Расчет нагрузок производится по девяти точкам приложения сил к бортовому перекрытию (Рис.2.4).
Рисунок 2.4Точки приложения нагрузок на бортовое перекрытие.
Нагрузки на конструкции наружного борта со стороны ледовых усилений
1. Pst1 = 10*z1 = 71,1 кПа z1 = 7,11;
2. Pst2 = 10*z2 = 45,6 кПа z2 = 4,56;
3. Pst3 = 10*z3 = 20,1 кПа z3 = 2,01;
4. Pst4 = 10*z4 = 6,2 кПа z4 = 0,62;
5. Pst5 = 10*z5 = 23,2 кПа z5 = 2,32;
ниже КВЛ:
Pist = 10*zi, кПа;
Pi w = Pw0 – 1,5*Cw*zi/d, кПа;
Pw0 = 36,6 кПа;
Cw = 9,15;
выше КВЛ:
Pi = Pw I;
Pw I = Pw0 – 7,5*ax*zi, кПа;
Pw1 = 36,6 – 1,5*9,15*7,11/8,91 = 36,6 – 10,98 = 25,62 кПа;
Pw2 = 36,6 – 13,7*4,5/8,91 = 29,7 кПа;
Pw3 = 36,6 – 13,7*2,01/8,91 = 33,51 кПа;
Pw4 = 35,36 кПа;
Pw5 = 31,96 кПа;
P1 = 71,1 + 25,62 = 96,72 кПа; P3 = 20,1 + 33,51 = 53,61 кПа;
P2 = 45,6 + 29,7 = 75,3 кПа; P4 = 41,56 кПа;
P5 = 55,16 кПа;
Нагрузки на конструкцию второго борта:
Pб = 10*(zi + 2,5), кПа;
6. P6 = 10*(z6 + 2,5) кПа = 10*(2,01 + 2,5) = 45,1 кПа;
7. P7 = 10*(z7 + 2,5) кПа =10*(2,32 + 2,5) = 48,2 кПа;
8. P8 = 10*(z8 + 2,5) кПа = 10*(4,56 + 2,5) = 70,6 кПа;
9. P9 = 10*(z9 + 2,5) кПа = 10*(9,43 + 2,5) = 119,3 кПа;
нижний пояс:
P2 дн. = 10*(9,43 + 2,5) = 119,3 кПа;
средние поясья:
Pср. 1 = 10*(3,6 + 2,5) = 61 кПа;
Pср. 2 = 10*(5,6 + 2,5) = 81 кПа;
Pср. 3 = 10*(7,6 + 2,5) = 101 кПа;
верхний пояс:
Pв. п. = 10*(2 + 2,5) = 45 кПа;
Размеры бортовых связей:
Толщина обшивки внутреннего борта принимается не менее по формуле:
, мм,
где Рi - точка приложения нагрузки
m = 15,8;
, м,
Ks = 0,85 – в качестве водонепроницаемой переборки;
k= 1,0;
sn = 301,3 МПа;
,мм;
Uв.п. = 0,2 мм; ,мм;
Uср.п. = 0,13 мм; ,мм;
Uн.п. = 0,18 мм; ,мм;
Верхний пояс:
мм,
Средние поясья:
мм; мм;
мм;
Нижний пояс:
мм;
Момент сопротивления продольных бортовых балок должен быть не менее по формулам:
; ; , ; , кН,
где Р – нагрузка, принимаемая по группам продольных балок ограниченных продольными рамными связями (стрингерами), кПа, ;
- расстояние между продольными балками, м, здесь м;
l – расстояние между рамными шпангоутами, здесь, м;
m = 12;
- для нижних пролетов балок;
- для верхних пролетов балок;
- расчётный нормативный предел текучести по нормальным напряжениям для стали проектируемого судна, здесь 301,3 мПа.
,
где ;
Т=24 года,
,
здесь ;
Балки по наружному борту:
Q1 = 279,52 кН; Q5 = 101,6 кН;
;
см³;
см3;
Следовательно по формулам в соответствии со значением ,
, при >=200 ;
αk1 = 1/0,15*(0,01 + 1/350,46) = 0,085;
αk 5= 0,07 + 6/146,9 = 0,110;
Следовательно приращение на износ и коррозию по группам балок принимают значения:
,
1 = 1 + 0,085*2,04 = 1,173;
5 = 1 + 0,110*2,04 = 1,224;
Моменты сопротивления балок по пролётам с определением по таблицам судостроительного проката:
;
см3;
см3;
Принимаем по таблицам судостроительного проката балок тавр 25а.
Балки по внутреннему борту:
;
;
;
определяется в соответствии со значениями .
αk = 0,07+ , при < ;
αk 6 = 0,07 + =0,07 + =0,108;
, при W' ≥ 200 см³;
αk 9 = 1/0,15*(0,01 + 1/432,2) = 0,083;
Моменты сопротивления балок по пролётам с определением по таблицам судостроительного проката:
;
см3;
см3;
Принимаем по таблицам судостроительного проката балок тавр 28а.
Момент сопротивления рамных шпангоутов должен быть не менее по формулам:
см3; , см3; , кн,
где Р – нагрузки, приложенные к нижней кромке рассматриваемого пролёта шпангоута, кПа, здесь принимается по точкам – стрингерам; m = 27,5 – коэффициент, равный при наличии трёх распорок и более;
- расстояние между рамными шпангоутами, м здесь = м;
l – длина пролёта шпангоута, м,
здесь l1 = 5.1 м; l2 = 4.25 м;
по наружному борту
Р1=112,68 кПа, =112,68*3,4*5,1 = 1954 кН;
Р2=90,86 кПа, =90,86*3,4*4,25 = 1313 кН;
, см3 и далее;
см3
Принимается тавр 45а.
см3
Принимается тавр 32б.
Результаты расчетов представлены на (рис. 2.5).
Рисунок 2.5 Результаты расчета бортового перекрытия