований Правил РМРС и Правил ПБУ/МСП.

Металлоконструкции верхнего строения МЛБУ выполнены сварными.

Обеспечена непроницаемость наружного контура соответствующих палуб, помещений и цистерн. Испытание непроницаемости осуществляется в соответствии с ОСТ 5Р.1180-93 «Суда. Методы и нормы испытаний на непроницаемость и герметичность» и Правилами РМРС.

Конструктивные решения представлены в следующих конструкторских документах:

Мидель – шпангоут. Конструктивный чертеж.	МЛБУФ.360032.1003;
Продольный разрез. Конструктивный чертеж.	МЛБУФ.360032.1004;
Главная палуба. Конструктивный чертеж.	МЛБУФ.360032.1005;

Верхнее строение МЛБУ включает в себя:

- несущий модуль, установленный на опорное основание и жестко соединенный с ним по периметру;

- верхний корпус, расположенный на несущем модуле и представляющий собой многоярусную конструкцию из платформ, палуб, наружных и внутренних стенок;

- консольно-расположенную взлетно-посадочную площадку, опирающуюся на крышу надстройки и кронштейн;

- две площадки спасательных средств, консольно-расположенные по левому борту и в корме верхнего строения;

- барбеты кранов в количестве трех штук, расположенные по бортам и в носовой части верхнего строения;

- укрытие стеллажей труб, размещенное на верхней палубе по левому борту;

- надстройки служебных помещений, располагающиеся на верхней палубе по правому борту.

Несущий модуль

Несущий модуль представляет собой объемную конструкцию, обеспечивающую прочность и жесткость. Несущий модуль состоит из основных элементов:

- I палуба опорного основания с набором, расположенным вверх, для удобства монтажа верхнего строения с опорным основанием, и с наклонной частью по периметру, переходящей в наружную обшивку;

- несущая палуба верхнего строения с набором;

- внутренние прочные продольные и поперечные переборки, расположенные в плоскостях стенок буровой шахты;

- внутренние наборные переборки и гофрированные выгородки, цистерны в составе основного корпуса.

Несущий модуль установлен на опорное основание и опирается по периметру опорного основания и в районе буровой шахты. В местах опирания предусмотрены утолщенные листы толщиной S40 и подкрепления из стали марки (категории) РС ЕН40.

Конструкция несущего модуля представлена в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Конструктивные элементы несущего модуля

Конструкция	Пластины	Набор	Рамы
Iпалуба опорного основания	S10	18а	продольные и поперечные ^ кольцевые ^
В районе помещения контейнеров для шлама			поперечные ^ ; ^ продольные ^
Наклонная часть I палубы	S 12	18а	-
Диафрагмы в наклонной части	S8, S10	14а	-
Несущая палуба	S10	18а	Продольные и поперечные   ^ , ^

Продолжение таблицы 2.1

Конструкция	Пластины	Набор	Рамы
Внутренние прочные переборки в плоскости стенок буровой шахты	S10	14а	Продольные и поперечные  ^ , ^
Внутренние наборные переборки и выгородки, стенки цистерн	S 4, 8,10,12	14а, 16а	^ , ^

 

Верхний корпус МЛБУ

Конструкция верхнего корпуса представлена в таблице 2.2.

Таблица 2.2. – Конструктивные элементы верхнего корпуса

Конструкция	Пластины	Набор	Рамы
Главная палуба	s12	⌠16а	Поперечные ^
В районе помещения пневмотранспорта	s12	⌠16а	продольные ^ поперечные ^
I платформа	s8	⌠14а	продольные и поперечные ^
II платформа	s8, s12	⌠14а	поперечные ^ продольные ^ .
Верхняя палуба	s12	⌠16а	Поперечные  ^ , ^ продольные ^
Платформы и палубы подкреплены пиллерсами Ø168х9; Ø 299х12, а в районах больших нагрузок пиллерсами Ø 377х16; Ø 480х20.
Наружные стенки	S8	16а	рамным набором ^

Продолжение таблицы 2.2

Конструкция		Пластины	Набор		Рамы
Внутренние прочные переборки	S10, S12			16а		рамным набором ^ ,  ^ , ^ и ^ .
Внутренние второстепенные переборки	S6,S8 Гофрированные толщиной S4.			10а, 12а, 14а

 

Взлетно-посадочная площадка

Конструкция взлетно-посадочной площадки представлена в таблице 2.3.

