1.2 Рекомендации по организации выполнения

дипломного проекта

До начала проектирования целесообразно изучить особенности конструкции заданного судна и получить необходимые консультации у руководителя проектирования и консультантов.

Рекомендуется следующая последовательность работы: выполнить общую компоновку корпуса; принять шпацию и чередование связей по длине судна; выполнить расстановку продольного набора; определить минимальные толщины обшивки и размеры связей корпуса (для средней части, МО и оконечностей); разработать эскиз конструктивного мидель-шпангоута (на миллиметровой бумаге формата А3); начертить чертеж «Конструктивный мидель-шпангоут» с изображением выносных элементов (узлов); разработать черновик конструктивного чертежа корпуса (на миллиметровой бумаге формата А2×3 или А2×4); начертить «Конструктивный чертеж корпуса» с изображением таблицы набора средней части; оформить пояснительную записку.

Ориентировочная трудоемкость основных этапов работ: компоновка корпуса, определение шпации и чередования связей – 5%; определение минимальных толщин и размеров связей корпуса – 20%; разработка эскиза конструктивного мидель-шпангоута – 15%; разработка черновика конструктивного чертежа корпуса – 15%; чертеж мидель-шпангоута – 20%; конструктивный чертеж корпуса – 20%; оформление пояснительной записки – 5%.

При защите дипломгого проекта необходимо обосновать основные принятые решения, пояснить особенности конструкции корпуса и порядок выполнения расчетов. В ответах на вопросы студент должен аргументировать правильность выбора размеров и конструктивного оформления элементов конструкции корпуса с точки зрения их прочности, эксплуатационной приспособленности, технологичности и экологической безопасности.

2 Компоновка корпуса

2.1 Выбор формы корпуса

Для железобетонных корпусов стояночных судов, как правило, принимается упрощенная форма обводов, представляющая собой прямоугольный параллелепипед с значительной цилиндрической вставкой в средней части корпуса и подзорами в оконечностях. В большинстве случаев форма корпуса принимается симметричной относительно ДП и плоскости мидель-шпангоута (рисунок 1).

Длина подзора корпуса в оконечностях принимается в пределах (5 – 10)% от длины судна L, ширина транцев – (60 – 80)% от ширины корпуса В. Подъем днища от ОП в оконечностях позволяет уменьшить буксировочное сопротивление судна, снизить ударные нагрузки от плавающих предметов и составляет (1,10 – 1,30)Т.

Скула может выполняться под углом 45^о с высотой скоса (015 – 0,40) м или прямоугольной. Наибольшее распространение получила прямоугольная скула.

Из-за большего веса железобетонного корпуса его обводы принимаются более полными по сравнению с металлическипми судами. Коэффициенты полноты принимаются: водоизмещения δ=(0,80 – 0,95); ватерлинии α=(0,83 – 0,97); миделя β=(0,98 – 1,00).

Палуба стояночных железобетонных судов обычно выполняется без седловатости и погиби бимсов. Однако, для стока воды палуба на открытых участках может иметь уклон (0,015 – 0,025)В. Под надстройкой палуба, как правило, выполняется горизонтальной.

Для небольших судов длиной до 30 м корпус выполняется в форме прямоугольного параллелепипеда без подзоров в оконечностях. Днище стоечных судов длиной более 30 м в оконечностях должно быть поднято выше грузовой ватерлинии.

Транспортные железобетонные корпуса (или спортивные яхты) для уменьшения сопротивления движению могут иметь криволинейные обводы, как у металлических или пластмассовых корпусов судов. Трудоемкость постройки при этом значительно возрастает, но опалубка позволяет создать форму обводов любой кривизны.

Выбор системы набора должен быть обоснован в зависимости от типа, класса и размеров судна с учетом необходимости обеспечения общей и местной прочности, технологичности и эксплуатационной приспособленности корпуса.

Основная конструкция корпуса железобетонных судов – наборная (поперечная, продольная, смешанная системы набора). Для небольших стоечных судов длиной до 35 м допускается безнаборная конструкция корпуса с часто расставленными поперечными переборками (рисунок 2). При этом балки набора отсутствуют, а поперечные переборки, расположенные через (2,0 – 2,5) м, являются опорами для обшивки. Обшивка испытывает значительные нагрузки и имеет большую толщину и усиленное армирование по сравнению с корпусами наборной конструкции.

