3.5 Расчёт бортового перекрытия

Подбор продольных рёбер жесткости по борту.

Момент сопротивления поперечного сечения должен быть не менее:

W_вх. = W'ω_к , где W' – момент сопротивления рассматриваемой балки без учета запаса на износ, см³, определяется по формуле:

где Q = pal – поперечная нагрузка на рассматриваемую балку, кН;

ω_к = 1 + α_к∆s - множитель, учитывающий поправку на износ,

где α_к = 0,07 + 6/W' ≤ 0,25 при W' < 200 см³;

α_к = (1/0,15)(0,01+1/W') при W' ≥ 200 см³.

m = 12; k_σ = 0,65; σ_n = 235 МПа; Р = 69,29 кПа;

l – расчетный пролет балки, м: l = 1,8 м; а = 0,5 м:

Q = pal = 70,8 кН;

α_к = 0,07 + 6/W' = 0,16;

ω_к = 1 + α_к∆s = 1,386;

W_вх. = W'ω_к = 95,7 см³.

Находим площадь поперечного сечения ребер жесткости по формуле:

f = С_wW_вх.^2/3 , где С_w = 0,64;

f = 13,39 см².

Ширина присоединенного пояска:

b = l / 6 = 1,8/6 = 0,30 м = 30 см;

b = 0,6 м = 60 см;

Выбираем меньшее: b = 30 см.

Далее по сортаменту находим: f_сорт. = 17,96 см² (f_сорт ≥ f); i₀ = 468,0 см⁴;

y₀ = 9,95 см; b = 30 см; h = 16 см; t_п = 1,2 см;

Проверка:

= 1801,6 см⁴;

= 13,09 см;

; W=137,7 см³.

Условие W ≥ W_вх. Выполняется, т.к. 137,7 см³ ≥ 95,7 см³, значит принимаем несимметричный полособульб № 16а.

Подбор продольных рёбер жесткости по 2 борту.

m = 10; k_σ = 0,75; σ_n = 235 МПа; Р = 78,71 кПа;

l – расчетный пролет балки, м: l = 1,8 м; а = 0,5 м:

Q = pal = 70,8 кН;

α_к = 0,07 + 6/W' = 0,15;

ω_к = 1 + α_к∆s = 1,37;

W_вх. = W'ω_к = 98,9 см³.

Находим площадь поперечного сечения ребер жесткости по формуле:

f = С_wW_вх.^2/3 , где С_w = 0,64

f = 13,69 см².

Ширина присоединенного пояска:

b = l / 6 = 1,8/6 = 0,30 м = 30 см;

b = 0,5 м = 50 см;

Выбираем меньшее: b = 30 см.

Далее по сортаменту находим: f_сорт. = 17,96 см² (f_сорт ≥ f); i₀ = 468,0 см⁴;

y₀ = 9,95 см; b = 30 см; h = 16 см; t_п = 1 см;

Проверка:

= 1694,8 см⁴;

= 12,59 см;

; W=134,7 см³.

Условие W ≥ W_вх. Выполняется, т.к. 134,7 см³ ≥ 98,9 см³, значит принимаем несимметричный полособульб № 16а.

Подбор рамных шпангоутов.

Так как по заданию судно танкер, а высота борта Н= 9,4 м, сделаем распределение по высоте борта , второе дно 1,4 м, трюм 8,0 м. Длина стенки шпангоута равна ширине двойного борта, присоединённым пояском является наружный борт, свободным внутренний борт.

Момент сопротивления поперечного сечения должен быть не менее:

W_вх. = W'ω_к , где W' – момент сопротивления рассматриваемой балки без учета запаса на износ, см³, определяется по формуле:

где Q = pal – поперечная нагрузка на рассматриваемую балку, кН;

ω_к = 1 + α_к∆s - множитель, учитывающий поправку на износ,

где α_к = 0,07 + 6/W' ≤ 0,25 при W' < 200 см³;

α_к = (1/0,15)(0,01+1/W') при W' ≥ 200 см³.

m = 11; k_σ = 0,65; σ_n = 235 МПа; Р = 69,29 кПа;

l – пролет шпангоута, м: l = 8,0 м; а = 1,8 м:

Q = pal = 69,29·1,8·8,0 = 997,8 кН;

0,07;

ω_к = 1 + α_к∆s = 1,16;

W_вх. = W'ω_к = 5526,7 см³.

Требования для площади стенки.

Площадь поперечного сечения стенки рамного шпангоута должна быть не менее определяемой по формуле:

где - максимальное значение перерезывающей силы.

– расчётный нормальный предел текучести по касательным напряжением.

к_τ= 0,65 - коэффициент допускаемых касательных напряжений.

f = 57,28 см².

Рисунок 3.6 – Профиль расчетной балки

Таблица 3.1 – подбор рамных шпангоутов

Название	Размеры	Площадь	Zi	Fi·Zi	Fi·Zi2	i0
1. Св. поясок	1,8·30	54,0	77,5	4185,0	324337,5	14,6
2. Стенка	1,4·76	106,4	38,6	4107,0	158531,7	51213,9
3. Пр. поясок	1,2·133	159,6	0,0	0,0	0,0	19,2
		320		8292,0	534116,8
		А		В	С

l = В/А – отстояние нейтральной оси; l =25,9 см;

I=С-В²/А – момент инерции балки относительно нейтральной оси;

I=319248,3 см⁴;

- момент сопротивления балки с присоединенным пояском. (3.111)

W=6082,4 см³.

Условие W ≥ W_вх. Выполняется, т.к. 6082,4 см³ ≥ 5526,7 см³.

Принимаем:

стенка: S = 14 (мм); h = 760 (мм);

свободный поясок: S = 18 (мм); h = 300 (мм).

Рисунок 3.7 – Расчет бортового перекрытия