Вопросы для повторения

1. По каким признакам классифицируют фундаменты?

2. Какие требования предъявляют к фундаментам?

3. Расскажите о нагрузках, действующих на фундаменты.

4. Особенности конструкции фундаментов под главные механизмы, котлы и вспомогательные механизмы.

Глава 15. Расчет местной прочности основных перекрытий корпуса судна § 56. Характеристика расчетных нагрузок и норм местной прочности

Под местной прочностью понимается способность перекрытий или конструктивных элементов судового корпуса воспринимать действие нагрузок без повреждений.

Расчет местной прочности по Нормам прочности обязательно выполняется для судов, не регламентируемых Правилами Регистра СССР. Размеры связей для таких судов выбирают расчетным путем. В расчетах местной прочности одни перекрытия рассматривают изолированно от других, а их взаимодействие учитывают приближенно, задавая определенные условия заделки балок перекрытия. Для расчета пластин, стержней, рам и перекрытий следует использовать стандартные методы строительной механики, основанные на гипотезах «плоских сечений» и «прямых нормалей» [13]. При этом расчетная схема должна достаточно правильно отражать принцип работы конструкции.

Как и при общем изгибе, в расчетах местной прочности учитывают нагрузки трех типов: от воздействия внешней среды (море); от воздействия груза и механизмов; особые — испытательные и оцениваемые аварийные. Нагрузки классифицируют по следующим признакам:

продолжительность действия {длительные нагрузки— время их действия соизмеримо или более времени одного рейса; кратковременные — время их действия существенно меньше времени одного рейса);

изменение во времени (постоянные нагрузки — не из^: меняются или мало изменяются во времени; переменные — значение их и направление действия изменяются во времени);

воздействие на конструкцию {статические нагрузки— время их изменения в 2,5 и более раз превышает период первого тона свободных колебаний конструкции; динамические— время изменения нагрузок соизмеримо или меньше периода первого тона свободных упругих колебаний конструкции).

Постоянные нагрузки от воздействия внешней среды, а также жидких грузов называют гидростатическими, переменные — волновыми, или гидродинамическими.

Прочность корпуса и отдельных его конструкций определяется напряжениями и деформациями, вызываемыми системой внешних нагрузок, поэтому при выборе критериев прочности необходимо установить, какие напряжения и деформации могут вызвать нарушение прочности конструкций корпуса. Опыт эксплуатации судов свидетельствует о том, что за опасные состояния можно принять нарушения целостности (трещины) и искажение формы (остаточные деформации).

При нормировании местной прочности по напряжениям учитывается характер распределения напряжений в конструкции. По этому признаку различают: распределенные напряжения, действующие в значительной части объема или площади поперечного сечения конструкции, которые могут в случае превышения ими опасного значения привести к разрушению или недопустимой деформации всей конструкции; локальные напряжения, действующие лишь в незначительной части объема или площади поперечного сечения, приводящие в случае превышения ими опасного значения только к местным деформациям, не сопровождающимся разрушениями или значительными деформациями всей конструкции. Уровень допускаемых напряжений в первом случае ниже, чем во втором.

Нормы местной прочности сформулированы в виде допускаемых напряжений при расчете в упругой области

где д и _д — допускаемые напряжения соответственно для расчетных нормальных и касательных напряжений в конструкции; _н = k_н_т— нормативный предел текучести, МПа; k_н=1/[1 + 0,16(_т/235—1)^3/2]; _т — предел текучести стали, МПа; _н = 0,57_н — нормативный предел текучести по касательным напряжениям.

Требования к устойчивости конструкций и их элементов в условиях сжатия сформулированы в виде коэффициентов запаса устойчивости k = _кр/, где _кр — критическое напряжение, определяемое с учетом отклонения от закона Гука;  — действующие напряжения сжатия.

В сечениях связей, рассчитываемых в упругой стадии, где одновременно действуют нормальные  и касательные  напряжения, эффект их суммирования может быть оценен по «приведенным» нормальным напряжениям

При нормировании допускаемых напряжений [13] учтены: степень ответственности конструкций; опасность последствий нарушения их целостности или деформирования; полнота и точность учета факторов, оказывающих влияние на оценку прочности (степень достоверности при определении расчетных нагрузок, обоснованность и точность методик расчета, влияние на прочность способа и условий постройки, опыт эксплуатации аналогичных конструкций и т. п.).

Расчеты местной прочности подразделяются на следующие этапы: определение значения и характера распределения расчетных нагрузок; вычисление расчетных напряжений (при расчете в упругой стадии) или предельных нагрузок (при расчете по предельным нагрузкам) конструкций; сопоставление расчетных напряжений с допускаемыми напряжениями.

Расчеты местной прочности выполняют для состояния конструкций с учетом износа к середине срока службы. При проверке прочности нового корпуса по строительным размерам связей толщина элементов конструкций должна быть предварительно уменьшена на величину s — запас на износ для половины проектируемого срока службы. Определяя строительную толщину связей нового корпуса, к значениям толщины, полученным в результате расчета, следует добавить s.

Моменты сопротивления и моменты инерции балок основного и рамного набора вычисляют с учетом присоединенного пояска, толщина которого равна толщине обшивки или настила. Ширину присоединенного пояска балок основного набора принимают равной меньшему из значений: b_п = l/6 или b_п = 0,5(b₁ + b₂), где l — пролет рассматриваемой балки набора между ее опорами или точками пересечений нейтральных осей; b₁ и b₂— отстояния рассматриваемой балки набора от ближайших балок того же направления, расположенных по обе стороны от нее.

Ширину присоединенного пояска рамных балок находят по формуле b_п = kb, где k — коэффициент, определяемый в зависимости от условий заделки балки и от числа балок другого направления; b = 0,5(b₁ + b₂).

Расчетные формулы нагрузок, действующих на судовые перекрытия, в расчетах местной прочности необходимо брать из Норм прочности [13].

Ниже приведена методика расчета местной прочности перекрытий в средней части судна на нагрузку, действующую со стороны моря (см. гл. 7). Коэффициенты допускаемых напряжений приведены в соответствии с Нормами прочности.