3.5.3. Компоновка поперечного сечения танкера. Продолжение примера

Рассматриваемое наливное судно имеет двойной корпус, в диаметральной плоскости по всей длине грузовой части установлена продольная гофрированная переборка. Для судовых перекрытий в грузовой части принята продольная система набора. Днище плоское без килеватости, борта вертикальные. Соединение бортов с палубой угловое без закругления.

Погибь палубы принимаем в соответствии с рекомендациями Правил равной 0,02В = 400 мм. Радиус закругления скулы определим по формуле

R = = [21,38,17(1 – 0,98)/0,429]^0,5 = 2,8 м.

Принимаем R = 2,8 м.

Высота двойного дна по Правилам РС должна быть не менее

h_д = (L – 40)/570 + 0,04В + 3,5d/L  0,65 м;

h_д = (148,6 – 40)/570 + 0,0421,3 + 3,58,17/148,6 = 1,23 м.

По рекомендациям MARPOL эта величина не может быть менее

h_д = В/15  1 м, но не более 2 м;

h_д = 21,3/15 = 1,42 м.

Принимаем высоту двойного дна равной

h_д = 1,5 м

По рекомендациям MARPOL для танкеров дедвейтом DW  5000 минимальная ширина двойного борта не может быть менее

b_д.б = 0,5 + DWТ/20000  1 м и не более 2 м;

b_д.б = 0,5 + 15450/20000 = 1,27 м.

Принимаем ширину двойного борта

b_д.б = 1,35 м.

Для прокладки трубопроводов симметрично ДП устраиваем туннельный киль с расстоянием между стенками 1000 мм. Стенки киля будут одновременно являться опорами для продольной гофрированной переборки.

Рис. 19. Компоновочный эскиз миделевого сечения наливного судна

По правилам РС расстояние между стрингерами не может превышать 5 м. Так как расстояние между стенкой вертикального киля и продольной переборкой того борта равно

В/2 – b_т.к/2 – b_д.б = 21,3/2 – 1,0/2 – 1,35 = 8,8 м,

то по ширине судна с каждого борта устанавливаем по одному стрингеру с отстоянием от ДП равном 4,5 м. Этот случай соответствует размещению между стенкой ВК и стрингером 4 продольных балок со шпацией 0,8 м и между стрингером и продольной переборкой внутреннего борта 5 продольных балок с той же шпацией (см. рис. 19).

В качестве верхней опоры для гофрированной продольной переборки в ДП устраиваем симметрично ДП коробчатый карлингс шириной 1 м и высотой 1,8 м. В плоскости днищевого стрингера на верхней палубе устанавливаем карлингс в виде составного сварного тавра одинаковой высоты с рамными бимсами.

Рамные бимсы по ВП выполняем в виде тавров со скругленными кницами.

По высоте двойного борта устанавливаем две платформы. Нижняя платформа располагается на расстоянии 4,7 м от ОЛ (4 шпации между настилом второго дна и платформой), первая платформа на высоте 7,9 м от ОЛ (4 шпации между первой и нижней платформами). Между ВП и первой платформой устанавливаем четыре продольных балки со шпацией 0,8 м.

Эскиз сечения мидель-шпангоута приведен на рис. 19.

Размеры связей судового корпуса определяются по результатам расчетов на местную прочность при действии локальных нагрузок и проверяются на основе расчета общей прочности судна. Предварительно

4. Выбор категории и марки судостроительной стали проектируемого судна

Согласно Правилам Морского Регистра судоходства определим категорию, марку и свойства применяемой стали. Выбор стали для элементов конструкции корпуса, в том числе подверженных длительному воздействию низких температур, производится для различных групп связей, исходя из степени ответственности конструкции, расчетной температуры эксплуатации конструкции и фактической толщины конструктивных элементов. Должны быть приняты во внимание экономические факторы (стоимость материала) и весовые характеристики корпуса.

