2.2 Врахування зносу і корозії в‘язей корпусу

Врахування впливу зносу і корозії на розміри в‘язей корпусу ґрунтується на нормуванні міцності в середині періоду експлуатації конструкції.

Будівельна товщина S, мм яка вимагається Правилами для листових конструкцій визначається по формулі:

S = S'+S;

S = u(T – 12), (1.1.5.1)

де: S' – товщина листа мм яка відповідає середині періоду служби судна; S – запас мм на знос і корозію;

u – середньорічне зменшення товщини вязі ммрік внаслідок зносу і корозії яке приймається відповідно до таблиці (1.1.5.2);

T – період служби конструкції роки приймається T = 24 роки; якщо T < 12 років то S = 0.

Момент опору W, см³, поперечного перерізу який вимагається Правилами для балок катаного профілю W = W'ωk. Поправка k визначається по формулі:

k = 1+ k S

де: k = 0,07+6W'  0,25 при W' < 200 см³;

k = (10,15)(0,01+1W') при W'  200см³;

W' – момент опору поперечного перерізу в середині періоду служби судна відповідно до формули (1.6.4.2);

S – запас мм на знос і корозію.

Момент опору поперечного перерізу який вимагається Правилами для складених зварних балок визначається по формулі:

W= W'+W

де: W – додаток моменту опору який розрахований збільшенням товщини елементів профілю на величину S.

Для розрахунку W можна використати формулу:

,

де: h – висота см стінки балки;

S – запас мм на знос і корозію;

b, bпп – ширина, см, вільного і приєднаного поясків балки, відповідно.

Таблиця (1.1.5.2)

№ пункту Правил	Елементи конструкції корпусу	S,мм
1.1	Настил верхньої палуби	1,2
1.2	Настил нижніх палуб і платформ	1,32
2.1.2	Зовнішня обшивка борту	2,04
3.1.4	Зовнішня обшивка дна	2,4
4.1.2	Настил другого дна в вантажному трюмі	1,8
4.1.4	Настил другого дна в машинному відділенні	2,4
4.2.2	Міждонний лист	2,4
5.1.3	Обшивка поперечних перегородок і внутрішнього борту	1,56
6.1	Поздовжні балки палуби, бімси, рамні бімси, карлінгси палуб і платформ	1,44
7.1	Поздовжні балки борту, основні і рамні шпангоути, стояки, горизонтальні рами перегородок	1,2
8.2	Вертикальний кіль, днищеві стрингери, флори, поздовжні балки днища і другого дна в відсіках подвійного дна	2,4
9.1	Обшивка і набір надбудов, рубок і фальшборту	1,2

2.3 Стійкість елементів конструкції корпусу

Стійкість поздовжніх балок основного і рамного набору, листів обшивки і настилів конструкцій корпусу в середній частині судна повинна бути забезпечена при дії стискуючих напружень від загального поздовжнього згину.

Стійкість конструкцій вважається забезпеченою, якщо виконуються умови:

,

де: – нормальні стискуючі і дотичні напруження, МПа;

k – коефіцієнт запасу по стійкості;

k = 1,0 – для пластин і поздовжніх балок рамного набору;

k = 1,1 – для поздовжніх балок основного набору.

Діючі стискуючі нормальні напруження σ_с, МПа, визначаються по формулі:

де: М_Т = |М_SW +М_W | – розрахунковий згинальний момент, кНм, для перерізу, який розглядається;

М_SW – згинальний момент, кНм, на тихій воді;

М_W – хвильовий згинальний момент, кНм;

I – момент інерції поперечного перерізу корпуса, см⁴;

z_i – відстань, м, від нейтральної осі до в’язі, яка розглядається.

Критичні напруження σ_cr, τ_cr, МПа, визначаються в залежності від ейлеревих напружень σ_е, τ_е і границі плинності матеріалу R_eH:

σ_cr = σ_е при σ_е  0,5R_eH; τ_cr = τ_е при τ_е  0,29R_eH;

σ_cr = R_eH (1 – R_eH /4σ_е) при σ_е > 0,5R_eH;

τ_cr = R_eH (0,58 – 0,08R_eH /τ_е) при τ_е > 0,29R_eH.

Ейлерові напруження σ_е, МПа, для поздовжніх балок основного набору визначаються по формулі:

, (1.6.5.4-1)

де: i – момент інерції балки, см⁴, з приєднаним пояском, який розрахований для товщини, зменшеної на величину S, таблиці (1.6.5.5-2);

f – площа поперечного перерізу балки, см², з приєднаним пояском, яка розрахована для товщини, зменшеної на величину S, таблиці (1.6.5.5-2);

l – прогін балки, м.

