Размещение груза

Основной принцип крепежной конструкции из деревянных брусьев заключа чтобы все ее элементы как можно плотнее прилегали друг к другу. Т.е. повтор цель крепления в том, чтобы закрепленный груз составлял единое целое с ксн судна. В этом случае деревянное крепление соединяет груз с конструкцией С У Т Р : свою прочность крепления на судовые конструкции и грузовое место. Во крепления следует закрепить между собой гвоздями или скобами. Между н и ш быть свободных пространств. В противном случае, вибрация корпуса судна на даже небольшая качка станут причиной ослабления крепления и, возможно, ег:

с понятными для моряка последствиями. Опорный брус устанавливается для тэ компенсировать влияния вибраций корпуса на распорки и дополнительно залин распорку. По торцам распорки обязательно устанавливайте прокладки из пг лучше из балки того же сечения, что и распорка, чтобы избежать поврежл^

судовой конструкции от торца балки, находящейся под нагрузкой. Прокладки д е л и чуть длиннее расстояния между распорками. В противном случае прочность св снижается из-за сдавливания торцов прокладок. В случае невозможности заведенгщ ж следует выстроить крепежную конструкцию с распорками на разных высотах. Везши потребует значительных затрат, но поврежденный груз, чаще всего, стоит горазл: жт

Теперь о прочности крепления. Например, вы погрузили грузовое место весом Рассмотрим вопрос, применив Упрощенный метод. Напомню, что зи предусматривает, что MSL крепления с каждого из бортов должен быть равен ал выраженному в килоньютонах (1кН ~ 100 кг) т.е., в нашем случае - 200 кН. Как 5 э л выше MSL дерева равняется 0,3 кН/см2. Грузовое место можно закрепить толы:: ввиду отсутствия в районе размещения груза мест крепления, как на судне, так и шт

месте. Допустим, у нас	есть брус сечением 20 х 20 см. Его MSL = 202 х 0.3	=	I
крепления этого груза	с одного борта достаточно выстроить крепежную	к	о з г а

двумя (120 х 2 = 240 кН > 200 кН) распорками для обеспечения надежного креглзэв заведя найтовы, по Усовершенствованному методу расчета вы получил поперечного смещения (Fy) превышает прочность крепления противодействующих поперечному смещению (pmg + ZCSf) на 420 кН. Есть расклинить груз деревянными балками, и у вас в наличии имеется балка сеченнек Сколько деревянных распорок вам потребуется, чтобы уравновесить силы о е а внешнего воздействия на груз?

15 х 1 5 x 0 , 3 = 67,5 кН. 420 : 67,5 = 6,2

Т.е. вам необходимо 6 балок, но в целях безопасности, я бы закрепил груз 7 б&ткэв.

При выстраивании деревянной конструкции, предотвращающей как с м е н г - опрокидывание, распорки, противодействующие смещению, устанавливайте груза, а от опрокидывания - между ЦТ груза и его верхним основанием.

Рис 4.23. Правильно установленные распорки, предотвращающие смещение и оп

48

Сейчас рассмотрим вопрос, какие балки следует применять для крепления.

4.12.3.Качество.

Балки должны изготавливаться из сухого, качественного леса мягких пород, лучше из ели, без каких-либо природных или механических повреждений. Волокна должны быть параллельны длине балки, в противном случае балка может растрескаться под нагрузкой. Длина деревянной балки, не закрепленной гвоздями, определяется по формуле, показанной в начале этой главы. Если ее длина будет больше, то под нагрузкой она начнет изгибаться, что нарушит прочность крепления.

4.12.4. Выстраивание деревянных опор.

Иногда для размещения и надежного крепления негабаритных грузов возникает необходимость в установке деревянной конструкции, состоящей из брусьев квадратного сечения, сложенных и закрепленных крест на крест. Балки между собой необходимо сбить либо гвоздями, либо скобами, чтобы вся конструкция представляла собой единое целое. В случае необходимости, к нижним балкам следует закрепить металлические уголки, которые приварить к палубе.

Рис 4.24. Конструкция деревянных опор.

Грузовое место

Рис 4.25. Пример применения деревянной конструкции.

