2.3 Толщина рамных листовых конструкций

2.3.1 Толщина вертикального и горизонтального киля

Толщина вертикального киля определяется по формуле:

где – коэффициент определяемый по следующей формуле (если значение больше допускаемого, то принимаем минимальное):

Принимаем ;

- высота киля, ;

– набавка на износ:

где – нормативный срок службы судна, г;

– среднее уменьшение толщины днищевой обшивки, мм/г;

Таким образом толщина вертикального киля будет:

Принимаем толщин: .

2.3.2 Толщина сплошных флоров и днищевых стрингеров

Толщина сплошных флоров определяется по следующей формуле:

где – коэффициент определяемый по формуле ниже (если значение больше допускаемого, то принимаем минимальное):

Принимаем ;

–коэффициент, определяемый по формуле:

– коэффициенты соответственно равные 1,85 и 0,93:

– запас прочности определяется по следующей формуле:

где – нормативный срок службы судна, г;

– среднее уменьшение толщины днищевой обшивки, мм/г;

= 0,7 м – шпация.

Таким образом толщина флоров будет:

Принимаем 11 мм.

Во всех случаях толщина вертикального киля должна быть больше минимум на 1 мм, чем флоры:

15 мм > 11 мм – требование выполняется.

Толщина днищевых стрингеров принимается равной толщине флоров: .

Флоры должны быть подкреплены ребрами жесткости следующим образом (рисунок 2.3.2):

Рисунок 2.3.2 – схема подкрепления флоров

Во флорах допускаются вырезы, высота которых не превышает половину высоты самого флора. Форма выреза круглая или овальная. В части флора, примыкающего к вертикальному килю вырез, не допускается.

Расстояние от боковых краев выреза до ребер жесткости не менее 30 мм.

2.3.3 Толщина диафрагм и платформ

В плоскости сплошных флоров в межбортном пространстве устанавливаются диафрагмы, толщина которых определяется по следующей формуле:

Принимаем толщину диафрагм 9 мм.

Толщина платформ принимается такой же, как для диафрагм: .

В диафрагме допускаются вырезы высотой 2/3 панели и шириной не более половины ширины панели. Вдоль выреза устанавливают ребра жесткости для обеспечения устойчивости панели. Эти ребра не доходят до палубы или платформы не меньше чем за 100 мм.

2.4 Расчет элементов набора

2.4.1 Расчет размеров балок

Для определения момента сопротивления для всех балок используют одну и туже формулу, которая имеет вид:

где – поперечная нагрузка на рассматриваемую балку:

– нагрузка, определяемая по эпюрам, на рассматриваемую балку;

– шпация;

– пролет балки;

– коэффициент изгибающего момента;

– коэффициент допускаемых напряжений;

нормативный предел текучести:

Момент сопротивления с учетом поправки на износ:

где – множитель, учитывающий поправки на износ, рассчитываемый по формуле:

– коэффициент, рассчитываемый по формулам:

При :

При :

– запас прочности определяется по следующей формуле:

где – нормативный срок службы судна, г;

– среднее уменьшение толщины днищевой обшивки, мм/г;

Расчет будет удобно вести в табличной форме (таблица 2.4). Далее приведем расчет продольных ребер жесткости. Расчет других балок будет произведен подобным образом:

Расчет производиться по формуле:

где – поперечная нагрузка на рассматриваемую балку:

– по эпюре на рисунке 1.4.3;

;

;

;

;

;

Момент сопротивления с учетом поправки на износ:

где – множитель, учитывающий поправки на износ.

Таким образом получим:

Множитель:

Коэффициент :

Надбавка на износ:

г;

;

Таким образом множитель будет:

С учетом поправки на износ момент сопротивления будет:

Выбираем из сортамента полособульб профиля 20а [1, стр. 112, 113].

Таблица 2.4 – Расчет элементов набора

№	Название	Используемые величины	Q, кПа			, мм			№ полособульба/тавра	№ примечания
Полособульбы
1	Продольные ребра жёсткости	; ; ; ; ; ; г; ;	110,0	177,8	0,104	3,36	1,35	239,8	20а

Продолжение таблицы
2	Ребра жесткости настила второго дна	; ; ; ; ; ; г; ;	183,5	296,1	0,089	3,36	1,30	384,8	24а
3	Холостой шпангоут	; ; ; ; ; ; г; ;	179,8	172,4	0,105	2,40	1,25	215,7	18б	1
4	Продольные бортовые балки	; ; ; ; ; ; г; ;	157,3	234,3	0,095	2,4	1,23	287,7	20б

Продолжение таблицы
5	Продольные ребра жесткости палубы	; ; ; ; ; ; г; ;	30,1	48,6	0,193	2,88	1,56	75,7	14а
6	Ребра продольной переборки	-	-	-	-	-	-	-	20б*	2
7	Ребро жесткости платформы	; ; ; ; ; ; г; ;	32,3	52,1	0,185	2,88	1,53	79,9	14а
8	Вертикальные ребра жесткости на флорах	-	-	-	-	-	-	-	12*	3
9	Вертикальные ребра жесткости диафрагм								10*	4

Продолжение таблицы
Тавры
10	Рамный бимс	; ; ; ; ; ; г; ;	232,5	694,4	0,076	2,88	1,22	846,9	50а*	5
11	Карлингс	-	-	-	-	-	-	-	50а*	6
12	Рамная стойка продольной переборки	; ; ; ; ; ; г; ;	655,4	1017,1	0,073	2,88	1,21	1231,6	56а*	7
13	Горизонтальная рамная связь продольной переборки	-	-	-	-	-	-	-	56а*	8
14	Горизонтальная рамная связь второго дна	; ; ; ; ; ; г; ;	183,5	296,1	0,089	3,36	1,30	384,8	25а

,,* ” – символ означает, что номер профиля был изменен в соответствии с примечанием.

Примечания:

1) Среднее давление на шпангоут:

где – расстояние от ГВЛ до середины пролета (большее). .

2) Так как нагрузка на продольную переборку такая же, как и на внутренний борт, то ребра жесткости принимаем такие же: принимаем полособульб 20б ( ;

3) Вертикальные ребра которые устанавливаются на флорах работают на устойчивость. Их подбирают по моменту инерции их сечения:

где – коэффициент, определяемый в зависимости от отношения высоты флора h к расстоянию между ребрами a:

– фактическая толщина флоров.

Выбираем полособульб 12 ( ;

4) Вертикальные ребра которые устанавливаются на диафрагмах также работают на устойчивость. Их подбирают по моменту инерции их сечения:

где – коэффициент, определяемый в зависимости от отношения высоты диафрагмы h к расстоянию между ребрами a:

– фактическая толщина диафрагмы.

Выбираем полособульб 10 (

5) Так как вырез от продольных балок палубы превышают 40% высоты бимса (12/32 = 0,44 = 44%), то бимс следует увеличить: принимаем тавр 50а ;

6) Карлингс принимается равный бимсу: принимаем тавр 50а ;

7) Так как вырез от продольных балок продольной переборки превышают 40% высоты рамной стойки (20/40 = 0,5 = 50%), то бимс следует увеличить: принимаем тавр 56а ;

8) Горизонтальная рамная связь принимается равной рамной стойки: принимаем тавр: 56а .

Так же на палубе предусматривается леерное ограждение, стойки которого находятся в плоскости диафрагм.