Расчетные нагрузки на днищевое перекрытие судна и определение его элементов.

Конструкция днищевого перекрытия проектируемого судна должна удовлетворять требованиям согласно правилам Регистра морского судоходства:

Число днищевых стрингеров каждого борта в средней части длины для проектируемого судна принимается 3 стрингера. Для проектируемого судна принимается конструкция двойного дна с продольной системой набора.

Устанавливаем в ДП вертикальный киль, который в средней части корпуса судна остается непроницаемым и непрерывным.

Расстояние между сплошными флорами для разрабатываемого судна принимается а = 3, 4м. Между сплошными флорами по междудонному листу на каждом шпангоуте должны быть установлены бракеты, доведённые до ближайших поперечных балок днища и двойного дна и приваренных к ним. На днищевых стрингерах устанавливаем в плоскости двойного дна бракеты с одной стороны.

Расположение рёбер жёсткости по стенкам вертикального киля, стрингеров и флоров должно отвечать требованиям Правил Регистра. При продольной системе набора днищевого перекрытия по сплошным флорам должны быть установлены вертикальные рёбра жесткости в плоскости поперечных балок днища и двойного дна, доведённые до них и приваренные к ним. По непроницаемым флорам устанавливаем вертикальные рёбра жесткости на расстоянии шпации, а по стрингерам и вертикальному килю устанавливаем горизонтальные рёбра жесткости между сплошными флорами, при этом расстояние между ними не должно быть больше шпации. На проектируемом судне устанавливается следующая конструкция: одно горизонтальное ребро жёсткости по стенкам вертикального киля, а по днищевым стрингерам - два ребра.

Нагрузки на конструкцию двойного дна:

Внешнее давление на конструкцию двойного дна принимаем из нагрузок наружной обшивки днища: Р_дн. = 111, 9 кПа;

Нагрузки на конструкцию двойного дна со стороны перевозимого груза:

Р_гр. = h_гр.*ρ _гр.*g*(1+а_z/g), кПа,

где h_гр.= 6, 88;

ρ _гр.= 1, 337 м³/т;

g = 9, 81 м/с;

, м,

где принимается К_а = 0, 5;

м;

Р_гр. = 6, 8*1, 337*9, 81*(1+2, 45/9, 81) = 220 кПа.

Расчетное давление на двойное дно от балласта:

Р_б = 10*(Z_i + 2.5), кПа,

где Z_i = h_тр. = 9, 43 м;

Р_б = 10*(9, 43 + 2, 5) = 119, 3 кПа.

Испытательный напор:

Р_и.н. = 7, 5*h_и.н., кПа,

где h_и.н. = h_тр. + Δ h, м,

где Δ h – высота водонапорной трубки, принимается равной 1м.

h_и.н. = 9, 43 + 1 = 10, 43 м;

Р_и.н. = 7, 5*10, 43 = 78, 2 кПа.

Принимается нагрузка на конструкцию одинарного дна максимальную из расчетных:

P_гр = 220 кПа;

Определение размеров связей двойного дна:

Толщина стенки вертикального киля должна быть не менее по формуле:

h_ф.=1, 2м; η =0, 78; Т = 24 года; U = 0, 17 мм/г;

S_в.к.=α _к.*h*h/h_ф.* + ∆ S=21, 048мм;

α _к = 0, 03*L+8, 3=13, 2;

Δ S = U*(T – 12) =0, 17*(24 – 12) = 2, 04 мм;

Принимается S_в.к = 18 мм.

Минимальная толщина стенки вертикального киля должна быть не менее по формуле:

S_min = 0, 035*L + 6, 5= 0, 035*163, 2 + 6, 5 = 12, 2 мм;

Принимается S_min =13 мм.

Толщина стенки днищевых стрингеров должна быть не менее по формуле:

= 13, 2; h = 1, 9 м.; η = 0, 78;

мм;

Δ S = 0, 17*(24 – 12) = 2, 04 мм;

Принимается S_стр. =14 мм.

Минимальная толщина стенки днищевых стрингеров должна быть не менее по формуле:

S_min = 0, 025 *L + 5, 5 = 0, 025*163.2 + 5, 5 = 9, 58 мм;

Принимается S_min = 14 мм.

Толщина стенок сплошных флоров должна быть не менее по формуле:

К = 1, 45; а = 3, 4; η = 0, 78; Δ S = 2, 04 мм;

S_фл. = α _фл.*К*а* + Δ S = 9, 5*1, 45*3, 4* + 2, 04 = 12 мм;

α _фл.= 0, 023*L + 5, 8 = 9, 5 мм;

Принимается S_фл. = 12 мм.