В отличие от металлических корпусов, имеющих, как правило, неоднородный набор, т.е. чередующиеся холостые и рамные балки, у железобетонных корпусов размеры и конструкция продольных или поперечных балок одинаковые, т.е. применяется однородный набор. При этом балки набора достаточно массивные и имеют жесткое закрепление по концам.

Продольная система набора (рисунок 3) характеризуется наличием часто поставленных (через 1,2 – 1,5 м) продольных балок (стрингеров) по днищу, бортам и палубе и мощных шпангоутных рам или поперечных переборок, расположенных через (3 – 5) м. Балки продольных и поперечных переборок устанавливаются в плоскости соответствующего набора корпуса (горизонтально или вертикально). Поперечные переборки установлены в районе бортовых отсеков, в средней части корпуса установлены шпангоутные рамы.

Продольная система набора применяется для корпусов железобетонных судов длиной 65 м и более, испытывающих значительный продольный изгиб. Недостатками продольной системы набора являются пониженная местная прочность бортов и большая трудоемкость постройки вследствие значительного количества переборок и пересечений балок набора.

Поперечная система набора (рисунок 4) характеризуется наличием одинаковых шпангоутных рам, расположенных по длине судна через (1,1 – 1,5) м. Корпус при этом имеет, как правило, две продольные переборки, являющиеся опорами для шпангоутных рам. Для поперечной системы набора характерно более мощной обшивки корпуса, чем при продольной системе, поскольку обшивка обеспечивает восприятие общего и местного изгиба.

Достоинствами поперечной системы набора являются: большая общая поперечная прочность корпуса и местная прочность обшивки, технологичность и простота конструкции, особенно при монолитной постройке.

Поперечная система набора применяется для железобетонных судов длиной (45 – 65) м, а также при необходимости оборудования больших отсеков в корпусе.

При смешанной системе набора (рисунок 5) корпус железобетонного судна имеет продольную систему по палубе и днищу и поперечную – по бортам. Расстояние между стрингерами по палубе и днищу составляет (1,1 – 1,5) м. Такое же расстояние принимается между шпангоутными рамами у борта. Опорами для стрингеров служат поперечные переборки, установленные через (3 – 5) м.

Смешанная система набора железобетонного корпуса позволяет обеспечить высокую общую продольную и местную прочность и хорошую технологичность (особенно при секционном методе постройки) при меньшем расходе материалов. Применяется наиболее широко при постройке стоечных железобетонных корпусов длиной (35 – 65) м.

В разных частях корпуса могут использоваться различные комбинации систем набора. Так, при поперечной системе набора пиковые отсеки могут выполняться по продольной или смешанной системе набора для обеспечения более надежного подкрепления оконечностей и транцев.

Сопротивляемость железобетонной обшивки ударным нагрузкам намного ниже, чем стальной, поэтому для обеспечения непотопляемости железобетонного судна в корпусе устанавливается большое число водонепроницаемых переборок, затрудняющих использование его внутренних помещений. Расположение непроницаемых переборок в корпусе в соответствии с требованиями п.13 ПРРР [1] должно обеспечивать непотопляемость судна при затоплении каждого его отсека в отдельности для железобетонных судов длиной более 25 м, эксплуатирующихся с командой, а также каждых двух смежных отсеков, примыкающих к борту или транцу – для железобетонных судов длиной 25 м и более, эксплуатирующихся без команды.

У стоечных судов классов «Р» и «Л» переборки могут быть проницаемыми (кроме пиковых и переборок машинно-котельных отделений) в месте соединения с палубой, если при затоплении любого отсека высота надводного борта будет не менее 0,7 м.

При устройстве специальной защиты бортов и транцев (привальные брусья и отбойные устройства) вероятность получения судном пробоин снижается.

В результате анализа архитектурно-конструктивного типа судна-прототипа или условий постройки корпуса судна на судостроительном заводе в соответствии с заданием на проектирование определяются главные размерения проектируемого судна, система набора корпуса, расстановка продольных и поперечных переборок, схема компоновки корпуса.