В скуловой цистерне

при продольной системе набора

- продольные бортовые балки – на расстоянии шпации;

- рамы – через 2 шпации (согласованно со сплошными флорами на днище);

при поперечной системе набора

- рамы – на каждом шпангоуте;

В средней части борта

- обычные шпангоуты – на расстоянии шпации;

В подпалубной цистерне

- продольные бортовые балки – на расстоянии шпации;

- рамы – через 2-4 шпации (согласованно со сплошными флорами на днище).

План расчета

1. Трюмные шпангоуты - пп. 2.5.4.1; 1.6.4.1; 1.6.4.2

Здесь Q=pa l;

m=18 – для трюмных шпангоутов одинарного борта;

k_s=0,65 – для шпангоутов наружного борта;

l – пролет трюмного шпангоута (расстояние по борту между скуловой и подпалубной цистернами), м;

a – расстояние между шпангоутами (шпация), м;

р=р_г или р_{внешнее}, или р_исп (что больше)

- давление сыпучего груза – п. 1.3.4.3;

h_г=h_тр/2 - на уровне середины высоты трюма;

- плотность груза, т/м³;

µ - удельный погрузочный объем груза, м³/т;

a_z – расчетное ускорение в вертикальном направлении при качке (может приниматься равным 0 в средней части судна);

р_{внешнее}= - внешнее давление на уровне середины пролета трюмного шпангоута, кПа. При этом «p» должно быть принято не менее минимального значения, определяемого по формуле ;

р_st=10z_i – статическое давление воды, кПа;

- волновое (динамическое) давление воды, кПа;

C_w - волновой коэффициент, определенный ранее (в расчете наружной обшивки);

z_i – расстояние от точки середины пролета трюмного шпангоута до летней ГВЛ, м;

p_w0 - волновое давление воды на уровне летней ГВЛ, определенное ранее (в расчете наружной обшивки);

- испытательное давление, кПа;

- испытательный напор (от середины высоты трюма до верха воздушной трубки), м;

h_тр – высота трюма, м;

=1,5 м - высота воздушной трубки над ВП, м;

=1,05 – коэффициент, учитывающий добавку на коррозию.

1а. Трюмные шпангоуты (расчет на ледовую нагрузку) – п. 3.10.4.3 – выполняется для пролетов, попадающих в район ледовых усилений I (район переменных ватерлиний)

Здесь р=р_В1 – интенсивность ледовой нагрузки (район I), определенная ранее при расчете толщины ледового пояса, кПа;

- высота распределения ледовой нагрузки, для средней части (района ВI) определена ранее при расчете толщины ледового пояса, м;

а – шпация, м;

l - пролет трюмного шпангоута, м;

- (при l_л <0,5 l);

Е = 1 – (при l_л ≥0,5 l);

l_л – часть длины пролета шпангоута, перекрытая районом ледовых усилений (ледовым поясом), м;

=1,15 - коэффициент, учитывающий добавку на коррозию.

По результатам расчета пунктов 1 и 1а (по большему результату) подобрать профиль (как правило, сварной тавр).

2. Продольные балки скуловой цистерны - пп. 2.5.4.3; 1.6.4.1; 1.6.4.2

Здесь Q=pa l;

m=12 – для продольных бортовых балок;

k_s=0,65 – для продольных бортовых балок в средней части судна;

l – пролет продольной балки – расстояние между рамами скуловой цистерны, м;

a – расстояние между продольными бортовыми балками (шпация), м;

р ₌ - испытательное давление, кПа;

- испытательный напор, м;

z_i – расстояние от нижней продольной балки до ВП;

=1,5 м - высота воздушной трубки над ВП, м.

2а. Продольные балки скуловой цистерны - п. 3.10.4.6 - расчет выполняется, если скуловая цистерна попадает в район ледовых усилений I или II

Здесь l – пролет продольных балок, м;

с=1 – при отсутствии дополнительных (промежуточных) шпангоутов;

; ; ;

- при ;

- при ;

a – расстояние между продольными бортовыми балками (шпация), м;

- см. расчет толщины ледового пояса;

=1,15 - коэффициент, учитывающий добавку на коррозию.

