- •От авторов
- •Основные обозначения
- •Раздел I. Основы строительной механики морских судов глава 1. Изгиб и устойчивость стержней-балок и стержневых систем § 1. Изгиб статически определимых балок
- •§ 2. Подбор поперечного сечения балок
- •§ 3. Основные требования, предъявляемые к профилю балок набора
- •§ 4. Изгиб статически неопределимых балок и рам
- •§ 5. Расчет простейших перекрытий
- •§ 6. Устойчивость стержней
- •Глава 2. Изгиб и устойчивость пластин § 7. Пластины в составе судового корпуса, их размеры и характер закрепления на опорном контуре
- •§ 8. Классификация пластин
- •§ 9. Расчет абсолютно жестких пластин
- •§ 10. Расчет пластин конечной жесткости
- •§ 11. Устойчивость пластин
- •Вопросы для повторения
- •Раздел II. Проектирование конструкций корпуса морских судов глава 3. Основные понятия о конструкции корпуса § 12. Общие сведения об архитектурно-конструктивных типах судов
- •§ 13. Основные архитектурно-конструктивные типы судов
- •§ 14. Судовые перекрытия — структурные части корпуса судна
- •§ 15. Системы набора перекрытий. Шпация
- •Вопросы для повторения
- •Глава 4. Общий изгиб и общая продольная прочность судна § 16. Внешние силы, вызывающие общий изгиб судна
- •§ 17. Изгиб судна на тихой воде
- •§ 18. Изгибающие моменты на регулярном волнении
- •§ 19. Изгибающие моменты на нерегулярном волнении
- •§ 20. Требования к общей продольной прочности судна
- •§ 21. Расчет общей прочности
- •§ 22. Силы, действующие на корпус при постановке судна в док и при спуске с продольного стапеля
- •Вопросы для повторения
- •Глава 5. Технический надзор и нормирование прочности судовых конструкций § 23. Правила классификации и постройки морских судов
- •§ 24. Нормирование общей прочности корпуса судна в Правилах Регистра ссср
- •§ 25. Требования к размерам элементов конструкции корпуса
- •Вопросы для повторения
- •Глава 6. Технологичность корпусных конструкций и материалы § 26. Общие положения и принципы технологичности
- •§ 27. Технологичность деталей, узлов и секций корпуса
- •§ 28. Требования к судокорпусным сталям
- •§ 29. Выбор материала для судовых конструкций
- •Вопросы для повторения
- •Глава 7. Наружная обшивка § 30. Требования к наружной обшивке
- •§31. Конструкция наружной обшивки
- •Вопросы для повторения
- •Глава 8. Днищевые перекрытия § 32. Общая характеристика днища сухогрузных судов
- •§ 33. Конструктивные типы днища сухогрузных судов
- •§ 34. Конструкция двойного дна сухогрузных судов
- •§ 35. Особенности конструкции днища наливных и специализированных судов
- •Глава 9. Бортовые перекрытия § 36. Борт сухогрузных судов
- •§ 37. Борт наливных судов
- •§ 38. Усиление бортового набора
- •§ 39. Борт специализированных судов
- •Вопросы для повторения
- •Глава 10. Палубные перекрытия и платформы § 40. Палубы сухогрузных судов
- •§ 41. Конструкция палубных перекрытий сухогрузных судов
- •§ 42. Палуба наливных судов
- •§ 43. Палубы специализированных судов
- •§ 44. Платформы
- •Вопросы для повторения
- •Глава 11. Переборки § 45. Общая характеристика переборок
- •§ 46. Плоские непроницаемые переборки
- •§ 47. Гофрированные и легкие переборки
- •Глава 12. Надстройки, рубки, ограждения § 48. Надстройки
- •§ 49. Рубки
- •Вопросы для повторения
- •Глава 13. Оконечности и штевни корпуса судна § 51. Носовая оконечность
- •§ 52. Кормовая оконечность
- •§ 53. Конструкция штевней
- •Вопросы для повторения
- •Глава 14. Судовые фундаменты § 54. Общие требования к фундаментам
- •§ 55. Конструкция фундаментов под главные механизмы и котлы
- •Вопросы для повторения
- •Глава 15. Расчет местной прочности основных перекрытий корпуса судна § 56. Характеристика расчетных нагрузок и норм местной прочности
- •§ 57. Прочность днищевых перекрытий
- •§ 58. Прочность бортовых перекрытий
- •§ 59. Прочность поперечных и продольных переборок
- •§ 60. Прочность палубных перекрытий
- •§ 61. Примеры определения нагрузки на перекрытия корпуса сухогрузного и наливного судна
- •§ 62. Понятие об общей и местной вибрации корпуса
- •§ 63. Использование эвм при проектировании конструкций корпуса