Основные требования к такой конструкции следующие:

. Она должны быть достаточно прочной, чтобы надежно удерживать нагрузку. Балки между обой следует крепить достаточно длинными гвоздями или металлическими скобами

1. Она должны быть достаточно прочной, чтобы надежно удерживать нагрузку. Балки между собой следует крепить достаточно длинными гвоздями или металлическими скобами.

49

2. Площадь основания конструкции должны быть достаточной, чтобы распределять нагрузку по поверхности палубы.

3.Изготавливаться из деревянной балки сечением не менее 15 х 15 см.

4.Для устойчивости конструкции - отношение длины (ширины) к высоте = 1,5, т.е. если длина (ширина) основания конструкции = 4 метра, то ее высота = 4 : 1,5 ~ 2,5 метра

5.Важное требование - торцы каждой балки должны чуть выступать за пределы б&ткн. лежащей поперек. В противном случае вертикальные силы вызовут деформацию торцов и последующее разрушение конструкции.

4.12.5.Хранение и списание деревянного материала.

Дерево, используемое как крепежные устройства и сепарации, которое являются частыг судового оборудования и не списываются с судна, следует хранить в чистом и сухой помещении, как можно дальше от химических и других веществ, которые могут вызвать : повреждения. Через соответствующие промежутки времени этот материал следует визуаль осматривать, чтобы определить, есть или нет на нем повреждения; поврежденный материал следует удалить с судна. В любом случае при использовании деревянного материала и глж поступлении на борт новой партии, его следует тщательно проверить на наличие дефектов i соответствие предназначенным целям.

Большая часть сепарационного материала, завезенного на судно для использования толькс з одном рейсе, должна удаляться с судна после окончания этого рейса, это так называемы! одноразовый материал. При выгрузке этой сепарации следует проявит» предусмотрительность. В связи с повышенными требованиями портовых властей капитанам судов о предоставлении сертификатов, подтверждающих факт термической ЕЛЗ химической обработки выгружаемой сепарации, чтобы исключить вероятность занесение з гавань нежелательных насекомых или паразитов. Эти сертификаты капитан судна должж получать, когда сепарация доставлена к борту судна. При этом необходимо удостоверитьсх что сертификат относится именно к получаемой сепарации, и проверить, насколько зет возможно, что материал был обработан методом, указанном в сертификате и не имееследов заражения.

4.13. Крепление гвоздями.

Применяя дерево для крепления груза, деревянные конструкции крепятся между coco! гвоздями. В свое время в Учебном центре Бременского порта в ходе тестовых испытаний : : :

руководством капитана Винфрида Страуха (Capt. Winfried Strauch) были получены практические методы определения прочности крепления гвоздями. Результаты, которые были получены в ходе этих тестов и, которые широко применяются в практике крепленнх. следующие. Крепление гвоздями, в основном, препятствует силам поперечного ила продольного сдвига. M S L гвоздя, длиной 160 мм и диаметром 6 мм, проникающего з нижнюю деревянную конструкцию на глубину, по крайней мере, 5 см, равен 4 кН, есла дерево сухое и 2 кН, если оно влажное. Это значение верное, если гвоздь забивает.? вертикально и перпендикулярно волокнам древесины, если же он забивается параллель:-:: волокнам, то MSL = 1 кН. Это правило работает только при условии использования четырет и более гвоздей, вбиваемых на определенном расстоянии. В противном случае развиваете! крутящий момент, который может вырвать гвозди с места крепления. По мнению профессора Германа Кэпса, ради большей безопасности, значение MSL в 4 кН, указанное выше, можно уменьшить до 3 кН.

Гвозди не следует забивать на одной линии вдоль волокон, а так как это показано на рн. Также их не следует забивать слишком близко к друг другу и к кромкам деревянных конструкций. Они забиваются вертикально или под небольшим углом в сторону нагрузки.

50

а.

Рис 4.26. Крепление гвоздями, а. неправильно, б. правильно.

II

II

а

Нагрузка

$

-1	Г!
1	1

Рис 4.27. Направления забивания гвоздей.

