2. Определение размеров флоров и кильсонов

4.2.1 Размеры флоров и кильсонов теплохода- площадки определяются, исходя из условия местной прочности от давления забортной воды. Флор может рассчитываться, как многопролётная балка, свободно опёртая на борта и продольные раскосные фермы, и жёстко заделанная, в силу симметрии конструкции и нагрузки, на диаметральной переборке (рис. 4.2.1).

При проектировочном расчёте допускается приближённо рассчитывать не весь флор, а отдельные его пролёты, как однопролётные балки. Крайний пролёт, ближний к борту, рекомендуется рассчитывать как балку, свободно опёртую на борт и жёстко заделанную на ближайшей к борту продольной раскосной ферме. Средние пролёты рассматриваются, как балки, жёстко заделанные на обоих концах (рис.4.2.2).

Рис.4.2.1

Интенсивность равномерно распределённой погонной нагрузки на флор определится из формулы

, кН/м

(4.2.1)

где -удельный вес воды;

- расстояние между флорами (рамная шпация), м;

T- осадка судна в полном грузу, м;

h- высота расчётной волны, м.

Рис.4.2.2

Изгибающий момент на жёстко заделанной опоре крайнего пролёта флора

,

(4.2.2)

где - длина крайнего пролёта флора.

Изгибающий момент на жёстко заделанной опоре среднего пролёта флора

,

(4.2.3)

где - длина наибольшего из средних пролётов флора.

Если , то расчётный изгибающий момент будет равен . Если , то

Минимальный момент сопротивления поперечного сечения флора определится из формулы

(4.2.4)

По величине из табл. П4 выбирается унифицированный тавровый профиль для флора теплохода-площадки. Для кильсона принимается такой же профиль.

В соответствии с Правилами Российского Речного Регистра высота вырезов в стенке балок рамного набора для прохода балок холостого набора не должна превышать 0,5 высоты рамного набора. Поэтому, высота стенки флора h (рис. П.2) должна быть не меньше двух высот продольного ребра жёсткости днища.

4.2.2 Размеры флоров и кильсонов теплохода бункерного типа и нефтеналивного танкера. Флоры и кильсоны рассматриваемых судов расположены в междудонном пространстве. Их поясами являются обшивка днища и настил второго дна. Стенки флоров и кильсонов (рис.4.2.3) состоят из полотнищ толщиной t, высотой, равной высоте двойного дна , длиной l, равной расстоянию между кильсонами, либо кильсоном и бортом, либо кильсоном и диаметральной переборкой (для флоров) или флорами (для кильсонов). Полотнища, с целью обеспечения их устойчивости, подкрепляются горизонтальными рёбрами жёсткости.

Рис.4.2.3

Рёбра жёсткости располагаются друг от друга на расстоянии a, мм, равном сумме высоты облегчающего выреза и запаса на размещение сварных швов около выреза (примерно 20 мм)

Размеры элементов флора и кильсона определяются, исходя из следующих условий:

- условие эксплуатационной прочности стенки;

-условие прочности стенки на срез;

-условие устойчивости стенки;

-условие устойчивости подкрепляющих рёбер.

Условие эксплуатационной прочности стенки можно считать выполненным, если удовлетворяются требовании Российского Речного Регистра к минимальным толщинам связей. Минимальные толщины листовых конструкций в междудонном пространстве бункерного судна и в балластных отсеках под вторым дном танкера приведены в табл. П.10.

Толщина флора и кильсона должна удовлетворять условию .Величина округляется до ближайшей стандартной толщины листа.

Условие прочности стенки на срез. Стенка флора воспринимает срезывающую силу, возникающую от разности нагрузок сверху (от давления груза, если он есть) и снизу (от давления забортной воды. Балластные отсеки во втором дне при ходе судна в полном грузу не заполняются. А при балластном пробеге балласт принимается не во все отсеки. Поэтому силы тяжести балласта в данном расчёте не учитываются. Поскольку нагрузка в процессе эксплуатации судна меняется, необходимо выявить наиболее опасную комбинацию нагрузок.

Для этого рассматриваются следующие характерные случаи нагрузки:

-судно в полном грузу на вершине волны с учётом возможной недогрузки;

- судно в полном грузу на подошве волны с учётом возможной перегрузки;

-судно в балласте на вершине волны.

