3.6 Расчет поперечной водонепроницаемой переборки

Рисунок 29 – Поперечная водонепроницаемая переборка

Продольные и поперечные переборки устанавли­ваются как в корпусе судна, так и в его надстройках и имеют различное назначение. На транспортных судах переборки обе­спечивают непотопляемость и разделяют грузовые помещения на отсеки, в которые могут приниматься различные грузы. Непроницаемые переборки должны выдерживать давление, воды при аварийном затоплении отдельных отсеков, а при пе­ревозке жидких и навалочных грузов — инерционные давления груза при качке. Поэтому переборки должны обладать доста­точной прочностью.

3.6.1 Конструкция водонепроницаемой поперечной переборки (впп):

- ВПП состоит из поясьев, расположенных горизонтально по всей ширине трюма, верхний пояс должен быть не менее 2х метров, нижний пояс не меньше 1 го метра;

- системы набора принимаем с вертикальными стойками в сечении карлингсов и днищевых стрингеров устанавливаем рамные стойки;

- перекрестными связями являются горизонтальные рамы – шельфы, которые устанавливаются в сечении бортовых стрингеров;

- весь набор вертикальный и горизонтальный соединяют со смежными перекрытиями при помощи книц.

3.6.2 Нагрузки на водонепроницаемые переборки

Расчетное давление р, кПа, на водонепроницаемые переборки принимается рав­ным:

p = а*z_n=7,5*14,44 = 108,3кПа,

где а = 7,5 - для поперечных переборок, кроме форпиковой,

z_n – отстояние, измеренное в диаметральной плоскости, от точки приложения рас­четной нагрузки до ее верхнего уровня, м.

В любом случае расчетное давление для конструкций водонепроницаемых пере­борок должно быть не менее 12 кПа, а для конструкций форпиковой переборки не менее 16 кПа.

3.6.3 Размеры конструктивных элементов переборок - толщины листовых элементов

Толщина обшивки переборок должна быть не менее определяемой по формуле:

m = 15,8 для внутренней обшивки борта;

k = 1,2-0,5a/b, но не более 1;

k = 1,2-0,5a/b = 1,2 - 0,5 * 0,9/4,6 = 1,1, принимаем k = 1;

∆S = 0,12(24 - 12) =1,44 мм.

Толщина обшивки водонепроницаемых переборок S_min, должна быть не менее:

S_min = 4+0,02L = 4+0,02*187,5 = 7,75 мм.

Принимаем толщину переборок 12 мм.

- момент сопротивления стоек переборок должен быть не менее определяемого по формуле:

Для стоек переборок принимаем симметричный полособульб 30810 (W = 834,0 см³) по ГОСТ 9235-76.

3.8 Определение перерезывающих сил и изгибающих моментов, действующих на судно на тихой воде и при статической постановке на волну

Внешние силы, вызывающие общий изгиб корпуса судна в условиях эксплуатации, и соответствующие им изгибающие моменты определяют для двух характерных случаев: при положении судна на тихой воде и на волнении.

Расчетные суммарные изгибающие моменты в миделевом сечении можно представить как сумму момента на тихой воде и дополнительного (волнового) момента:

M_расч=M_ТВ+M_W=10+ M_W,

где ∆ - водоизмещение судна в тоннах; m - коэффициент изгибающего момента; М_W, кНм,- волновой изгибающий момент, действующий в вертикальной плоскости, в рассматриваемом поперечном сечении определяется по формулам:

вызывающий перегиб судна:

С_в = 0,67 - коэффициент общей полноты,

α = 1 - для миделевого сечения корпуса,

вызывающий прогиб судна:

Таким образом, суммарный изгибающий момент на вершине волны составляет:

Суммарный изгибающий момент на подошве волны составляет:

Расчетные моменты поперечного сечения корпуса.

Расчетный изгибающий момент, в поперечном сечении, равный максимуму абсолютной величины алгебраической суммы составляющих моментов M_sw и M_w определяется по формуле

М_т=│M_sw+M_w│= М_вв

Эквивалентный брус является геометрической моделью поперечного сечения корпуса, которая используется для проверки общей прочности судна.

В первом приближении все связи расчетного сечения считают жесткими, не теряющими устойчивость при действующих сжимающих напряжениях и работающих всей своей площадью. Потерю устойчивости связей, установленную расчетами, учитывают в расчетах эквивалентного бруса во втором и последующих приближения. В данном случае это нее требуется. Расчет ведут для половины поперечного сечения.

Расчет эквивалентного бруса в первом приближении выполняется в табличной форме (таблица 2).

Для определения I проводят ось сравнения О-О, относительно которой рассчитывают статические моменты площадей и моменты инерции всех связей расчетного сечения. Ось сравнения выбирают обычно в плоскости днища.

В таблицу заносят площади поперечных сечений всех связей расчетного сечения Fi и отстояние их центров тяжести от оси сравнения. Произведения Fi·Zi – статические моменты площадей связей, и Fi·(Zi)² – переносные моменты инерции связей также заносятся в данную таблицу. Собственные моменты инерции горизонтальных связей не учитываются в виду их малости по сравнению с суммой переносных моментов инерции. После заполнения таблицы суммируют площади связей А, статические моменты В и и переносные моменты инерции С и определяют элементы эквивалентного бруса.

Напряжения в продольных связях корпуса:

Таблица 2- Расчет эквивалентного бруса

А=ΣF=7720,77;

В= ΣF·Zi =37896;

С= ΣF·Zi²+Σi0 =479423;

Положение от нейтральной оси Zo=4,91 м;

Момент инерции I=2·(C-A·Zo²)=2·(479423-7720,77·586843^2)=586843 см³, должен быть больше

,

Момент сопротивления палубы Wо=I/(H-Zo)= 586843/(16,5-4,91)=36469 см³, должен быть не менее

_,

см³

Произведенные в табличной форме расчеты эквивалентного бруса парома показали, что возникающие в связях судового корпуса нормальные напряжения при действии суммарных изгибающих моментов при перегибе и прогибе судов не превышают допускаемых значений. Максимальные напряжения возникают в настиле палубы (143МПа) не превышают допускаемых напряжения σ_доп=163МПа, т.е. σ_max≤ σ_доп. Моменты инерции и сопротивления больше минимальных значений.

Общая продольная прочность корпуса при продольном изгибе обеспечена. Полученные в таблице значения момента сопротивления W, момента инерции I и не превышают регламентируемых Российским Морским Регистром Судоходства.

74