- •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
§ 53. Конструкция штевней 275
Назначение штевней. В оконечностях корпуса любого судна для соединения наружной обшивки левого и правого бортов в ДП устанавливают специальные конструкции: в носу — форштевень, в корме — ахтерштевень. Штевни необходимы также для восприятия ударных нагрузок при встрече с плавающими предметами, льдинами, при столкновении с причалами, другими судами и т. п. Ахтерштевень одно- и трехвинтовых судов служит кормовой опорой гребного вала, руля, защищает гребной винт от ударов, если корма не является открытой. 275
В нижней части на длине нескольких шпаций штевни соединяются с флорами и стыкуются с горизонтальным килем. В ДП на высоте флоров штевни подкрепляются вертикальными браке-тами. По высоте корпуса бортовые стрингеры, палубы, платформы также соединяются со штевнями. Таким образом, штевни являются органическим элементом конструкции соответствующей оконечности. 276
Форма и конструкция штевней. Форма штевней соответствует обводам корпуса и зависит от типа и назначения судна. В носу обычных судов форштевень делают наклонным вперед на 15—30° к вертикали, чтобы в случае аварийного столкновения повреждения были меньшими и только в надводной части корпуса. Наклонный нос вместе с развалом шпангоутов улучшает мореходные качества, увеличивает площадь палуб, при отдаче якоря он меньше касается обшивки. В нижней части форштевня предусматривают плавные обводы. У ледоколов делают форштевень со сломом над КВЛ для наползания на ледяное поле и разрушения его массой носовой оконечности. 276
В последние годы на обычных судах распространение получил бульбовый нос, позволяющий немного (до 0,2 уз) увеличить скорость или соответственно уменьшить мощность. 276
По способу изготовления штевни могут быть сварными, ли-тосварными и литыми. По конструкции сечения их разделяют на брусковые (прямоугольного или круглого сечения), листовые и профильные (простые и сложные)—рис. 13.6. Собственно форштевень для 276
276
276
Рис. 13.6. Конструкции форштевней: а, б, в — брусковые; г — листовой; д — профильный сложный. 276
Рис. 13.7. Брусковый форштевень круглого сечения. 276
удобства сборки соединяют с параллельными ему листами бортовой обшивки, с которыми уже стыкуются поясья наружной обшивки. 276
Конструкция брускового форштевня круглого сечения показана на рис. 13.7. Для обеспечения прочности в конструкцию форштевня введены в ДП вертикальное ребро с пояском и ряд поперечных ребер на расстоянии одни от других не более 1 м ниже ГВЛ и не более 1,5 м выше ГВЛ. Положение поперечных ребер согласовывается с бортовыми стрингерами и платформами. Стрингеры левого и правого бортов соединяются между собой горизонтальной бракетой — брештуком. 277
Чтобы уменьшить объем повреждений в случае столкновения с другим судном, брусковый форштевень в верхней части корпуса заменяют листовым. Листовой форштевень также- может иметь вертикальное ребро и обязательно поперечные бра-кеты, перекрывающие стыковые соединения форштевня с поясья-ми наружной обшивки. По длине бракеты доводятся до ближайших шпангоутов и привариваются к ним. 277
В кормовой оконечности наружная обшивка и набор корпуса заканчиваются на ахтерштевне. Вследствие разнообразия обводов кормовой оконечности, типов рулей и выполняемых функций ахтерштевни имеют различную сложную форму и конструкцию. На одновинтовых судах с обыкновенным рулем ахтерштевень представляет собой замкнутую раму (рис. 13.8). 277
Передняя (носовая) часть ахтерштевня, называемая старн-постом, служит концевой опорой гребного вала. На ней закрепляют кормовой 277
конец дейдвудной трубы, через которую проходит гребной вал в ахтерпике. На старнпосте соединяется также нижняя часть бортовой обшивки. Кормовая часть ахтерштевня (рудерпост) служит для подвешивания на петлях руля. Дополнительно руль имеет опору на кормовом выступе (пятке) нижней горизонтальной части, называемой подошвой, простирающейся также в нос от старнпоста, где она соединяется с горизонтальным килем и не менее чем с тремя флорами. Половина горизонтальных сил, приходящихся на руль при его перекладке, передается в виде горизонтальной силы на подошву ахтерштевня. Поэтому она должна быть достаточно прочной и при 277
277
Рис. 13.8. Литосварной ахтерштевень. 277
1 — старнпост; 2 — яблоко; 3 — подошва; 4 — пятка; 5 — рудерпост; 6 — петля; 7 — дуга; 8 — рог. 277
278
Рис. 13.9. Конструкция ахтерштевня нефтеналивного судна с неповоротной насадкой для гребного винта: а и б—продольное и поперечное сечения.II—IV—платформы. 278
279
горизонтальном ее изгибе. Верхняя часть рамы ахтерштевня называется дугой. Она служит для присоединения к наружной обшивке корпуса. С целью более надежного соединения с корпусом внутрь его проходит верхняя часть рудерпоста, которая приваривается к специальному транцевому флору по всей его высоте. На судах длиной более 90 м подобный вертикальный выступ (рог) имеет и старнпост для соединения с дополнительным транцевым флором. 279
Чтобы дейдвудную трубу закрепить в старнпосте, в нем на уровне линии гребного вала делают утолщение (яблоко) со сквозным отверстием для выхода вала. Гребной винт размещают внутри рамы (в окне) ахтерштевня с определенными минимально допустимыми зазорами между его частями и винтом. 279
Для повышения эффективности винторулевого комплекса ряд судов имеет в корме неповоротную насадку в виде профилированной кольцевой обечайки с горизонтальной осью по линии вала. Верхняя часть обечайки закреплена в кормовом подзоре корпуса, а нижняя — на подошве ахтерштевня (рис. 13.9, а и б). Внутри насадки или в корму от нее размещают гребной винт. Установка насадки повышает кпд винта, создает дополнительный упор, улучшает пропульсивные качества судна и т. п. В результате скорость судна может увеличиться на 0,3—0,4 уз при экономии топлива. 279
Многие современные суда имеют так называемую открытую корму и полубалансирный руль, укрепленный на специальном кронштейне (рис. 13.10). У ахтерштевня этих судов нет рудерпоста и задней части подошвы (если отсутствует насадка). Эффективность винторулевого комплекса у судов с открытой кормой также повышается. Наиболее простую конструкцию ахтер-штевня имеют двухвальные суда, но для поддержки их боковых гребных валов необходимо предусматривать специальные кронштейны, жестко присоединяемые к корпусу. 280
1. Какие нагрузки действуют на носовую оконечность? 280
2. Назовите особенности конструкции носовой оконечности. 280
3. Какие факторы оказывают влияние на конструкцию кормовой оконечности? 280
4. Назначение и особенности конструкции форштевней и ахтерштевней. 280