Ширина приєднаного пояска при розрахунку i та f може бути прийнята як відстань між балками основного набору.

Ейлерові напруження σ_е, МПа, стінок рамних балок визначаються по формулі:

, (1.6.5.4-3)

де: h_c – висота, мм, стінки рамної балки;

S_c – товщина, мм, стінки рамної балки, яка зменшена на величину S, табл.(1.6.5.5-2).

Ейлерові нормальні σ_е і дотичні τ_е напруження, МПа, листових елементів визначаються як для прямокутних пластин по формулах:

; (1.6.5.5-1)

, (1.6.5.5-2)

де: S' – фактична товщина, мм, пластини, яка зменшена на величину S, згідно таблиці (1.6.5.5-2);

n – коефіцієнт, який залежить від виду навантаження пластини і відношення сторін, таблиці (1.6.5.5-1);

b – сторона, м, пластини, яка перпендикулярна напрямку дії нормальних стискуючих напружень.

При дії на пластину дотичних напружень за b приймається менша сторона пластини, м.

Таблиця (1.6.5.5-1)

Вид навантажень	 = ab	n
	 > 1  ≤ 1
	 > 1  ≤ 1
	 > 1

В таблиці (1.6.5.5-1)  – коефіцієнт, який враховує ступінь нерівномірності стиску кромок пластин; ε = 1,3 – для пластини, яка підкріплена флорами або рамним набором; ε = 1,21 – для пластини, яка підкріплена балками кутового, симетричного штабобульбового або таврового профілю; ε =1,1 – для пластини, яка підкріплена балками штабобульбового профілю; ε = 1,05 – для пластини, яка підкріплена балками штабового профілю.

Величина ΔЅ, мм, зменшення товщини елементу конструкції при перевірці його стійкості приймається по таблиці (1.6.5.5-2).

Таблиця (1.6.5.5-2)

Конструкція	ΔЅ, мм
Приміщення для сухого навалочного вантажу. Вертикальні поверхні і поверхні, які мають нахил більше 25˚ до горизонтальної лінії, на одну сторону яких діє рідкий вантаж або баласт	0,05Ѕ (0,5  ΔЅ ≤ 1,0)
Горизонтальні поверхні і поверхні, які мають нахил менше 25˚ до горизонтальної лінії, на одну сторону яких діє рідкий вантаж або баласт. Вертикальні поверхні і поверхні, які мають нахил більше 25˚ до горизонтальної лінії, на обидві сторони яких діє рідкий вантаж або баласт	Ѕ (2  ΔЅ  3)
Горизонтальні поверхні і поверхні, які мають нахил менше 25˚ до горизонтальної лінії, на обидві сторони яких діє рідкий вантаж або баласт	0,15Ѕ (2  ΔЅ  4)

В таблиці (1.6.5.5-2) Ѕ – фактична товщина, мм, елемента конструкції, який розглядається. В інших випадках, не передбачених таблицею (1.6.5.5-2), ΔЅ=0.

Згідно формул (1.6.5.5-1) і (1.6.5.5-2), товщина пластин, виходячи з умови стійкості, повинна бути не менше:

; ,

де: n – коефіцієнт, який приймається згідно таблиці (1.6.5.5-1), а ΔЅ згідно таблиці (1.6.5.5-2).

Розміри ребер жорсткості, які підкріплюють стінки балок рамного набору, визначаються в залежності від їх напрямку:

а) момент інерції ребер жорсткості i, см⁴, паралельних вільному пояску рамної балки повинен бути не менше:

, (1.6.5.6-2)

де: a – відстань, м, між ребрами жорсткості;

S – товщина, мм, стінки рамної балки;

f – фактична площа, см², поперечного перерізу ребра жорсткості;

l – прогін, м, ребра жорсткості;

η – коефіцієнт.

б) момент інерції ребер жорсткості i, см⁴ , нормальних до вільного пояска рамної балки, повинен бути не менше:

, (1.6.5.6-1)

де: γ – коефіцієнт, який визначається по таблиці (1.6.5.6) в залежності від відношення висоти стінки рамної балки h, см, до відстані, а, см, між ребрами жорсткості;

S – фактична товщина, мм, стінки рамної балки.

_{Таблиця (1.6.5.6})

h/a	1,0 і менше	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0
γ	0,3	0,6	1,3	2,0	2,9	4,1	8,0	12,4	16,8	21,2

Проміжні значення γ визначаються лінійною інтерполяцією.