![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Особенности конструктивного устройства днищевых перекрытий
Нижняя часть КС по конструкции является самой сложной по сравнению с другими его частями. Даже в разных частях судна эта конструкция воспринимает различные нагрузки, действующие на корпус как со стороны груза в трюмах и отсеках, так и со стороны внешних сил, поэтому отдельные её участки отличаются друг от друга. Кроме того, конструкция днищевого перекрытия зависит от наличия или отсутствия двойного дна. В эквивалентном брусе (см. рис. 99) днище является нижним пояском балки-корпуса. Поэтому оно наравне со скуловым поясом принимает участие в обеспечении общей прочности корпуса, зависящей от давления воды и противодавления масс самого корпуса и груза, расположенного в трюмах и на палубе. Днищевые перекрытия подразделяются на стандартные и нестандартные в зависимости от конструктивных особенностей и действующих нагрузок. Стандартные перекрытия лучше воспринимают равномерно распределённую нагрузку, их структура ближе к клетчатой, она симметрична относительно продольной и поперечной осей. В этом отношении стандартные перекрытия ближе к комбинированной системе набора, состоящей из флоров, вертикального киля и днищевых стрингеров, на которые опираются листы наружной обшивки. Однако в целях увеличения устойчивости тонких листов днища и отмеченных балок набора в конструкцию днищевого перекрытия добавляется большее количество продольных балок, которые имеют одинаковую конструкцию и концами опираются на бортовые перекрытия, создавая опорный контур днищевого перекрытия. Нестандартные перекрытия лучше воспринимают неравномерную нагрузку, характеризуемую сосредоточенными усилиями, вызванными нарушением симметрии набора вследствие размещения на днище различных фундаментов под механизмы и переборок. В этом случае система набора днища ближе к обычной продольной, которая является основной для всех транспортных судов. Для судов малого размера в днищевых перекрытиях используется поперечная система с часто поставленными флорами, вертикальным килем и одним или двумя днищевыми стрингерами. С учётом износа (коррозии) корпуса толщина обшивки днища таких судов принимается несколько большей по сравнению с толщинами других перекрытий. Следует отдельно остановиться на днищевом наборе танкера, так как он имеет некоторые особенности. Во-первых, в днищевых и палубных перекрытиях танкеров преимущество отдаётся продольной системе набора, основными элементами которой являются вертикальный киль, днищевые стрингеры, продольные рёбра жёсткости. Во-вторых, в конструкции днищевого перекрытия обязательным является наличие второго дна, которое образовано вертикальным (иногда туннельным) килем, продольными рёбрами жёсткости, роль которых выполняют продольные переборки и идущие между ними стрингеры, а также рамные флоры, размещённые друг от друга на расстоянии не более 3, 2 м. Продольные рёбра по днищу располагают на расстоянии не более 0, 9 м друг от друга. Их изготавливают сварными из полос в виде таврового профиля с высотой стенки до 0, 5‒ 0, 6 м. Для создания жёсткой конструкции днищевого перекрытия у продольных танкерных переборок рамные флоры переходят в рамные стойки, а у бортов — в рамные шпангоуты. В связях флора с продольными балками через каждые 3‒ 4 шпации делается свободный поясок для компенсации их взаимных перемещений при больших изгибах корпуса танкера на волне. Рис. 120. Расчётные схемы конструкций днищевого перекрытия при поперечной (а) и продольной (б) системах набора Для понимания физики процесса, происходящего в днищевом перекрытии при плавании судна на волне, важно знать, как работают его поперечные и продольные балки. Балки главного направления — флоры, опирающиеся на бортовые шпангоуты, из-за малой жёсткости последних считаются свободно лежащими (опёртыми) на бортах (рис. 120, а). Перекрестные балки — вертикальный киль и днищевые стрингеры — изгибаются относительно поперечных переборок, считающихся жёстко заделанными. Поэтому при расчёте прочности днища на участке меду поперечными переборками стрингеры и киль также считаются жёсткими опорами (рис. 120, б). Эффективность работы продольных перекрестных связей у днищевых перекрытий зависит от соотношения между их жёсткостями и жёсткостями балок главного направления. Так как флоры самостоятельно не работают и свободно опёрты на бортах, они не могут воспринять всей внешней нагрузки, которая действует на днищевое перекрытие со стороны воды. Поэтому вертикальный киль и стрингеры оказываются весьма эффективными перекрёстными связями, они поддерживают флоры и существенно облегчают их работу на сухогрузных судах с длиной трюма, равной 0, 8‒ 1, 4 ширины корпуса (между поперечными переборками) при реально встречающихся значениях сечений балок. В зависимости от типа, водоизмещения судна и перевозимого груза днищевое перекрытие конструктивно может быть выполнено в виде одинарного и двойного дна.