- •Вопросы для повторения
- •Приложение Справочные данные о профильной стали
- •Список литературы
- •Предметно-тематический указатель
- •Оглавление
- •Isbn 5-7355-0132-1 1
- •Isbn 5-7355-0132-1 © Издательство «Судостроение», 1989. 1
- •Раздел I. Основы строительной механики морских судов 6
- •Глава 1. Изгиб и устойчивость стержней-балок и стержневых систем 6
- •§ 1. Изгиб статически определимых балок 6
- •§ 2. Подбор поперечного сечения балок 14
- •§ 3. Основные требования, предъявляемые к профилю балок набора 18
- •§ 4. Изгиб статически неопределимых балок и рам 20
- •1) Оба конца заделаны и не могут, следовательно, поворачиваться при изгибе балки; 20
- •2) Один конец заделан, второй свободно оперт; не может поворачиваться только сечение балки у заделки. 20
- •§ 5. Расчет простейших перекрытий 32
- •§ 6. Устойчивость стержней 35
- •1) Устойчивое, когда система, мало отклоненная от состояния равновесия под действием приложенной нагрузки, после удаления этой нагрузки, снова возвращается в состояние равновесия; 35
- •2) Неустойчивое, когда при тех же условиях система не возвращается в состояние равновесия, а стремится еще более отклониться от него; 35
- •3) Безразличное, когда при тех же условиях система не возвращается в состояние равновесия и не стремится увеличить отклонение, т. Е. Система имеет бесконечно много положений равновесия. 36
- •Глава 2. Изгиб и устойчивость пластин 39
- •§ 7. Пластины в составе судового корпуса, их размеры и характер закрепления на опорном контуре 39
- •§ 8. Классификация пластин 41
- •§ 9. Расчет абсолютно жестких пластин 42
- •§ 10. Расчет пластин конечной жесткости 48
- •§ 11. Устойчивость пластин 51
- •Раздел II. Проектирование конструкций корпуса морских судов 55
- •Глава 3. Основные понятия о конструкции корпуса 55
- •§ 12. Общие сведения об архитектурно-конструктивных типах судов 55
- •§ 13. Основные архитектурно-конструктивные типы судов 58
- •§ 14. Судовые перекрытия — структурные части корпуса судна 76
- •§ 15. Системы набора перекрытий. Шпация 79
- •Глава 4. Общий изгиб и общая продольная прочность судна 85
- •§ 16. Внешние силы, вызывающие общий изгиб судна 85
- •§ 17. Изгиб судна на тихой воде 87
- •§ 18. Изгибающие моменты на регулярном волнении 94
- •§ 19. Изгибающие моменты на нерегулярном волнении 98
- •§ 20. Требования к общей продольной прочности судна 102
- •§ 21. Расчет общей прочности 108
- •§ 22. Силы, действующие на корпус при постановке судна в док и при спуске с продольного стапеля 115
- •Глава 5. Технический надзор и нормирование прочности судовых конструкций 118
- •§ 23. Правила классификации и постройки морских судов 118
- •§ 24. Нормирование общей прочности корпуса судна в Правилах Регистра ссср 120
- •§ 25. Требования к размерам элементов конструкции корпуса 125
- •Глава 6. Технологичность корпусных конструкций и материалы 132
- •§ 26. Общие положения и принципы технологичности 132
- •§ 27. Технологичность деталей, узлов и секций корпуса 136
- •§ 28. Требования к судокорпусным сталям 138
- •§ 29. Выбор материала для судовых конструкций 140
- •Глава 7. Наружная обшивка 145
- •§ 30. Требования к наружной обшивке 145
- •§31. Конструкция наружной обшивки 149
- •Глава 8. Днищевые перекрытия 155
- •§ 32. Общая характеристика днища сухогрузных судов 155
- •§ 33. Конструктивные типы днища сухогрузных судов 162
- •§ 34. Конструкция двойного дна сухогрузных судов 169
- •§ 35. Особенности конструкции днища наливных и специализированных судов 180
- •Глава 9. Бортовые перекрытия 190
- •§ 36. Борт сухогрузных судов 190
- •§ 37. Борт наливных судов 200
- •§ 38. Усиление бортового набора 205
- •§ 39. Борт специализированных судов 210
- •Глава 10. Палубные перекрытия и платформы 213
- •§ 40. Палубы сухогрузных судов 213
- •§ 41. Конструкция палубных перекрытий сухогрузных судов 221
- •§ 42. Палуба наливных судов 228
- •§ 43. Палубы специализированных судов 233
- •§ 44. Платформы 237
- •Глава 11. Переборки 238
- •§ 45. Общая характеристика переборок 238
- •§ 46. Плоские непроницаемые переборки 243
- •§ 47. Гофрированные и легкие переборки 251
