§ 3. Основные требования, предъявляемые к профилю балок набора

Набор судна составляет около 30 % массы стального корпуса и включает как составные сварные, так и прокатные балки, соединяемые с обшивкой. Выбор вида и размера профилей балок набора судового корпуса — сложная задача, решение которой зависит от многих факторов. При подборе профилей балок набора необходимо обеспечить: прочность и устойчивость профиля и отдельных его элементов; небольшую массу; минимальные габариты балок; удобство установки, возможность простого и надежного соединения с прилегающими конструкциями и простоту замены при ремонте; минимальную стоимость изготовления.

При подборе профилей устанавливают, какое условие для данного случая должно быть определяющим и удовлетворяться в первую очередь. Если для узлов судового корпуса определяющим условием является минимальная масса, следует уменьшить относительную толщину стенок балок (отношение толщины стенки к высоте профиля), сохранив необходимую прочность и жесткость.

Выбор формы профильного проката ограничен. Он обусловлен той номенклатурой, которую в современных условиях может дать металлургическая промышленность. Наиболее распространены в корпусостроении несимметричный и симметричный полособульбы, тавровые профили. Несимметричный поло-собульб поставляется по ГОСТ 21937—76, обеспечивает удобство установки, технологичность и простоту замены при ремонте. Кроме того, этот профиль обладает достаточными запасами на износ и коррозию.

В настоящее время широко применяется симметричный по-лособульб (ГОСТ 9235—76), момент сопротивления которого при одной и той же массе больше, чем у несимметричного полособульба. Кроме того, в случае приварки симметричных профилей менее вероятен наклон профиля. Однако вследствие более тонкой стенки у них понижено восприятие перерезывающих сил и устойчивость в собственной плоскости. Применение этого профиля рационально при высоте его более 100 мм.

В сравнении с катаными профилями отечественного сортамента составные сварные профили имеют существенные преимущества, так как позволяют выбрать оптимальные соотношения их элементов (например, снижение относительной толщины стенок профиля s_c/h, увеличение площади свободного пояска), что в значительной степени определяет рациональность профилей.

Выигрыш в массе при замене катаных полособульбов составными сварными профилями составляет от 10 до 30% [1]. Это объясняется прежде всего относительно меньшей толщиной стенок сварных профилей по сравнению с катаными, имеющими более толстые стенки.

Выбирая элементы поперечного сечения балок набора по оптимальному распределению их площадей, необходимо учитывать надбавки на коррозию. Дифференцированное распределение запасов на коррозию по элементам профиля позволяет получить дополнительную экономию в массе. К недостаткам составных сварных профилей относятся большая трудоемкость и стоимость их изготовления (резка полос, сварка, правка). Это нужно учитывать при выборе профилей для набора корпуса судна.

В связи с тем, что для проектирования судов необходимо использовать сварные балки большего размера, которые невозможно заменить катаными, разработан отраслевой стандарт ОСТ 5.9373—80 на тавры стальные сварные для морских судов.