§ 59. Прочность поперечных и продольных переборок

Прочность судовых поперечных и продольных переборок рассчитывают на действие статических и динамических нагрузок. Основные расчетные нагрузки включают:

статическое давление жидкости при испытании переборок на непроницаемость, при аварийном затоплении отсеков или перевозке в отсеке жидких грузов;

инерционное давление жидких и навалочных грузов при качке;

усилия от кильблоков при постановке в док;

усилия, передаваемые днищевыми, бортовыми и палубными перекрытиями, для которых переборки служат опорным контуром;

усилия в продольных переборках от общего продольного изгиба.

Ниже рассмотрены методы расчета переборок на действие нагрузки, соответствующей давлению при аварийном затоплении отсека до палубы переборок.

Расчетное давление для конструкций водонепроницаемых переборок определяют по формуле (11.1). Пластины переборок считают жестко заделанными по всему периметру и загруженными равномерно распределенным давлением. При определении расчетного давления принимают z_п — отстояние нижней кромки пластины от палубы переборок, м. При отношении меньшей стороны пластины к ее толщине менее 60—70 (b/s < < 6070) пластину рассчитывают как абсолютно жесткую без учета цепных напряжений. Из-за большого отношения сторон (а/b > 2,0) пластину можно считать гнущейся по цилиндрической поверхности и расчет изгибающих моментов и напряжений выполнять, как для балки-полоски (см. § 9). Нормальные напряжения определяют по формуле (2.4).

При отношении b/s > 7080 пластины переборок рассчитывают как пластину конечной жесткости с учетом цепных напряжений, возникающих при изгибе, используя формулы (2.8).

Если наибольшие суммарные напряжения в опорных сечениях пластин превышают предел текучести материала обшивки переборки, то напряжения посередине пролета пластины определяют как среднее арифметическое их значений, вычисленных при = 1,0 (жесткая заделка) и  = 0 (свободная опора).

Прочность пластин переборок на действие аварийной нагрузки нормируется коэффициентом запаса по предельному состоянию.

Расчет прочности набора переборок. Расчет стоек переборок сводится к расчету однопролетных (однопалубное судно) или неразрезных многопролетных упруго заделанных по концам балок, загруженных по треугольнику или трапеции. За расчетные пролеты стоек переборок принимается полная их длина вместе с кницами по концам.

Следует всегда стремиться обеспечить условия закрепления концов стоек (особенно нижних), близкие к жесткой заделке. Это объясняется тем, что при увеличении степени заделки уменьшается пролетный момент,

Рис. 15.6. Стойка поперечной переборки сухогрузного судна: а — распределение нагрузки Q; б —упрощенная расчетная схема.

являющийся расчетным для профиля стойки. Изгибающий момент в заделке должно воспринимать сечение, усиленное кницей.

Расчетная схема стойки многопалубного судна аналогична таковой для шпангоута (рис. 15.6). Стойку рассчитывают по теореме трех моментов.

В практических расчетах стойки принимают свободно опертыми у палубы и жестко заделанными у днища (жесткая заделка должна обеспечиваться конструктивным оформлением узла). При наличии трех шельфов на наливных судах стойку иногда полагают однопролетной балкой, жестко заделанной на шельфах и загруженной по трапеции. За расчетный пролет принимают расстояние между первым и вторым шельфами, считая от днища.

Горизонтальные балки основного набора рассматривают как изолированные однопролетные балки, жестко заделанные на рамных стойках и загруженные равномерно распределенной нагрузкой. Полную нагрузку считают по формуле (15.5), где принимают: р — расчетное давление на балку, кПа [см. формулу (11.1)]; l — длина балки, м; а — расстояние между балками, м.

Раскрыв статическую неопределимость балок, определив изгибающие моменты и максимальную перерезывающую силу, находят напряжения по формулам (1.3), (1.5) и сравнивают их с допускаемыми. Коэффициент допускаемых напряжений для балок основного набора переборок равен k_ = 0,80 для переборок грузовых танков наливных судов и трюмов для водяного балласта.

Рамный набор переборок (шельфы, доковую стойку и рамные стойки) считают в составе перекрытия с учетом взаимного влияния. Коэффициенты допускаемых напряжений равны: k_ = k_  0,75 — для горизонтальных рам и рамных стоек на переборках грузовых танков и трюмов водяного балласта.