Гвозди не рекомендуется применять при креплении груза в контейнерах. Во-первых, потому что толщина пола контейнера слишком мала (не более 3 см) и пол часто бывает поврежден использованием гвоздей при предыдущих перевозках, во-вторых, диаметр гвоздей будут гораздо меньше указанных выше.

Деревянные клинья часто используют для фиксирования грузов округлой формы, например, стальных рулонов или цилиндров, что предотвращает их скатывание и обеспечивает устойчивость, а также в качестве упоров грузов прямоугольной формы, например, ящиков. Очень важно, чтобы клинья были изготовлены и устанавливались правильно, иначе они могут разрушиться под нагрузкой, когда судно будет в море.

Рис 4.28. Пример неправильно изготовленного клина из некачественного дерева. Волокна параллельны вектору нагрузки. На торце видны трещины, которые снижают прочность клина.

Основное правило применения деревянных клиньев состоит в том, что вектор нагрузки от груза не должен быть параллельным волокнам клина.

^1

Нагрузка

в. (нагрузка с любой стороны)

Рис 4.29. Установка клиньев для грузов круглой формы, а. правильно, бив. неправильно.

Направление

Рис 4.30. Установка клиньев для грузов прямоугольной формы,

а.правильно, б. неправильно.

4.14.Распределение нагрузки по поверхности палубы.

Как было сказано выше, материалы из дерева используются в качестве сепарации, не яс только для повышения коэффициента трения или для того, чтобы исключить повреждензе груза от влаги, которая может скопиться на палубе, но также и для распределения нагтутаэ на поверхность этой палубы. Если нагрузка от груза на палубу превышает максимальную допустимую нагрузку на поверхность этой палубы, то вполне вероятно поврежденж палубных конструкций, что полностью перечеркнет эффективность самой совершена:» крепежной конструкции. Значения допустимой нагрузки на палубу (ДНП) можно н_ судовых планах вместимости, в судовой Информации по остойчивости или Наставлении ж креплению груза. Также их обычно указывают в данных судна (Ship's particulars), но все иг рекомендую пользоваться официальными судовыми документами. Их примерные значение от 10 т/м до 25 т/м2 для поверхности танков двойного дна, 5 т/м2 для главной па.: твиндеков и около 1,5 т/м2 для крышек трюмов.

Рис 4.31. Габаритный гр>з. уложенный на деревянные брусья.

52

Повышая свою квалификацию на Дистанционном курсе, посвященному Приложению 13 Кодекса CSS, я спросил Филиппа Андерсена: «Есть ли какое-то правило количества и прочности сепарационного материала из дерева?». Мой Учитель любезно прислал две страницы из Руководства по креплению Германа Кэпса (именно так я и познакомился с этим замечательным человеком и настоящим профессионалом), посвященных этой теме. С любезного разрешения Германа Кэпса здесь я привожу их содержание.

Сепарирование груза или грузовых мест с плоским основанием, размещаемых в нижнем трюме, обычно требует только укладывания плоской деревянной сепарации поперек трюма для обеспечения трения и некоторой вентиляции и стока влаги от отпотевания. Однако, также необходимо дерево с квадратным сечением и даже металлические балки, если масса данного грузового места, деленная на площадь его размещения, превышает допустимую нагрузку на палубу. В этом случае пиломатериал или стальные балки следует укладывать поперек флоров двойного дна (под прямым углом) и покрывать площадь, которая будет нести нагрузку без превышения ДНП .

Этот же метод применяется для размещения грузовых мест на палубе твиндеков, главной палубе и на крышках люков. Под обшивкой крышек трюмов расположены прочные балки, направленные в поперечном направлении, значения MSL которых сравнительно низкое. Значения Д Н П следует брать из судового чертежа помещений.

Количество деревянных или стальных балок, необходимых для правильного сепарирования и эаспределения нагрузки зависит от различных параметров, и могут определяться простым вычислением. При применении стальных балок для увеличения коэффициента трения юложите между балкой и настилом палубы деревянную сепарацию. Также деревянную сепарацию следует проложить между грузом и стальной балкой, если груз имеет стальное основание.