Таблица 2.3 – Конструктивные элементы взлетно-посадочной площадки

Конструкция	Пластины	Набор	Рамы
Настил	S10	14а	^
Ферменная конструкция ВПП	Кницы S10		из труб Æ133х8, Æ168х9
Ферменная конструкция кронштейна ВПП	Кницы S10, 16		из труб Ø168х9, Ø219х8, Ø325х16.

 

Площадки спасательных средств

Спасательные площадки находятся по левому борту и в корме, за габаритами опорного основания и крепятся к верхнему строению кронштейнами с оттяжками. Спасательные площадки имеют укрытие. Кронштейны шлюпочных площадок представляют соединенные между собой двутавровые балки. Наружные стенки укрытия выполнены из гофрированного листа толщиной S4.

Конструкция площадок спасательных средств представлена в таблице 2.4.

Таблица 2.4 – Конструктивные элементы площадки спасательных средств

Конструкция	Пластины	Набор	Рамы
Настил площадок	S6	12	^
Каркас шлюпочных площадок	Кницы S16, 20
Оттяжки шлюпочных кронштейна площадок	Кницы S16, 20		из труб Ø 325х12

 

Подкрепления и фундаменты

Под все механизмы, устройства и оборудование предусматриваются необходимые фундаменты и подкрепления достаточной прочности и жесткости.

 

Прочность

Итоговые результаты выполненных расчетных проверок прочности отражены в документах:

Общая прочность верхнего строения. Расчет	МЛБУФ.360032.1001РР;
Выбор марки материала. Расчет	МЛБУФ.360032.1002РР.

Значительные действующие нагрузки от технологических запасов и их неравномерное распределение по внутреннему объёму МЛБУ потребовали применения локального увеличения обшивки несущих переборок и палуб.

 

Критерии прочности

Общие коэффициенты безопасности по напряжениям приняты в соответствии с требованиями Правил ПБУ/МСП (таблица 2.4.2.5 части II, корпус) в зависимости от расчетных режимов эксплуатации, критериев прочности и типов конструктивных элементов.

Критерий предельной прочности для режима выживания (экстремального нагружения) для основных конструктивных элементов η₁ = 0,84.

Критерий предельной прочности для режима рабочего и транспортировки для основных конструктивных элементов η₁ = 0,68.

Конкретные величины допускаемых нормальных, касательных и эквивалентных напряжений и значения коэффициентов безопасности при проверке устойчивости приведены в соответствующих разделах расчетов.

Учет коррозионного износа

В соответствии со сложившейся практикой и накопленным опытом проектирования, постройки и эксплуатации стационарных морских платформ, при выполнении расчетов прочности учтены коррозионные надбавки к толщинам настилов и набора.

В расчёте общей прочности для основных несущих конструкций корпуса верхнего строения МЛБУ, в запас прочности, принята расчётная величина коррозионного износа Δs=2мм. Для второстепенных конструкций (переборок и выгородок) принята минимальная величина коррозионного износа Δs=1мм (см. п.1.6.5 часть II Правил ПБУ/МСП).

На дальнейших этапах проектирования расчетная скорость износа для различных конструктивных элементов будет уточнена в соответствии с таблицей 1.6.3 части II, корпус Правил ПБУ/МСП и рекомендациями таблицы 1.1.5.1, части II, корпус Правил РМРС.

Расчетные нагрузки

Расчеты прочности выполнены в объеме, необходимом и достаточном для подтверждения прочности и долговечности элементов металлоконструкций при установленных критериях для расчетного режима эксплуатации, способного вызвать в конструкции опасное состояние.