Интенсивность погонной равномерной нагрузки на флор бункерного судна в полном грузу на вершине волны

, кН/м,

(4.2.5)

Интенсивность погонной равномерной нагрузки на флор бункерного судна в полном грузу на подошве волны

, кН/м,

(4.2.6)

В формулах (4.1.25) и 94.1.26) приняты следующие обозначения:

-грузоподъёмность судна, кН;

-длина грузового трюма;

- относительная длина грузового трюма, определяемая по табл. 2.2.2;

-ширина грузового трюма (по чертежу), м;

-осадка в полном грузу, м;

- высота расчётной волны, м;

- расстояние между флорами, м;

-коэффициент местной неравномерности распределения 36давления груза на рамный набор на ширине грузовой площадки, определяемый по табл.4.1.2;

-удельный вес воды.

Интенсивность погонной равномерной нагрузки на флор бункерного судна в балласте на вершине волны

, кН/м,

(4.2.7)

где - осадка судна в балласте, м.

Абсолютное значение срезывающей силы на опоре флора бункерного судна (знак значения не имеет)

, кН,

(4.2.8)

где - наибольшее (по модулю) значение из величин

Необходимая по условию прочности на срез толщина стенки флора бункерного судна

(4.2.9)

Величина округляется до ближайшей стандартной толщины листа. Толщина стенки кильсона также принимается равной .

Интенсивность погонной равномерной нагрузки на флор нефтеналивного танкера в полном грузу на вершине волны

(4.2.10)

Интенсивность погонной равномерной нагрузки на флор нефтеналивного танкера в полном грузу на подошве волны

(4.2.11)

где - удельный вес нефтепродукта;

- плотность нефтепродукта, т/м³ (табл.4.1.3);

g=9,81 м/с²- ускорение силы тяжести;

- высота расширительной шахты над верхней кромкой борта, м;

-высота двойного дна в Д.П, м;

кПа – давление, на которое рассчитывается дыхательный клапан.

Интенсивность погонной равномерной нагрузки на флор нефтеналивного танкера в балласте на вершине волны

, кН/м,

(4.2.12)

Абсолютное значение срезывающей силы на опоре флора нефтеналивного танкера (знак значения не имеет)

, кН,

(4.2.13)

где - наибольшее (по модулю) значение из величин

Необходимая по условию прочности на срез толщина стенки флора нефтеналивного танкера

(4.2.14)

Величина округляется до ближайшей стандартной толщины листа. Толщина стенки кильсона также принимается равной .

Условие устойчивости стенки. По условию устойчивости толщина стенки флора, как бункерного судна, так и танкера, должна удовлетворять условию

, мм,

(4.2.15)

где m=55 для бункерных судов категорий «И» и «У»;

m=80 для бункерных судов категории «С» и танкеров категории «Н».

Величина округляется до ближайшей стандартной толщины листа. Толщина стенки кильсона также принимается равной .

Условие устойчивости подкрепляющих рёбер. По условию устойчивости радиус инерции подкрепляющих рёбер (с присоединённым пояском) флоров, как бункерного судна, так и танкера, должен удовлетворять условию

,

(4.2.16)

где - гибкость ребра;

l- наибольшее расстояние между кильсонами, либо кильсоном и продольной переборкой, м;

, МПа –модуль упругости стали;

, МПа -предел текучести материала днищевых связей.

Радиус инерции подкрепляющих рёбер (с присоединённым пояском) кильсонов бункерного судна и танкера должен удовлетворять условию

, см.

(4.2.17)

где - гибкость ребра;

-расстояние между флорами, м.

Профиль подкрепляющего ребра подбирается по таблицам П.1. П.2 или П.3 в зависимости от требуемого радиуса инерции .

Выбор толщины стенок флоров и кильсонов выполняется в табл. 4.2.1.

Таблица 4.2.1

Выбор толщины стенок флоров и кильсонов сухогрузного теплохода бункерного типа (нефтеналивного танкера)
Требуемая толщина, мм			Принятая толщина, мм (tф)
по условию эксплуатационной прочности (t1)	по условию прочности на срез (t2)	по условию устойчивости (t3)