§ 14. Судовые перекрытия — структурные части корпуса судна

Назначение перекрытий. Судовой корпус, его надстройки, как и любое инженерное сооружение, состоят из частей, жестко, взаимно соединенных и выполняющих определенные функций. Основными структурными частями, образующими корпус судна и непосредственно воспринимающими внешние нагрузки, являются судовые перекрытия: днищевые, бортовые, палубные. Внутри корпуса судна расположены перекрытия поперечных и продольных переборок, а также платформ. Надстройки и рубки судов ограничены перекрытиями палуб, боковых и концевых стенок. Перекрытия судового корпуса, за исключением отбойных переборок и платформ, непроницаемы.

Размеры перекрытий определяются габаритами основных судовых отсеков, длина которых составляет 0,1—0,2 L. В пределах каждого отсека расположенные взаимно перпендикулярно смежные перекрытия создают по периметру жесткий опорный контур. Опорный контур перекрытий в плане чаще всего имеет прямоугольную или близкую к ней форму в средней части и трапециевидную — в оконечностях.

Мысленное расчленение корпуса судна на перекрытия представляет собой одну из возможных схем идеализации конструкции, принятую для ее проектирования или выполнения проверочных расчетов. Особенности работы перекрытий в составе корпуса судна учитываются выбором, а при необходимости и расчетным определением граничных условий. В отличие от береговых инженерных сооружений, проектируемых с разделением функций, выполняемых отдельными связями и деталями, судовые перекрытия и их конструктивные элементы одновременно выполняют несколько функций. Во-первых, перекрытия обеспечивают непроницаемость судового корпуса как плавучего сооружения. Во-вторых, кроме внешних нагрузок со стороны моря перекрытия судового корпуса воспринимают нагрузки от перевозимых грузов, работающих механизмов, судовых устройств и др. В-третьих, в составе корпуса судна перекрытия обеспечивают его работу в условиях эксплуатации как единого целого.

Конструктивные элементы судовых перекрытий. Все перекрытия корпуса судна, несмотря на некоторое различие в выполняемых функциях, подвергаются нагрузкам, действующим как по нормали к поверхности, так и в плоскости перекрытий. Поэтому конструктивными элементами перекрытий являются обшивка и л и н асти л и подкрепляющие их балки одного или двух взаимно перпендикулярных направлений. Обшивка (настил), собранная из листовой стали, обеспечивает непроницаемость перекрытия как части корпуса. Обшивка (настил) разделяется балками набора на отдельные участки, называемые пластинами.

Балки набора корпуса различают в зависимости от принадлежности к тому или иному перекрытию, от ориентации и выполняемой функции при восприятии внешних нагрузок. По ориентации они могут быть поперечными (расположенными поперек судна) и продольными (расположенными вдоль судна); по восприятию нагрузок — балками основного и рамного наборов. Балки основного набора устанавливают на расстоянии, равном шпации. Балки рамного набора — это усиленные по сравнению с балками основного набора связи перекрытия, устанавливаемые, как правило, перпендикулярно балкам основного набора и служащие для них промежуточными опорами. Положение рамных балок определяется конструктивным оформлением перекрытия (см. гл. 8—10). Конструктивные элементы судовых перекрытий показаны на рис. 3.15 и 3.18.

Судовые перекрытия могут быть одинарными или двойными. Одинарные составлены из одного листового полотнища и приваренных к нему балок набора с внутренней по отношению к корпусу стороны. Одинарными в составе корпуса служат палубные, бортовые, а на малых судах длиной до 50 м и днищевые перекрытия. Все переборки также одинарны. Двойные перекрытия, образованные двумя листовыми

Рис. 3.18. Поперечное сечение сухогрузного судна. 1 — планширь судна; 2 — стойка фальшборта; 3 — полоса ватервейса судна; 4 — рамный бимс; 5 — настил палубы; 6 — карлингс; 7 — продольная палубная балка; 8 — комингс люка; 9 — пиллерс; 10 — концевой бимс; 11 —• стойка переборки; 12 — поперечная водонепроницаемая переборка; 13 — настил второго дна; 14 — вертикальный киль; 15 — горизонтальный киль; 16 — днищевой стрингер; 17 — наружная днищевая обшивка; 18 — флор; 19 — крайний междудонный лист; 20 — скуловой киль; 21 — скуловой пояс; 22 — трюмный шпангоут; 23 — бимс; 24 — бортовая наружная обшивка; 25 — твиндечный шпангоут; 26— бимсовая кница; 27 — ширстрек; 28 — стрингерный угольник; 29 — фальшборт.

полотнищами (наружным и внутренним) и приваренными к ним балками набора, предусмотрены для повышения безопасности плавания судна, образования необходимых цистерн, для защиты внешней среды при перевозке нефти и других целей. Двойными перекрытиями являются днищевые и на ряде судов — бортовые (см. § 13). Некоторые проекты предусматривают двойные и палубные перекрытия.

Поперечные балки набора палубных перекрытий называются бимсами, бортовых — шпангоутами, днищевых — флорами. Перечисленные поперечные балки перекрытий совмещаются в поперечных сечениях корпуса судна, образуя шпангоутные рамы.

Ориентированные вдоль судна продольные балки основного набора, опирающиеся на поперечные шпангоутные рамы, именуют по месту расположения перекрытия палубными, бортовыми, днищевыми.

Рамный продольный набор в виде сварных тавровых балок или листов, подкрепленных ребрами, в палубных, бортовых и днищевых перекрытиях называется соответственно карлингсами, бортовыми и днищевыми стрингерами. Днищевой стрингер, установленный в ДП по всей длине судна или на большей его части, является вертикальным килем. Горизонтальный или наклонный лист второго дна, приваренный к наружной обшивке в районе скулы, называется крайним междудонным листом (скуловым стрингером). Вертикальные балки поперечных и продольных переборок называют стойками, горизонтальные балки основного набора — ребрами, а горизонтальные рамные балки — шельфами.

Таким образом, продольные и поперечные балки, обеспечивающие местную прочность, устойчивость, заданную форму поверхности листов обшивки (настила) и перекрытий корпуса, в своей совокупности образуют определенную систему набора рассматриваемого перекрытия. Поперечные балки перекрытий в шпангоутные рамы соединяются в узлах с помощью книц — плоских листовых деталей обычно треугольной формы. Нижнюю кницу, соединяющую шпангоут с днищевым набором, называют скуловой, а кницы, соединяющие шпангоут с набором верхней и нижних палуб, — бимсовыми. С помощью книц соединяются концы и других балок набора смежных перекрытий.