10 Расчет устойчивости конструкции

10.1 Устойчивость настилов палубы и днища

Палуба:

Палуба находится в сжатой зоне. Действующие напряжения равны 192 МПа.

Устойчивость конструкции считается обеспеченной, если выполняется условие:

где:

k = 0,85 – коэффициент для RII;

- критические напряжения;

=1 – коэффициент, зависящий от распределения нагрузки;

=18 мм – фактическая толщина пластины;

b= 0,6 м – сторона пластины, перпендикулярная направлению действия напряжений;

Следовательно, устойчивость пластин настила палубы обеспечена.

Днище:

Действующие напряжения в сжатой зоне:

Следовательно:

Следовательно, устойчивость пластин настила днища обеспечена.

15.7.2 Устойчивость продольных ребер жесткости палубы

Эйлеровы напряжения вычисляются по формуле [2]:

i= 2200 см4 - момент инерции ребра жесткости палубы;

f=111см2 – площадь поперечного сечения ребра жесткости;

l= 3 м – длина пролета.

Критические напряжения:

Делаем вывод, что устойчивость по нормальным напряжениям обеспечена.

15.7.3 Обеспечение устойчивости бортовой обшивки по касательным напряжениям

Касательные напряжения:

,

где:

Nsw – перерезывающая сила на тихой воде в рассматриваемом сечении;

Nw – волновая вертикальная перерезывающая сила;

s – фактическая толщина бортовой обшивки;

S – фактический статический момент части рассматриваемого поперечного сечения;

I – фактически момент инерции рассматриваемого поперечного сечения.

Условие обеспечения устойчивости:

=1 – коэффициент, зависящий от распределения нагрузки;

=10 мм – фактическая толщина пластины;

b= 3 м – сторона пластины, перпендикулярная направлению действия напряжений.

Устойчивость бортовой обшивки по касательным напряжениям обеспечена.

15.7.4 Обеспечение устойчивости комингса грузового люка

Сила, действующая на 2 комингса от груза, равна:

,

где:

m = 15т – масса одного контейнера;

n = 40 – количество контейнеров на носовой крышке люка;

lk = 32,4 м – длина одного комингса;

lпр = 3м – длина пролета между бракетами;

Сила, действующая на 1 комингс от груза, равна:

Тогда напряжения сжатия равны:

s = 20мм – толщина комингса.

Эйлеровы напряжения равны:

- коэффициент отношения;

b = 3м;

a = 1,5м;

=1;

=20 мм – фактическая толщина пластины;

Следовательно:

Делаем вывод, что устойчивость комингсов грузовых люков обеспечена.

Расчет элементов комингса

Расчет ведем из условия обеспечения прочности при распределенной нагрузке от груза, равной:

,

где:

m = 15т – масса одного контейнера;

n = 40 – количество контейнеров на носовой крышке люка;

lk = 32,4 м – длина одного комингса.

Сосредоточенная сила равна:

где:

lпр = 3м.

Требуемый момент сопротивления сечения комингса:

где:

m = 18;

kσ=0,6.

Фактический момент сопротивления получим, расчитывая комингс как эквивалентный брус.

Расчет ведем в таблице 14.3 по рисунку 14.4.

Рисунок 14.4 – Схема эквивалентного бруса

Таблица 14.3

№	Наименование связи	Площадь Fi, см2	Отстояние от ОЛzi, см	Fi* zi, см3	Fi* zi2, 103см4	Iсобс, см4
1	Планширь24б	43,35	151,4	6563	993,6	60,1
2	Поясок 18*200	36	0,9	32,4	0,029	0
3	Поясок 16*200	80	5	400	2	16667
4	Комингс 20*1200	260	85	22100	1878,5	366167
	Сумма	419,4	-	29095	2874	382894

Отстояние нейтральной оси от УЛ:

Момент инерции сечения определяется по формуле: Тогда фактические моменты сопротивления планширя и нижнего присоединенного пояска равны :

Прочность обеспечена. Таким образом для комингса приняты следующие элементы:

- Планширь - №24б;

- Толщина комингса – 20мм;

- Толщина палубы – 18мм;

- Толщина одного поясья обшивки внутреннего борта – 16мм.