Расчёт общей прочности корпуса верхнего строения МЛБУ выполнен для рабочего нагружения, т.е. на действие нагрузок от:

- собственного веса;

- веса оборудования;

- веса технологических запасов на весь период автономности (9 месяцев);

- обледенения;

- снега.

Воздействие на МЛБУ внешних экстремальных нагрузок (лёд, ветер, волны), несущественно влияет на значения действующих напряжений в конструкциях верхнего строения. В связи с этим, режим экстремального нагружения в расчёте прочности верхнего строения не рассматривается.

Постоянные нагрузки от собственной массы конструкций и оборудования и переменные рабочие нагрузки приняты по расчету нагрузки масс.

Местные условные нагрузки для проверки местной прочности перекрытий приняты в соответствии с таблицей 2.3.6 раздела 2.3 части II, корпус Правил ПБУ/ МСП.

Назначение помещения / палубы	Интенсивность давления q, кПа
Жилые помещения, палубы	4,5
Рабочие палубы	9,0
Складские помещения общего назначения	7,85ρh, но не менее 13,0
Примечание: h – высота укладки груза, м, ρ – массовая плотность груза, т/м3

 

Нагрузка от снега, согласно п.2.5.5 части IV "Остойчивость" Регистра ПБУ/МСП на единицу площади горизонтальных поверхностей, независимо от высоты для района Карского и Печорского морей принимается .

Нагрузка от обледенения, согласно п.2.5.5 части IV "Остойчивость" Регистра ПБУ/МСП на единицу площади парусности вертикальных поверхностей, принимается . Нагрузка от обледенения на единицу площади горизонтальных поверхностей принимается . Для определения нагрузки от обледенения в расчёте принят максимальный уровень моря 27м от дна
(или 14м от Iпалубы ОО) как наименее благоприятный.

Методика расчетов прочности и анализ результатов

При проверке прочности металлоконструкций верхнего строения, внутренние усилия в связях определены с использованием метода конечных элементов (МКЭ), реализованного в программном комплексе "ANSYS", что позволило при принятых схемах идеализации и выбранных внешних нагрузках получить величины внутренних усилий с высокой степенью достоверности.

Проверка прочности и устойчивости отдельных элементов конструкций выполнена по методикам, реализующим принципы сопротивления материалов и строительной механики упругих деформируемых систем.

Конечно-элементные модели включают в себя пластинчатые и стержневые элементы, нагрузки и граничные закрепления, обеспечивающие адекватное отображение работы реальной конструкции. Геометрия модели и физические свойства элементов соответствуют конструктивным чертежам, перечисленным в разделе 2.1.6.

Расчеты показали, что общая прочность и устойчивость металлоконструкций верхнего строения обеспечены в соответствии с требованиями Правил ПБУ/МСП.

 

Материал

Марки (категории) стали выбраны в соответствии с требованиями Правил ПБУ/МСП в зависимости от степени ответственности и расчетной температуры конструкции.

Подробное обоснование выбора марок (категории) используемой стали приведено в документе МЛБУФ.360032.1002РР "Выбор марки материала. Расчет".

В качестве материала корпуса применена судостроительная сталь нормальной и повышенной прочности по ГОСТ Р 52927-2008.

Специальные конструкции и конструкции, расположенные в зоне действия низких температур, выполняются, в зависимости от толщины, из стали марок РС А40, РС D40, РС Е40 и РС F40 по ГОСТ Р 52927-2008 с нормативным пределом текучести ReH=390 МПа.

Конструкции, подвергающиеся значительным нагрузкам в направлении толщины проката, будут изготовлены из зет-стали в соответствии с требованиями п.3.14 части XIII Правил РМРС.

Стальной прокат для судостроения, выпускаемый под наблюдением Российского морского регистра судоходства (ГОСТ Р 52927-2008), по химическому составу, механическим свойствам, объему и методам испытаний и технологичности соответствует стальному прокату, регламентируемому СНиП II-23-81*
(ГОСТ 27772-88).

 

12345678910Следующая ⇒

Поделиться: