Расчет элементов днищевого перекрытия

Днищевое перекрытие является наиболее важным и напряженным районом корпуса судна (особенно в средней части, где действует максимальный изгибающий момент при общем продольном изгибе судна).

Днищевое перекрытие – сочетание продольных и поперечнных балок, соединенных сваркой и накрытых с двух сторон обшивкой (наружной обшивкой и настилом второго дна). Днищевые перекрытия сухогрузных судов должны иметь двойное дно (требования Регистра РФ – п. 1.1.6.4). На современных танкерах также применяется двойное дно, что в значительной степени диктуется требованиями экологической безопасности.

Обшивка и набор днищевого перекрытия испытывают различные усилия в сложных сочетаниях (которые следует учитывать при проектировании):

· нагрузки при общем продольном изгибе;

· внешнее давление воды (статическое и волновое) и противодавление груза изнутри трюма – суммарное давление. В расчете рассматривается наиболее неблагоприятное сочетание этих нагрузок;

· испытательный напор (при гидравлических испытаниях отсеков двойного дна) до верха воздушной трубки (1,5 м – на сухогрузах; 2,5 м – на танкерах от ВП);

Кроме того, необходимо предусматривать возможность воздействия таких нагрузок, как динамические воздействия в носовой оконечности при слеминге, дополнительные весовые и инерционные нагрузки в машинном отделении, пульсирующие гидродинамические давления от работающих гребных винтов и др. Эти обстоятельства обычно учитываются применением особых систем набора или дополнительными подкреплениями конструкций в указанных районах.

На судах длиной более 80 м должна применяться продольная система набора днищевых перекрытий. На судах, разгружаемых грейфером (балкерах), может применяться смешанная (клетчатая) или стрингерная система набора.

Конструирование днищевого (и всех последующих) перекрытий включает три этапа работы:

1. разработка схемы перекрытия

2. расчет элементов перекрытия

3. вычерчивание рассчитанных конструкций на чертеже конструктивного мидель-шпангоута.

Разработка схемы днищевого перекрытия

Схема перекрытия вычерчивается на миллиметровке в масштабе 1:100.

Границами перекрытия является его опорный контур; для днища – это борта, поперечные и продольные (если они есть) переборки.

Затем выполняется расстановка элементов набора (в соответствии с выбранной системой набора) в следующем порядке:

· вертикальный киль (в ДП) – обычный или туннельный. На современных судах (особенно танкерах) часто применяется туннельный киль, который не только прочней обычного, но и дает эксплуатационные преимущества (используется как коридор систем); ширина туннеля – не более 1,9 м;

· продольные балки днища и настила второго дна (при продольной системе набора) устанавливаются на расстоянии шпации от ДП к бортам;

· днищевые стрингеры, количество которых определяется так, чтобы расстояние между ними, а также между стрингерами и вертикальным килем или бортом было не более 5,0 м – при продольной системе набора и не более 4,2 м – при поперечной системе набора. При продольной системе набора днищевые стрингеры устанавливаются согласованно по шпациям (заменяя продольную балку). На судах с двойным бортом расположение внутреннего борта должно быть также согласовано по шпациям, а под внутренним бортом должен быть установлен днищевой стрингер;

· флоры.

При продольной системе набора устанавливаются два типа флоров: водонепроницаемые (под поперечными переборками, а также 1-2 по длине трюма для разделения пространства двойного дна на отдельные цистерны) и сплошные проницаемые, устанавливаемые на расстоянии 3-5 шпаций (не более 3,6 м); на балкерах и в МО это расстояние должно быть не более двух шпаций.

При поперечной системе набора водонепроницаемые и сплошные проницаемые флоры устанавливаются так же. Кроме того, между ними на расстоянии шпации устанавливаются открытые (бракетные или облегченные) флоры.

· Бракеты устанавливаются на каждом шпангоуте при продольной системе набора у вертикального киля (с обеих сторон), у днищевых стрингеров (с одной стороны) и у крайнего междудонного листа (в районе скулы). Бракеты должны доводиться до ближайшей продольной балки и привариваться к ней.

Оформление схемы заканчивается обозначением всех элементов перекрытия (цифрами на схеме и названиями внизу схемы) и указанием расстояний между ними. Схема должна иметь название. На ДП должны быть указаны номера шпангоутов (под поперечными переборками).

Расчет элементов днищевого перекрытия

Расчетные формулы и примеры расчета элементов днища для различных судов приведены в приложениях.

План расчета

1. Расчетные нагрузки на конструкции двойного дна определяются в соответствии с п. 2.4.3.2, кПа:

а) суммарное давление на двойное дно обычно принимается равным внешнему давлению воды на днищевую обшивку (т.к. противодавления груза может не быть)

р₁=р _{внешнее}

б) на настил 2-го дна

р₂=р_г или р_исп (что больше)

Здесь - расчетное давление на настил второго дна от груза (п. 1.3.4.1);