Рис 4.33. Деревянный брус

	п	m х g х (г - s)	для деревянных балок, допустимое растягивающее усилие= 1
		( 8 x W )
	:Н/см2
	п	m x g x ( r - s )	для стальных балок, допустимое растягивающее усилие = 15
		(120xW)

Н/см2, где,

п - количество используемых балок m - масса грузового места (тн)

g- ускорение силы тяжести 9,81 м/сек2

53

г- общая длина балки (см)

s - длина нагруженной части балки (см)

W- момент сопротивления сечения балки (см3)

Момент сопротивления сечения прямоугольной балки из дерева рассчитывается по фог

.. . b x h 2

W = — - — (см3), где: 6

b - ширина поперечного сечения (см) h - высота поперечного сечения (см)

Общая длина деревянной балки в зависимости от ее сечения и нагруженной длины будет равна:

Сечение балки (см)	Общая длина, м
10 х 10	(s+ 1,0)	м
15x15	(s + 2,0) м
20x2 0	(s + 3,0) м

<			S			•
<			Г				•
		Рис 4.34.

В случае использования стальной Н - образной балки ее общая длина будет равна:

Сечение балки (см)	Общая длина (не более) м
12x12	(s + 4,0)	м
14x14	(s + 4,2) м
16x16	(s + 4,4)	м
18 х 18	(s + 4,6)	м

Момент сопротивления сечения Н-образной балки нельзя вычислить по форм применяемой к деревянным балкам, поскольку поперечное сечение стальной балки не mtees прямоугольной формы. Это значение можно получить только из сертификата поставщика. В случае использования обычной стальной балки квадратного сечения, ее момггг сопротивления можно взять из таблицы ниже.

Размеры b x h [см]	1 2 x 1 2	14x14	16x16	1 8 x 1 8	2 0 x 2 0	2 6 x 2 6	30x3 0
W Гсм31	144	216	311	426	570	1150	1680

Пример.

На крышку трюма № 2 предполагается погрузить бульдозер весом 34 тонны. Максимам - _

нагрузка на крышку трюма, согласно судовому Наставлению	по креплению равняется
т/м . Крайняя точка контакта гусениц бульдозера по длине (а)	= 6,75 м, ширина (б) =	-
метра. В наличие имеются деревянные балки сечением 1 5 x 1 5 см. Какое количество бале«		•

какой длины необходимо положить под груз, чтобы безопасно распределить груз по наелнлл крышки

54

трюма?

Рис 4.35.

Решение.

Общая площадь размещения с учетом максимальной нагрузки на палубу = 34 : 1,7 = 20 м2. Бульдозер будет размещен поперек трюма, чтобы балки легли вдоль настила трюма, т.е. поперек стрингеров трюма. Ширина грузового места = 4,2 метра. 20 м2 : 4,2 = 4,7 метров, т.е. длина балки будет 5 метров. Длину балок, находящихся между гусеницами бульдозера, также принимайте в расчет, поскольку вес бульдозера будет распределяться по всей длине этих балок.

mxgx(r-s)

34 х 9.81х (500 - 420 )

26683

е п

п = — — — —

=

: —

1 —

- =

— = 5,9 или « 6 балок

(8xW)

8x562,5

4500

...

15х152

3375

. . . .

з

W =

=

= 562,5 см

6

6

Т.е., чтобы разместить безопасно этот груз, не превысив ДНП, достаточно положить шесть деревянных балок сечением 1 5 x 1 5 см, длиной 5 метров через 6,75 : 6 ~ 1,1 метра.

Если использовать двутавровые стальные балки размером 1 4 x 1 4 см, то:

п =	mxgx(r-s)	34 х 9,81х (500 - 420 )	26683 = 1.03, или ~ 2 балки.
	(120 xW)	120x216	25920

Достаточно будет 2-х стальных балок сечением 1 4 x 1 4 см.

1.15. Крепление временной сваркой.

3 основном крепление сваркой применяется при перевозке тяжеловесных грузовых единиц и тредотвращает смещение груза. В качестве стопоров используются стальные Н-образные >алки. При таком способе крепления могут возникнуть следующие проблемы:

1. Могут запретить сварочные работы на палубе, крышках трюмов или на палубе двойного дна, если они изготовлены из стали с высокой степенью растяжения или под палубой трюма находится топливный танк.