- •Глава 12. Надстройки, рубки, ограждения 257
- •§ 48. Надстройки 257
- •§ 49. Рубки 261
- •§ 50. Ограждения 265
- •Глава 13. Оконечности и штевни корпуса судна 268
- •§ 51. Носовая оконечность 268
- •§ 52. Кормовая оконечность 272
- •§ 53. Конструкция штевней 275
- •Глава 14. Судовые фундаменты 280
- •§ 54. Общие требования к фундаментам 280
- •§ 55. Конструкция фундаментов под главные механизмы и котлы 284
- •Глава 15. Расчет местной прочности основных перекрытий корпуса судна 287
- •§ 56. Характеристика расчетных нагрузок и норм местной прочности 287
- •§ 57. Прочность днищевых перекрытий 289
- •§ 58. Прочность бортовых перекрытий 292
- •§ 59. Прочность поперечных и продольных переборок 296
- •§ 60. Прочность палубных перекрытий 298
- •§ 61. Примеры определения нагрузки на перекрытия корпуса сухогрузного и наливного судна 303
- •§ 62. Понятие об общей и местной вибрации корпуса 305
- •§ 63. Использование эвм при проектировании конструкций корпуса 309
- •213 Скуловой киль 150 Скуловой пояс 147 Стрингер 78 320
§ 52. Кормовая оконечность 272
Особенности кормовой оконечности. По форме обводов и назначению кормовая оконечность полностью отличается от носовой, что учитывается при разработке ее конструкции. Во-первых, корма служит носителем винторулевого комплекса и средств управления им. Многие современные транспортные суда имеют энергетическую установку, размещенную в корме. В ряде случаев корма служит местом приема или снятия грузов при горизонтальном способе грузообработки. Корма многих добывающих судов используется для производственных целей. На ней предусматривается устройство слипа и других приспособлений. Во-вторых, специализация судов, увеличение их размеров, мощности энергетических установок, скорости обусловливают дополнительные требования к обеспечению эффективной работы винторулевого комплекса, выбору типа и геометрии обводов кормы. Многообразие функций 272
272
Рис. 13.3. Схемы набора кормовой оконечности: а — с транцевой; б — с крейсерской; в— с ледокольной кормой. 272
кормовой оконечности предопределяет большие различия в условиях работы, в форме ее обводов, в конструкции. 272
Кроме собственной вибрации кормовая оконечность подвергается вибрации, обусловленной работой движительного комплекса. При кормовом расположении МКО интенсивность вибрации возрастает. В кормовой оконечности, подверженной различным видам вибрации, частота собственных колебаний конструкции кормы может быть близка или даже совпадать с частотой возмущающих периодических сил от работы гребных винтов, энергетической установки. В этих условиях часто появляются повреждения конструкций в виде трещин в наружной обшивке, в балках набора корпуса, в переборках, а также в ахтер-штевне, кронштейнах боковых гребных валов. 272
Требования к конструкции кормы. Для уменьшения собственной вибрации и исключения резонанса кормовая оконечность должна иметь достаточную жесткость в вертикальной и горизонтальной плоскостях, что может быть обеспечено установкой дополнительных переборок, пиллерсов, раскосов или платформ. В ахтерпике одни флоры устанавливают от других на расстоянии не более 0,6 м. На одновинтовых судах флоры возвышаются над дейдвудной трубой не менее чем на 0,8 м. Вырезы во флорах для прохода дейдвудной трубы и ниже ее подкрепляют поясками или ребрами жесткости. 273
В зависимости от конструкции кормы борта корпуса в ахтерпике имеют поперечную либо продольную систему набора. На судах с крейсерской кормой предусматривают по нормали к криволинейной поверхности наружной обшивки поворотные шпангоуты (рис. 13.3,б). При транцевой корме кроме обычных шпангоутов по бортам в ахтерпике для подкрепления транца устанавливают параллельно ДП стойки-шпангоуты (рис. 13.3, а). На ледоколах в носовой и кормовой оконечностях 273
273
Рис. 13.4. Конструкция специальных приспособлений для боковых гребных валов: а — схема образования приспособлений; б — один из шпангоутов с выкружкой. 273
предпочтительна диагональная система подкрепления, когда параллельные шпангоутные полурамы размещают примерно по нормали к бортовой обшивке в районе КВЛ и под одинаковым углом к ДП (рис. 13.3, в). 274