По результатам расчета пунктов 2 и 2а (по большему результату) подобрать профиль (как правило, симметричный или несимметричный полособульб).

3. Рамы скуловой цистерны - пп. 2.5.4.3; 1.6.4.1; 1.6.4.2

Здесь Q=pa l;

m=11 – для рам;

k_s=0,65 – для рам в средней части судна;

l – пролет рамы (по борту), м;

a – расстояние между рамами, м;

р ₌ - испытательное давление, кПа;

- испытательный напор, м;

z_i – расстояние от середины пролета рамы до ВП;

=1,5 м - высота воздушной трубки над ВП, м.

Подобрать профиль – сварной тавр - и проверить, чтобы h_рамы≥2h_{продольных балок} (при необходимости увеличить профиль рамы).

4. Продольные балки подпалубной цистерны - пп. 2.5.4.3 – рассчитываются аналогично п. 2, но отличается «p», т.к. отличается «z_i».

3. Рамы подпалубной цистерны - пп. 2.5.4.3 рассчитываются аналогично п.3 (могут отличаться «a» «l» «p»).

ТАНКЕРЫ

Современные танкеры проектируются с двойными бортами, что обусловлено требованиями Международной конвенции о защите Мирового океана от загрязнения. Пространство внутри двойного борта используется в качестве балластной цистерны. Поэтому основной нагрузкой, на которую рассчитываются конструкции борта является испытательный напор (при испытаниях непроницаемости двойного борта).

Бортовые перекрытия крупных танкеров (по требованиям «Правил» Морского Регистра судоходства РФ) должны быть выполнены по продольной системе набора.

Таким образом, основными элементами бортового перекрытия танкера являются:

- продольные бортовые балки – на расстоянии шпации, которые делятся по высоте борта на 2-3 группы, рассчитываемые на соответствующее по высоте давление воды;

- вертикальные листовые диафрагмы – через 3-5 шпаций (как сплошные флоры на днище), выполняющие роль рамных шпангоутов;

В районе ледовых усилений могут быть установлены бортовые стрингеры или дополнительные (промежуточные) рамные шпангоуты.

Схема бортового перекрытия разрабатывается для того же танка в средней части судна, что и в расчете днища.

Расчет элементов бортового перекрытия

План расчета

1. Продольные бортовые балки - пп. 2.5.4.3; 1.6.4.1; 1.6.4.2 – рассчитываются отдельно для каждой группы

Здесь Q=pa l;

m=12 – для продольных бортовых балок;

k_s=0,65 – для продольных бортовых балок в средней части судна;

l – пролет продольной балки – расстояние между диафрагмами (рамными шпангоутами), м;

a - расстояние между продольными бортовыми балками (шпация), м;

p=p_исп=7,5h_н - испытательное давление, кПа;

- испытательный напор, м;

z_i – расстояние от нижней продольной балки данной группы до ВП, м;

=2,5 м - высота воздушной трубки над ВП, м.

=1,05 – коэффициент, учитывающий добавку на коррозию.

1а. Продольные бортовые балки (расчет на ледовую нагрузку) – п. 3.10.4.6 – выполняется для продольных балок, попадающих в район ледовых усилений I (район переменных ватерлиний)

Здесь l – пролет продольных балок, м;

с=1 – при отсутствии дополнительных (промежуточных) шпангоутов;

; ; ;

- при ;

- при ;

a – расстояние между продольными бортовыми балками (шпация), м;

- см. расчет толщины ледового пояса;

=1,15 - коэффициент, учитывающий добавку на коррозию.

По результатам расчета пунктов 1 и 1а (по большему результату) подобрать профиль – для каждой группы (как правило, симметричный или несимметричный полособульб).