Рис. 121. Одинарное дно на малых судах: а - судно с поперечной системой набора; б - судно с продольной системой набора: 1 - наружная обшивка; 2 - флор; 3 - стрингерный угольник; 4 - полка кильсона; 5 - средний килевой лист; 6 - брусковый киль; 7 - шпангоут; 8 - деревянный настил; 9 - вертикальный киль; 10 - боковой кильсон; 11 - скуловая кница В зависимости от системы набора одинарное дно конструктивно устроено одинаково с конструкцией бортового набора: например, при продольной системе набора (см. рис. 120, б) главными являются продольные балки — вертикальный киль и кильсоны (стрингеры), которые вместе с поперечными флорами, установленными на расстоянии 1, 5‒ 2, 5 м друг от друга, образуют клетчатую структуру набора. На крупнотоннажных судах вместо слабых кильсонов ставят мощные днищевые стрингеры, выполняющие роль усиленных продольных связей. Днищевые стрингеры (кильсоны) в одинарном дне разрезаются только в местах пересечения с поперечными переборками. Вертикальный киль в одинарном дне выполняет роль основной продольной балки, которую запрещено ослаблять любыми вырезами. В местах пересечения с вертикальным килем и с продольными водонепроницаемыми переборками разрезаются только флоры. При наличии на судне двух продольных переборок в ДП вертикальный киль имеет значительную высоту с верхним пояском. Для его устойчивости в каждой шпации между рамными флорами ставят кницы с отогнутым фланцем или приварным пояском, которые доходят до ближайшего продольного ребра. На танкерах грузоподъёмностью 40‒ 50 тыс. т и больше, где высота вертикального киля и рамных флор доходит до 2 м, в их стенках делают специальные вырезы; они облегчают конструкцию и открывают доступ во все отсеки двойного дна. Продольные днищевые балки, как несущие, не разрезаются, а пропускаются через отверстия во флорах. На танкерах роль несущих элементов выполняют не днищевые стрингеры, а продольные переборки, препятствующие перемещению жидкого груза с одного борта на другой. Двойное (второе) дно используется для обеспечения непотопляемости судна при пробоинах в наружной обшивке днища и применяется на судах длиной более 61 м; при меньшей длине оно нецелесообразно ввиду малой высоты междудонного пространства (менее 0, 75 м) и недоступности его для ремонта и очистки. Протяжённость дна определяется внутренними объёмами судна, где размещаются грузы, т. е. расстоянием от форпиковой до ахтерпиковой переборки, иногда оно простирается только до носовой переборки МО. Конструктивное устройство двойного дна днищевого перекрытия (рис. 122, 123) практически мало отличается от устройства одинарного дна, в нём используются те же элементы днищевого полотнища — флоры, стрингеры и вертикальный киль; однако с внутренней стороны судна эти элементы набора накрываются вторым после днища водонепроницаемым настилом, который обладает своим набором. Таким образом, конструкция днища при наличии двойного дна несколько усложняется, но зато является самой прочной в КС. Листы настила второго дна имеют ту же толщину, что и листы наружной обшивки. К бортовой обшивке конструкция второго дна может примыкать либо горизонтально, либо с изломом (см. рис. 123) — это зависит от наличия льяла и килеватости судна. При плоском днище (отсутствии килеватости) примыкание высокого второго дна к бортовому перекрытию происходит под прямым углом (см. рис. 122, б), что способствует непотопляемости судна, так как позволяет перекрыть большую часть скулы, в районе которой наиболее вероятны пробоины и повреждения корпуса.
