Проектирование бортового набора.

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 6Следующая ⇒

В районе грузового отсека внешняя обшивка борта подкрепляется балками основного набора – шпангоутами. Рамные шпангоуты и бортовые стрингеры отсутствуют как в трюмном, так и в твиндечном помещениях.

5.3.1 Проектирование трюмных шпангоутов.

· Момент сопротивления трюмного шпангоута из условий прочности:

где m – коэффициент изгибающего момента, равен 18;

a – шпация, равна 0.75 м;

– коэффициент допустимых напряжений, равен 0.65;

– нормативный предел текучести, 301 Мпа;

Р – расчетное давление посередине пролета балки, , кПа;

67 кПа;

3.58 м – расстояние от КВЛ до расчетной точки;

l – высота трюмной части, 5.2 м;

386 см³;

;

Поправка на износ и коррозию ;

425 см³.

По моменту сопротивления из таблицы 2 выбираем симметричный профиль 2468 (h стенки=240 мм; S=8.5 мм; b бульба=71 мм; f=33.17 см²; W=442 см³).

– проверка не требуется.

Давление на уровне середины пролёта трюмного шпангоута:

кПа;

Давление на уровне середины пролёта твиндечного шпангоута (середина пролета твиндечного шпангоута находится на 1, 26 м выше уровня осадки, поэтому статического давления воды на шпангоут не будет):

28.2 кПа.

5.3.2 Проектирование твиндечных шпангоутов.

· Момент сопротивления трюмного шпангоута из условий прочности

где m – коэффициент изгибающего момента, равен 10;

– коэффициент допустимых напряжений, равен 0.65;

– нормативный предел текучести, 301 Мпа;

Р – расчетное давление посередине пролета балки, 31.5 кПа;

l – высота твиндека, 4.48 м;

217 см³;

;

Поправка на износ и коррозию ;

242 см³.

Из таблицы 1 выбираем несимметричный профиль Р20а (h стенки=200 мм; S=10 мм; b бульба=44 мм; f=27.4 см²; W=268 см³).

5.3.3 Проектирование скуловых книц.

· Размер катета книц определяется по формуле:

35.35 см,

где W – Расчетный момент сопротивления подкрепляемой балки, 425 см³;

S – толщина подкрепляемой балки, 8.5 мм.

· толщина кницы должна равняться толщине подкрепляемой балки S=8.5 мм, если длина свободной кромки кницы оказывается больше см, то свободная кромка должна иметь фланец или поясок 50 см.

Все кницы 200< C< 400 должны иметь фланец b=50 мм.

Принимаем кницу: .

Набор палубных перекрытий.

Основные балки перекрытия – продольные подпалубные балки имеют опоры на рамных бимсах и на поперечных переборках

Рамные бимсы имеют опоры на комингс-карлингсах и бортах. Комингс-карлингс опирается на рамные бимсы.

5.4.1 Проектирование продольных подпалубных балок.

· Момент сопротивления продольных подпалубных балок относительно условий прочности:

где m – коэффициент изгибающего момента, равен 12;

a – шпация, равна 0.75 м;

– коэффициент допустимых напряжений, равен 0.45;

– нормативный предел текучести, 301 Мпа;

Р – расчетное давление посередине пролета балки, , кПа;

кПа; кПа;

l = 2.25 м;

36.6 см³ < 200 см³;

;

Поправка на износ и коррозию ;

48.6 см³.

Из таблицы 1 выбираем несимметричный профиль Р12 (h стенки=120 мм; S=6.5 мм; b бульба=30 мм; f=11.2 см²; W=68 см³).

· Проверка устойчивости:

; коэффициент запаса устойчивости .

201.4 МПа – сжимающие напряжения в верхней палубе (5.1.3);

МПа.

где i – момент инерции поперечного сечения изношенной балки;

f – площадь поперечного сечения изношенной балки с присоединенным пояском, см²;

l – пролёт балки, 2.25 м;

Износ для верхней палубы сухого отсека для устойчивости равен 0, поэтому момент инерции Р12 берем из таблицы 1: i=767 см⁴.

297 МПа;

231 МПа;

МПа – устойчивость обеспечена.

5.4.2 Проектирование рамных полубимсов.

· Момент сопротивления рамного полубимса из условий прочности:

где m – коэффициент изгибающего момента, равен 10;

a – 2.25 м;

– коэффициент допустимых напряжений, равен 0.65;

– нормативный предел текучести, 301 Мпа;

Р – расчетное давление на ВП, кПа;

l – пролёт балки, 5.05 м;

460 см³.

