§ 41. Конструкция палубных перекрытий сухогрузных судов 221

Поперечная система набора. Конструкция палуб с поперечной системой набора состоит из балок основного набора (бимсов и полубимсов) и продольных рамных балок (карлингсов, комингсов-карлингсов), на которые опираются бимсы и полубимсы. 221

Опорными конструкциями для палубных перекрытий в целом, кроме бортов и переборок, являются концевые люковые бимсы, пиллерсы, колонны, продольные и поперечные полупереборки, консольные шпангоутные рамы в различном сочетании. Палубы с грузовыми люками чаще всего имеют концевые люковые бимсы с промежуточной опорой в ДП на пиллерсе или на стойке продольной полупереборки. При большой длине грузовых люков в качестве промежуточной опоры продольных комингсов-карлингсов могут быть установлены консольные шпангоутные рамы или поперечные полупереборки. 221

Палубы с поперечной системой набора наиболее просты и технологичны по конструкции, так как имеют минимальное количество уэлов пересечения балок и содержат малое число продольных связей (только карлингсы) с конструктивными и технологическими концентраторами при пересечении с поперечными переборками. Набор палубы в меньшей степени загромождает верхнее пространство грузовых помещений, чем при продольной системе набора. 221

Конструкции перекрытий с поперечной системой набора, как отмечалось в гл. 3, имеют два существенных недостатка: 1) низкие эйлеровы напряжения, не обеспечивающие устойчивости пластин настила ВП с обычной толщиной на судах длиной более 120—130 м; 2) уменьшенную эффективность палубы в общем изгибе судна вследствие деформации настила, обусловленной поперечной усадкой сварных швов, присоединяющих бимсы к настилу. Указанные недостатки ограничивают область применения поперечной системы набора палуб. Однако в некоторых случаях эта система набора палуб необходима: на однопалубных судах, швартующихся в море; на судах с ледовыми усилениями в границах ледового пояса. 221

Бимсы и полубимсы палуб с поперечной системой набора изготовляют из профильной стали (обычно несимметричного полособульба). Если пролеты бимсов равны или близки по размеру, то при пересечении с карлингсом они не разрезаются. Для бимсов ВП, работающих под действием вкатывающейся на ее открытую часть воды, 222

222

Рис. 10.4. Варианты (а и б) соединения бимсов (1) с карлингсом (2). 222

для обеспечения опоры достаточно непосредственно соединить стенки бимсов со стенкой карлингса (рис. 10.4, а). Чтобы предотвратить потерю устойчивости, уменьшить воздействие касательных и приведенных напряжений, в Правилах Регистра СССР предусмотрен специальный параметр, определяющий необходимость подкрепления с этой целью стенки карлингса. Обычно стенку карлингса подкрепляют вертикальным ребром, а через 3—4 шпации —бракетой (рис. 10.4,б и в). 222

Вырез в стенке карлингса для пропуска бимсов, как и в стенке других рамных балок (особенно в районах переменного нагружения балок, интенсивной вибрации), делают со скругле-нием в зоне свободного пояска бимсов. Это позволяет уменьшить вероятность появления трещин усталостного характера. Если пролеты бимсов и размеры их сечения существенно различаются, то для экономии массы бимсы могут быть разрезаны на карлингсе высотой h_к > 2,2h_б и соединены с ним при помощи двусторонних книц (рис. 10.4, г). При увеличенных нагрузках, например на грузовые палубы, или при высоте карлингса h_к  2,2/h_б разрезные бимсы приваривают к карлингсу не только кницами, но и торцовыми сечениями (рис. 10.4, д). 222

Полубимсы расположены в районе больших палубных вырезов и кроме внешней опоры на бортовом перекрытии имеют опору на продольном комингсе, который одновременно является и карлингсом. Торцовым сечением полубимс приваривают к стенке продольного комингса. Бракета трапециевидной или прямоугольной формы соединяет полубимс со свободным пояском и нижней частью стенки комингса (см. рис. 8.2). 223

Подпалубная часть продольного комингса, совпадающего с карлингсом, при пересечении с концевым бимсом ВП не разрезается. 223

При пересечении с концевым бимсом НП продольный комингс-карлингс может быть разрезан. Свободные пояски продольного комингса, концевого бимса и карлингса в углах грузовых люков соединяются с помощью расположенной в их плоскости фигурной бракеты (рис. 10.5). 223

Варианты соединения карлингса с поперечной переборкой показаны на рис. 10.6. В опорном сечении карлингса создаются большие нагрузки, поэтому стенку карлингса подкрепляют ребрами жесткости, а стойку переборки в его плоскости крепят не только кницей, но и торцовым сечением. Если карлингс разрезается на переборке, то разностенность его должна быть минимальной, а пояски должны быть срезаны «на ус». На судах длиной более 180 м карлингс при пересечении с переборкой сохраняет непрерывность. После его установки отверстие в переборке заделывают непроницаемо планками (см. рис. 10.6, б). Допустима конструкция с разрезом на переборке только поясков карлингса, которые после заведения стенки в прорезь переборки стыкуются с ней (см. рис. 10.6, в). Чтобы устранить появление трещин в обшивке переборки, целесообразно на уровне свободного пояска поставить с двух сторон карлингса горизонтальные ребра жесткости или кницы до ближайших стоек переборки. 223