Минимальная толщина стенок сплошных флоров должна быть не менее по формуле:

S_min = 0, 035*L + 5, мм =0, 035*163, 2 + 5 = 10, 7 мм;

Принимается S_min =16 мм.

Непроницаемые участки вертикального киля и стрингера должны иметь толщину не менее:

m = 15, 8; k = 1, 0; a = 0, 85; K_σ = 0, 75; σ _n =301, 3 МПа; Δ S = 2, 04 мм;

= 8, 6 мм;

Принимается S = 16 мм

Настил второго дна и междудонный лист должен быть не менее:

m = 15, 8; k = 1, 0; a = 0, 85; K_σ = 0, 8; σ _n = 301, 3 МПа;

мм;

Δ S = 0, 22*12 = 2, 64 мм;

Принимается S_п. = 9 мм.

Толщина настила 2-го дна должна быть не менее:

S_min = (0, 035*L + 5)* = (0, 05*163, 2 + 5)* = 9, 4 мм;

Принимается S_min = 12мм.

Балки основного набора по днищу должны быть определены по моменту сопротивления по формуле:

a = a₀ = 0, 85 м; l = a_р.н. = 3, 4 м; K_σ = 0, 8; σ _n = 301, 3 МПа; m = 12; Δ S =2, 64 мм;

, см³,

где Q = P*a*l, кН;

P = P_дн. = 111, 9 кПа;

= 1 + α _к Δ S = 1 + 0, 083*2, 64 = 1, 219;

, при W' < 200 см³;

, при W' ≥ 200 см³;

α _к=0, 083;

Q = 111, 9*0, 85*3, 4 = 323, 4 кН;

W`=380 см³; W = W’ * = 380*1, 219 = 463 см³;

Принимаем по таблицам судостроительного проката балки тавр 25а, с W=489 см³.

Балки настила 2го дна:

a = a₀ = 0, 85 м; l = a_р.н. = 3, 4 м; = 0, 65; σ _n = 301, 3 МПа; m = 12; Δ S =2, 64 мм;

, см³,

где Q = P*a*l, кН;

W’ = 467, 8 см³; W = 467, 8 * 1, 214 = 568 см³;

Принимаем по таблицам судостроительного проката балки тавр 28а, с W=589 см³.

Момент сопротивления вертикальных ребер жесткости по участкам вертикального киля, стрингеров, флоров должен быть не менее по формуле:

, см³,

где Q = P*a*l, кН;

P = P_дн. = 111, 9 кПа;

a = a₀ = 0, 85 м;

l = 1, 8 м;

K_σ = 0, 75;

σ _n = 301, 3 МПа;

m = 10;

= 1, 15;

Q = 111, 9*0, 85*1, 8 = 171, 2 кН;

см³;

Принимаем по таблицам судостроительного проката балок полособульб 16б.

Момент сопротивления горизонтальных ребер жесткости по флорам и стрингерам должен быть не менее по формуле:

, см³,

где Q = P*a*l, кН;

P = P_дн. = 111, 9 кПа;

a = a₀ = 0, 85 м;

l = a_р.н. = 3, 4 м;

K_σ = 0, 75;

σ _n = 301, 3 МПа;

m = 12;

= 1, 15;

Q = 111, 9*3, 4*0, 85 = 323, 4 кН;

см³;

Принимаем по таблицам судостроительного проката балок полособульб 24б.

Толщина бракет вертикального киля, стрингеров, флоров бракетно – скулового пояса должна быть не менее толщины сплошных флоров:

S_фл. = 12мм.

Элементы конструкции одинарного дна включая балки основного набора, ребра жесткости и кницы должны иметь толщину не менее:

S_min = 0, 025*L + 5, 5= 0, 025*163, 2 + 5, 5 = 9, 58 мм.;

Принимаем S_min = 12 мм.

При этом толщина вертикального киля должна быть увеличена на 1, 5 мм;

S_в.к. = S_min + 1, 5 = 6 + 1, 5 = 12, 7 мм,

Принимаем S_в.к. = 18 мм.

Длина бракет у вертикального киля и стрингеров должна быть не менее размера шпации: L_бр. = 3, 4 м.

Результаты расчетов представлены на (рис. 2.3)

Рисунок 2.3. Результаты расчетов на днищевое перекрытие