На двух- и трехвальных судах боковые гребные валы поддерживаются отдельно установленными кронштейнами или специальными приспособлениями. В последнем случае шпангоуты имеют выкружки в районе прохода боковых гребных валов и тем большие, чем ближе они располагаются к ступице гребного винта (рис. 13.4). Наружная обшивка охватывает внешние выступы шпангоутов, образуя вместе с ними специальные приспособления гребного вала. 274
В связи с большой интенсивностью вибрации для конструкции кормовой оконечности характерно требование [17] по определению толщины наружной обшивки и размеров поддерживающих ее балок набора. Размеры конструктивных элементов вычисляют применительно к стали с пределом текучести т = 235 МПа, независимо от предела текучести фактически используемой в конструкции стали. 274
Подкрепление корпуса в МО. В районе МО имеется много источников периодических возмущающих усилий. Это главные энергети- 274
ческие установки поршневого типа, различные вспомогательные механизмы и др. Периодические силы вызывают вибрацию конструкций, ограничивающих МО, служат причиной их повреждения. В результате вибрации появляются трещины в конструкциях корпуса, нарушается работа механизмов, наблюдаются обрывы болтов, различного крепежа и т. п. Вероятность возникновения повреждений зависит также от жесткости самих конструкций в МО, наличия жестких точек в местах притыкания или окончания жестких связей, бра-кет, книц и т. п. 274
274
Рис. 13.5. Система рамных шпангоутов в МО. 274
1 — рамный шпангоут; 2 — бортовой стрингер. 274
Жесткость конструкций в МО повышают за счет увеличения толщины настила второго дна, днищевых балок, установки дополнительных связей. В частности, в районе расположения машинного фундамента сплошные флоры устанавливают на каждом шпангоуте при любой системе набора днища, а вне фундамента при продольной системе набора — на каждом втором. Под фундаментными балками дополнительно предусматривают днищевые стрингеры. Повышению жесткости днища способствует увеличение его высоты. Однако при этом не избежать уменьшения высоты двойного дна в нос и в корму от двигателя. В случае понижения высоты двойного дна, например для размещения картера двигателя или гребного вала, необходимо обеспечить надежную конструктивную перевязку участков днища, имеющих различную высоту. Для этого днищевые стрингеры, дополнительно устанавливаемые под фундаментными балками, целесообразно продолжить за переборки МО на 3—4 шпации и закрепить на сплошных флорах. На концевых поперечных переборках МО в плоскости таких стрингеров следует закрепить рамные стойки. 274
Повышение частоты собственных колебаний конструкций в районе МО до требуемого уровня обеспечивается не только увеличением жесткости днищевого перекрытия, но и усилением набора бортовых перекрытий за счет применения системы рамных шпангоутов (рис. 13.5). Рамные шпангоуты устанавливаются в плоскости флоров практически на расстоянии не более четырех шпаций и соединяются с ними при помощи книц. При продольной системе набора днища в МО расстояние между флорами составляет не более двух шпаций. В плоскости рамных шпангоутов на НП размещают рамные бимсы. Высота стенки рамных бимсов равна не менее чем половине высоты стенки шпангоута. Рамные шпангоуты и бимсы соединяют без технологических зазоров; торец шпангоута приваривают к настилу палубы, а торец бимса — к шпангоуту. 275
Бортовые стрингеры в МО проходят по всей его длине от носовой до кормовой переборки. С другой стороны этих переборок, если стрингеры не продолжаются, в плоскости стрингеров на длине двух-трех шпаций устанавливают бракеты с постепенным уменьшением их сечения. Если на поперечной переборке имеются шельфы или с обратной ее стороны устанавливают платформу, бортовые стрингеры совмещаются с ними. Шпангоуты и стойки переборки в районе пересечения с бортовыми стрингерами дополнительно закрепляют накладными планками. При определении размеров обыкновенных шпангоутов, расположенных между рамными, бортовые стрингеры в МО не считаются промежуточной опорой. 275