Из таблицы 5 принимаем Т25а ( ; f_проф=29.4 см²; I=13000 см⁴; f_пояс=100 см²; W=470 см³).

где h – высота стенки балки, равна 25 см;

– надбавка за износ и коррозию, 0.14 см;

– ширина свободного пояска балки, равна 12 см;

– ширина присоединенного пояска, см;

68 см³.

528 см³.

Высота рамного полубимса должна быть в 2 раза больше высоты продольной подпалубной балки.

Из таблицы 5 принимаем Т28а ( ; f_проф=34 см²; I=13600 см⁴; f_пояс=100 см²; W=560 см³).

· Момент инерции рамного полубимса:

где l – прогон рамного бимса меж опорами, равен 4.5 м;

с – расстояние между рамными бимсами, 2.25 м;

– расстояние между продольными палубными балками, 0.75 м;

– фактический момент инерции продольной подпалубной балки с присоединенным пояском, 767 см⁴ (для Р12);

, поэтому:

1.22;

0.6.

0.095.

5143 см⁴.

Фактический момент инерции балки I=13000 см⁴ > требуемого см⁴, значит жесткость обеспечена.

· Площадь стенки рамного полубимса:

где 89.1 кН;

;

– высота стенки рамного бимса, 28 см;

– надбавка за износ и коррозию, 1.44 см;

– надбавка на износ и коррозию, мм;

Т – средний срок службы судна, равен 24 года;

U – скорость коррозии борта, равна 0.12 мм/год;

171.6 МПа;

12.0 см².

см² – площадь стенки обеспечена.

5.4.3 Проектирование бимсовых книц верхней палубы.

Толщина кницы равняется толщине стенки меньшей балки S=11 мм, а катеты равняются высоте меньшей балки С=220 мм (Р22а – твиндечный шпангоут).

Принимаем кницу 11× 220× 220.

5.4.4 Проектирование комингс-карлингса верхней палубы.

где m – коэффициент изгибающего момента, равен 10;

a – ширина палубы, поддерживаема комингс-карлинсом, 7.025 м;

м.

– коэффициент допустимых напряжений, равен 0.35;

– нормативный предел текучести, 301 Мпа;

Р – расчетное давление на ВП, кПа;

l – пролёт карлингса между пилерсами, 14.25 м;

21232 см³.

см³ → 23355 см³.

Определение фактического момента сопротивления продольного комингс-карлингса определяется при помощи расчета геометрических характеристик этой рамной связи:

№	Размеры, мм	F, см²	Z, см	F∙ Z, см³	F∙ Z², см⁴	I, см⁴
	20× 300					–
	20× 500
	20× 1100
	20× 300					–
		33.2	134.3			–
	14× 1188	166.3	49.3			–
	Р18б	25.8				–
Сумма		665.3

Отстояние нейтральной оси от оси сравнения:

73.5 см;

Главный центральный момент инерции поперечного сечения:

3395095 см⁴;

Минимальный момент сопротивления комингс-карлингса:

39260 см³;

см³, значит прочность обеспечена.

5.4.5 Проектирование полубимсов нижней палубы.

· Момент сопротивления полубимсов нижней палубы относительно условий прочности:

где m – коэффициент изгибающего момента, равен 10;

a – шпация, равна 0.75 м;

– коэффициент допустимых напряжений, равен 0.65;

– нормативный предел текучести, 301 Мпа;

Р – расчетное давление на нижнюю палубу от груза, 53.5 кПа;

l – расстояние от комингс-карлингса до борта, 5.05 м;

523 см³ > 200 см³;

;

Поправка на износ и коррозию ;

581 см³.

По моменту сопротивления из таблицы 2 выбираем симметричный профиль 27812 (h стенки=270 мм; S=12 мм; b бульба=82 мм; f=48.33 см²; W=660 см³).

5.4.6 Проектирование бимсовых книц нижней палубы.

· Размер катета кницы определяется по формуле:

31.8 см,

где W – Расчетный момент сопротивления трюмного шпангоута, 425 см³;

S – толщина подкрепляемой балки, 10.5 мм.

· толщина кницы должна равняться толщине подкрепляемой балки S=10.5 мм, если длина свободной кромки кницы оказывается больше см, то свободная кромка должна иметь фланец или поясок см.