Продольная система набора. Основными балками при продольной системе набора палубы являются продольные, обычно катаные, балки полособульбового профиля. Иногда в качестве палубных балок используют полосовой или другие катаные профили, удовлетворяющие требованиям устойчивости. Палубные продольные балки опираются на рамные бимсы, полубимсы (рис. 10.7), поперечные переборки. Палубные перекрытия имеют те же опорные конструкции, что и при поперечной системе набора. 223

Конструктивную непрерывность палубных продольных балок в средней части обеспечивают на длине не менее 0,6L. При пересечении с 223

224

224

Рис. 10.5. Поперечное сечение корпуса судна по концевому бимсу (а) и конструктивные разрезы (б). 224

рамными бимсами и полубимсами продольные балки не разрезают. На судах длиной L  60 м конструктивная непрерывность разрезных на поперечных переборках продольных балок обеспечивается кницами, поставленными с обеих сторон переборки в плоскости балки. Сами балки по торцам имеют плавную обрезку (рис. 10.8, а). До разработки новых Правил Регистра СССР подобная конструкция применялась на судах длиной до 180 м. 225

225

Рис. 10.6. Варианты (а—в) соединения карлингса (1) с поперечной переборкой (2). 225

На судах длиной L > 120 м предусматривают непрерывные палубные продольные балки при пересечении с переборками. Непосредственно продольные балки стыкуют вне плоскости переборок и рамных бимсов (рис. 10.8,г). Монтажный стык продольных балок отстоит от переборки на расстоянии не менее 200—300 мм. 225

Размеры и форма вырезов в стенках рамных балок для прохода балок основного набора не должны вызывать повышенной концентрации напряжений. Высота этих вырезов допускается не более 0,4—0,6 высоты рамных бимсов. В районе опор рамных балок (бимсов, полубимсов и др.) на длине полуторной высоты балки вырезы для прохода основного набора рекомендуется заделать планками, чтобы обеспечить восприятие перерезывающих сил. По этой же причине при перевозке тяжелых палубных грузов иногда необходимо утолщение стенки рамных балок в районе опор. 226

226

Рис. 10.7. Соединение палубных балок при продольной системе набора. 226

227

Рис. 10.8. Варианты (а—г) соединения палубных продольных балок с поперечной переборкой. 227

Несущую способность консольных бимсов можно повысить, если применить утолщенную бимсовую кницу. Радиус скругле-ния ее свободной кромки должен быть не менее высоты стенки бимса в опорном сечении. Стенки и пояски консольного бимса и рамного шпангоута в районе их соединения необходимо подкрепить ребрами. При пересечении с пояском рамного шпангоута поясок консольного бимса остается непрерывным до бортовой обшивки в случае применения приставной кницы или плавно переходит в поясок рамного шпангоута по свободной кромке вварной кницы. 228

Пиллерсы. Традиционными опорными конструкциями палубных перекрытий, уменьшающими массу палубного набора, являются пиллерсы. Это полые стойки круглого или различного составного сечения в зависимости от места установки. Они подвергаются не только сжатию, но и растяжению (при перевозке в трюме тяжелых грузов и прогибе днищевого перекрытия). Однако расчетным условием является работа пиллерсов на сжатие. Следовательно, необходимо обеспечить их устойчивость и прочность на сжатие. Нагрузка на пиллерсы определяется количеством груза на площади палубы, поддерживаемой данным пиллерсом. 228

Пиллерсы в твиндеках и трюмах располагают, как правило, по одной вертикальной оси и устанавливают под пересечением балок. Рамные балки в местах установки пиллерсов подкрепляют кницами (рис. 10.9). Если пиллерсы подвергаются растяжению, следует более надежно соединить их с опорными палубными и днищевыми конструкциями при помощи книц, бракет, крестовин и т. п. В случае передачи больших нагрузок (более 245 кН) во избежание жестких точек в соединении с рамными балками рекомендуется пиллерсы соединять с набором при помощи промежуточного элемента (рис. 10.10). 228

С развитием средств внутритрюмной механизации обработки грузов (в частности, при использовании автопогрузчиков) пиллерсы, установленные по углам грузовых люков, стали мешать маневрированию и сдерживать ускорение грузовых работ. Поэтому число их сократили до двух; пиллерсы установили под поперечными комингсами грузовых люков в ДП (см. рис. 10.5) и усилили консольные бимсы посередине продольных комингсов. 228