Рис. 122. Двойное дно: а - со сплошными и бракетными флорами; б - с днищевыми стрингерами: 1 - крайний междудонный лист (льяло); 2 - обшивка днища; 3 - сплошной флор; 4 – днищевый стрингер;? - вертикальный киль; 6 - шпангоут; 7- скуловая кница; 8 - настил двойного дна; 9 - водонепроницаемый флор; 10 - бракета
1 - вертикальный киль; 2 - горизонтальный киль; 3 - продольная балка; 4 - обшивка днища; 5 - днищевой стрингер; 6 - настил внутреннего дна; 7 - флор; 8 - междудонный наклонный лист; 9 - скуловой киль В конструкции, показанной на рис. 122, а, настил второго дна не доходит до борта и заканчивается наклонным листом — скуловым стрингером, образующим жёлоб в районе скулы, который предназначен для сбора стоков отпотевших трюмных вод. Этот жёлоб принято называть льялом. В льялах удобно размещать, не загромождая трюмов, скуловые кницы и трубы осушительной системы. Такая конструкция применяется на большинстве морских судов. Узлы примыкания настила второго дна к бортовому перекрытию в районе скулы показаны на рис. 124. В конструкции узла, приведённой на рис. 124, б, льяло образовано наклонным листом 4 и скулой бортового полотнища. На судах внутреннего и смешанного плавания листы двойного дна ввиду их малой толщины притыкаются прямо к бортовой обшивке без образования льял (см. рис. 122, а, рис. 124, а, в). Клетчатая структура второго дна вместе с водонепроницаемым настилом образуют междудонное пространство, которое используется в качестве небольших цистерн и отсеков для хранения жидкого топлива, пресной, мытьевой и котельной воды, для приёма балластной морской воды. На современных судах объём этого пространства составляет 5‒ 15% от водоизмещения, а высота от 0, 65 до 2 м (на рудовозах до 4, 0 м). Рис. 124. Узлы примыкания настила второго дна к бортовому перекрытию в районе скулы(а в): 1 - флор; 2 - настил второго дна; 3, 5 - скуловая кница; 4, 7 - крайний междудонный лист; 6 - скуловой пояс обшивки Доступ в двойное дно для очистки цистерн возможен через водонепроницаемые закрывающиеся горловины, расположенные в настиле в противоположных концах каждого отдельного сухого отсека. С устройством днищевого набора и двойного дна тесным образом связана конструкция киля (рис. 125, а-ж), который имеет несколько разновидностей. Среди них наиболее применяемая — сочетание внутреннего вертикального и наружного горизонтального килей (см. рис. 125, а). Вертикальный киль представляет собой сварную листовую конструкцию с полкой в виде тавровой балки, а горизонтальный — в виде утолщённого листа днищевой обшивки. Оба киля идут от форштевня до ахтерштевня и вместе образуют своеобразную двутавровую жёсткую балку. На малых, преимущественно деревянных, судах, используется брусковый киль в виде продольного бруса (см. рис. 125, б) прямоугольного сечения, выступающего за днищевую обшивку для защиты её при посадке судна на мель. У стальных судов брусковый киль часто устанавливается вместе с вертикальным, повышая жёсткость днища, особенно при постановке судна на кильблоки в доке, обеспечивая при этом лучшее распределение сосредоточенных усилий на большее количество флоров. Рис. 125. Конструктивные типы килей: а - в одинарном дне сухогрузного судна; б - брусковый; в - туннельный киль; г - коробчатый; д - в одинарном дне наливного судна; е - слойчатый; ж - вертикальный киль в двойном дне: 1 - горизонтальный киль; 2 - вертикальный киль; 3 - настил второго дна; 4 - флор; 5 - днищевые продольные балки; 6 - килевой пояс днищевой балки; 7 - брусковый киль; 8 - коробчатый киль; 9 - свободный поясок вертикального киля На современных сухогрузных судах в нос от МО устанавливают туннельный (см. рис. 125, в) или коробчатый (см. рис. 125, г) кили, используемые для прокладки трубопроводов судовых систем. Туннельный киль состоит из двух вертикальных листов, расположенных симметрично ДП на расстоянии не более 1, 5‒ 1, 8 м друг от друга. На судах с одинарным дном такой киль имеет вид составной тавровой балки, высота которой определяется прочностью днища. Туннельный киль в аварийных ситуациях может использоваться в качестве запасного выхода через водонепроницаемые шахты МО, выведенные на уровень палубы. Непрерывный вертикальный киль может быть сварен из кусков длиной по 30 м каждый, высотой не менее 0, 6 м, в исключительных случаях он может подкрепляться дополнительными рёбрами жёсткости.
|