2. Прочность сварки может быть ухудшена из-за некачественного выполнения, наличия ржавчины, краски и т.д. или просто из-за низкой квалификации сварщика.

3. Совсем не просто определить номинальную прочность (MSL) стопоров.

4. Приваренные стопоры представляют собой весьма жесткое средство крепления, если сравнивать их с упругостью других средств крепления, например, тросовыми найтовами.

5.Работа с открытым огнем в грузовом помещении, в котором находятся другие грузы, огнеопасные по своим свойствам, или деревянные сепарационные материалы, может представлять реальную опасность.

55

Рассмотрим способы решения этих проблем.

В случае запрета или невозможности выполнения сварки непосредственно к па судна можно, в качестве прокладочного, или опорного материала использезг^ стальные Н-образные, или двутавровые балки, а затем к этим балкам приварил* стопоры. Чтобы предотвратить смещение опорных балок, под них поле - резиновые маты, либо прочно раскрепите от конструкций судна

Проблему качества можно решить только хорошим предварительным планирование» всего процесса, т.е. уделить достаточно времени зачистке места сварка шлифовальным приспособлением, сварку должен выполнять профессиональны* сварщик соответствующим инструментом и электродами. Электроды должны быт» сухими и не находиться долгое время под воздействием открытого воздуха и влагж. Толщина шва должны быть около 5 - 6 мм. Впрочем, профессиональный сварщик ах это знает. По окончании всех работ обязательно проверьте их результаты.

Рассмотрим принципы прочности сварки. Обычно простые стопоры привариваются ж поверхности «угловыми швами». Угловой шов определяется двумя параметрами - длиной (1) и толщиной (а).

Распорные балки	Опорные балки
Распорные балки	Опорные балки

Рис 4.36. Схема крепежной конструкции, изготовленной из Н-образных балок. а. Вид с носа. б. Вид сверху.

56

Рис 4.37. Длина (1) и толщина (а)

обычного углового шва

Угловой шов сварки испытывает нагрузки в трех направлениях:

-поперечная сила, действующая параллельно шву сварки - %ц = F / а х 1

-поперечная сила, действующая перпендикулярно шву сварки - тх = F / а х 1

-нормальная (направленная вертикально) под прямым углом к шву - c u = F / ах 1

Номинальное значение всех трех нагрузок во всех случаях равно внешней силе (F), деленной на площадь сварки s л: 1. Минимальное допустимое поперечное напряжение сдвига равно 75 Н/мм2, а минимальное допустимое нормальное напряжение = 1 1 0 Н/мм2.

Таким образом, одинарная нить углового шва, толщиной от 5 до 6 мм способна противостоять поперечной нагрузке 4кН на 1 см длины, и это значение можно принять как MSL*.

Источник, указанный внизу этой страницы, сообщает, что угловые швы не следует нагружать силами, направленными к ним под прямым углом (и.). Очевидно, что такие швы менее надежны при отсутствии приспособлений, предохраняющих их от воздействия опрокидывающих моментов, которые действуют на любой стопор, работающий против поперечных нагрузок.

Опрокидывающий	Внешняя сила
момент

Сопротивление смещению

Рис 4.38. Силы и момент, действующие на приваренный стопор

Ниже приводятся примеры вычислений значений MSL приваренных стопоров.

Пример 1.

На рис... пример, в котором из-за отношения длины стопора к его высоте опрокидывающий момент не имеет критического значения. Поэтому, значение M S L просто равно длине сварного шва, умноженного на 4. Предположим, что длина стопора равна 35 см, а ширина 16 см. Сварка выполнена по всему периметру стопора. Тогда длина сварочного шва " L " = 2 x 3 5 + 2 х 1 6 = 102 см. MSL = 102 х 4 = 408 кН.

Примечание: торец такого стопора следует заделать, чтобы избежать повреждения грузов или врезания стопора в деревянную прокладку.

* Handbuch Mashinenbau, Vieweng-Verlag, 17. Auflage, Seite I 18.

57