2. Диафрагмы двойного борта (рамные шпангоуты)

2а. Минимальная толщина диафрагм – п. 2.5.4.8

S_min=0,018L+6,2

2б. Рамные шпангоуты (диафрагмы) – п. 2.5.4.5; 1.6.4.1; 1.6.4.2

Здесь Q=pa_рш l;

m=11 – для рамных шпангоутов при продольной системе набора;

k_s=0,65 – для рамных шпангоутов в средней части судна;

l – пролет рамного шпангоута (диафрагмы) – высота танка, м;

a_рш - расстояние между рамными шпангоутами (диафрагмами), м;

p=p_исп=7,5h_н - испытательное давление, кПа;

- испытательный напор, м;

z_i – расстояние от середины пролета рамного шпангоута до ВП (половина высоты танка), м;

=2,5 м - высота воздушной трубки над ВП, м.

=1,05 – коэффициент, учитывающий добавку на коррозию.

2в. Рамные шпангоуты (диафрагмы) – п. 3.10.4.7 – расчет на ледовую нагрузку - выполняется для судов, имеющих ледовые подкрепления в средней части судна (Arc3, Arc 4 и далее)

Здесь p,b – см. расчет толщины ледового пояса;

a_рш - расстояние между рамными шпангоутами (диафрагмами), м;

l – пролет рамного шпангоута (диафрагмы) – высота танка, м;

; ; ; ; ;

k_g – большая из величин: ; ;

; k – число продольных балок по высоте борта;

, b₁ – см. расчет продольных балок (п. 1а);

=1,15 - коэффициент, учитывающий добавку на коррозию.

В результате расчета пунктов 2а, 2б, 2в выбрать сечение диафрагмы. В данном расчете оно представляет собой двутавровую балку - сечение диафрагмы с двумя присоединенными поясками (обшивки наружного и внутреннего борта). Размеры сечения этой балки можно выбрать следующим образом:

- стенка диафрагмы имеет толщину (S) не менее S_min, определенной в п. 2а, (можно принять как толщину сплошных флоров) и ширину (h), равную ширине двойного борта, т.е. площадь сечения стенки диафрагмы будет

, см²

- присоединенные пояски наружной обшивки и обшивки внутреннего борта имеют толщину, равную толщине указанных конструкций (соответственно, S_б и S_{вн. б}); ширина присоединенных поясков (b) выбирается как меньшая из следующих двух величин: 1/6 l или a_рш. Тогда площади сечений присоединенных поясков будут (в см²)

Затем надо рассчитать момент сопротивления поперечного сечения полученного профиля диафрагмы (по формуле Бубнова)

и проверить условие (W_расч – необходимый – расчетный - момент сопротивления поперечного сечения диафрагмы, определенный в пп. 2б и 2в).

3. Ребра жесткости диафрагм - п. 2.5.4.8; 1.6.4.1; 1.6.4.2

Здесь Q=pa l;

m=10 – для ребер жесткости;

k_s=0,75 – для ребер жесткости в средней части судна;

l – пролет ребер жесткости (ширина двойного борта), м;

a - расстояние между ребрами жесткости (шпация), м;

p=p_исп=7,5h_н - испытательное давление, кПа;

- испытательный напор, м;

z_i – расстояние от нижнего ребра жесткости до ВП, м;

=2,5 м - высота воздушной трубки над ВП, м.

=1,05 – коэффициент, учитывающий добавку на коррозию.

Подобрать профиль ребер жесткости – симметричный или несимметричный полособульб.

В результате расчета элементов бортового перекрытия студенты должны вычертить элементы борта на чертеже конструктивного мидель-шпангоута. На каждый борт вычерчиваются сечения, соответствующие конструкции днища. Обозначить размеры элементов борта – по расчету. При этом рекомендуется воспользоваться «Альбомами типовых конструкций» или учебниками по конструкции корпуса /1/, /2/.