Расчетные температуры судовых конструкций выражаются через минимальную температуру окружающей среды T_А в районе эксплуатации проектируемого судна в зависимости от категории ледовых усилений. Приближенно температуру T_А можно определить в зависимости от предполагаемой ледовой категории судна, приняв ее равной (1.2.3.3):

0ºС – для судов категории Ice1 и без ледовых усилений.

-10ºС – для судов ледовой категории Ice2 и Ice3;

-30ºС – для судов ледовой категории Arc4;

-40ºС – для судов ледовых категорий от Arc5 до Arc9.

Элементы конструкции корпуса в зависимости от уровня напряженности, наличия значительной концентрации напряжений, сложности оформления и изготовления узлов, предполагаемых последствий их разрушения для безопасности судна в целом подразделены на 3 группы, по которым определяется номер группы связей в средней части корпуса (подробнее см. табл. (1.2.3.7-1):

Ширстрек, палубный стрингер, скуловой пояс, листы настила верхней палубы в углах люков, непрерывные продольные комингсы ВП – 3 группа;

Прочие поясься настила ВП, поясья обшивки днища и настила второго дна, включая горизонтальный киль; верхний пояс обшивки продольных переборок и подпалубных цистерн, продольные балки ВП, верхней части продольных переборок и днища, обшивка и набор в виде сварных балок в районе I ледовых усилений судов категорий Аrc5-Arc9 – 2 группа;

Поясья бортовой обшивки, продольных переборок, за исключением верхнего пояса, обшивка и набор в виде сварных балок в районе I ледовых усилений судов категорий Ice1-Ice3, Arc4, набор из катаного профиля судов ледового плавания всех категорий – 1 группа.

В районах судна вне средней части номер группы связей понижается на единицу.

Толщина элементов конструкций может быть определена по прототипу либо принята в учебных целях равной 15-20 мм для связей III группы и 8-15 мм для остальных связей.

С учетом этого определяем категорию стали для проектируемого судна, исходя из заданной ледовой категории судна (Ice2) и принятой толщины металла по таблицам и графикам Правил Регистра (см рис. (1.2.3.1-):

1 группа связей: –10 ^C(толщина 8-20 мм) – A; А32;

2 группа связей: А; А32;

3 группа связей: D; А32.

Исходя из возможных вариантов для всех конструкций принимаем судостроительную сталь повышенной прочности категории – А32.

Согласно Правилам Регистра данная марка стали имеет предел текучести R_еH=315 МПа. В качестве расчетных характеристик материала конструкции корпуса принимаются:

σ_n - расчетный нормативный предел текучести по нормальным напряжениям, который рассчитывается по формуле:

σ_n =235/η , МПа, где

η - коэффициент использования механических свойств стали, определяемый в таблице (1.1.4.3) Правил Регистра . η =0,78 :

σ_n =235/0,78=301 МПа .

τ_n - расчетный нормативный предел текучести по касательным напряжениям:

τ_n=0,57∙ σ_n =0,57∙301,2=172 МПа.

Химический состав и механические свойства стали.

Химический состав и механические стали повышенной прочности определяются по таблице

- раскисление – спокойная;

- состояние поставки – с термомеханической обработкой (ТМ);

Химический состав – (см. табл. 6)

Таблица 6

Химический состав в процентах (%)

Название	%	Название	%	Название	%
Cmax	0,18	Cumax	0,35	Nb	0,02-0,05
Mnmin	0,90-1,60	Crmax	0,2	V	0,05-0,1
Simax	0,5	Nimax	0,4	Timax	0,02
Pmax	0,04	Momax	0,08
Smax	0,04	Almin	0,015

- механические свойства при растяжении:

Временное сопротивление R_m, МПа 440 – 590;

Предел текучести R_ен, МПа 315;

Относительное удлинение А5, % 22;

- испытания на ударный изгиб :

t⁰ испытания, ⁰С -30⁰С;

работа удара для продольных образцов, Дж 31;

работа удара для поперечных образцов, Дж 22;

Минимальное относительное удлинение при испытаниях на растяжение стандартных образцов полной толщины от 10 до 30 мм находится в пределах (17 – 20)%.