Спецификация всех элементов набора судна

Реферат на тему:

Спецификация всех элементов набора судна

При продольной системе набора (рис. 1) главными балками, воспринимающими основные нагрузки, являются продольные балки рамного и холостого профилей. Поперечными связями служат рамные шпангоуты, которые устанавливают через три-четыре шпации, т. е. на расстоянии 1650--2400 мм друг от друга. Расстояние между холостыми балками продольного набора принимают 500--600 мм, а кильсоны и карлингсы устанавливают на расстоянии 1500--2500 мм друг от друга.

Продольная система набора обеспечивает повышенную прочность корпуса на изгиб, так как листы обшивки, подкрепленные продольными ребрами жесткости, устойчиво работают на сжатие. Поэтому продольную систему набора применяют при изготовлении корпусов судов значительной длины. К недостаткам продольной системы набора относят более сложную стыковку секций при сварке корпуса и меньшую поперечную прочность.

Наружную обшивку корпуса и настил палубы сваривают из отдельных листов, длинные кромки которых направляют вдоль судна: они образуют пояса обшивки. Швы листов, идущие поперек судна, называют стыками, а вдоль судна -- пазами. Стыки должны лежать на расстоянии ¹/4-- ¹/з шпации от шпангоутов.

Для определени_iя количества и размеров стальных листов, необходимых для постройки корпуса, вычерчивают растяжку наружной обшивки и палубного настила с показанием всех стыков и пазов, а также набора корпуса. Обшивку растягивают поперек судна -- по шпангоутам по одну сторону от ДП.

Обшивка и настил палубы являются основными связями эквивалентного бруса, обеспечивающими общую и местную прочность корпуса. Роль отдельных поясов обшивки в обеспечении прочности неодинакова и определяется положением их относительно нейтральной оси эквивалентного бруса. Наиболее нагружены пояса палубы и днищевой обшивки, верхний пояс обшивки борта, называемый шир-стреком, и закругленный скуловой пояс в месте перехода бортов в днище (рис. 3).

Толщины обшивки и настила палубы назначают из условия обеспечения общей прочности корпуса. Однако Правилами Речного Регистра РСФСР установлены минимально допустимые толщины отдельных поясов из условия обеспечения судну необходимой долговечности с учетом коррозии и механического износа. Минимальную толщину наружной обшивки, настила палубы, ширстрека и палубного стрингера назначают в зависимости от длины, класса и типа судна по специальной таблице. При этом толщину наружной обшивки в носовой

Рис. 1. Отсеки корпусов судов с поперечной и продольной системами набора:

/ -- ширстрек; 2, /7-- палубный и бортовой стрингеры; 3-- пиллерс; 4-- карлингсы; 5 -- рамный бимс; в -- холостые бимсы; 7-- кница; 8, 9, 10 -- холостой, флорный и рамный шпангоуты; // -- голубницы; 12, 14, 24 -- средний, бортовой и днищевый кильсоны; 13 -- утолщенный килевой пояс; /5 --флор рамного днищевого шпангоута; 16 -- скуловой пояс обшивки; 18, 23 -- рамные шпангоуты борта и днища; 19,21 -- соответственно палубные и бортовые продольные ребра жесткости; 20 -- обшивка палубы; 22 -- днищевые холостые продольные балки оконечности принимают не менее 1,25 толщины наружной обшивки в средней части судна, а толщину наружной обшивки в районе ах-терпика -- не менее толщины наружной обшивки в средней части корпуса. Ширина ширстрека должна быть не менее 0,2Н (где Н -- высота борта судна).

Основным поясом палубного настила является палубный стрингер, идущий вдоль бортов от носа до кормы. Ширину палубного стрингера у палубных судов принимают не менее 600 мм, а толщину -- не менее толщины ширстрека. Остальные пояса палубного настила делают несколько тоньше. Для сохранения прочности в палубном стрингере запрещается делать вырезы диаметром более d = 20t_пс (где t_пс -- толщина палубного стрингера) без надлежащего подкрепления.

Суда, плавающие в битом льду, вдоль всего корпуса имеют ледовый пояс, толщину обшивки которого в носовой части судна принимают равной 1,25t, в районе ахтерпика -- 1,2t. на остальной длине судна-- 1,15t (где t -- толщина обшивки борта в соответствующем районе для судна без ледовых подкреплений).

Верхняя граница ледового пояса проходит на 0,5 м выше грузовой ватерлинии, а нижняя -- на 0,5 м ниже ватерлинии порожнем, с учетом возможности дифферента судна.

Палубный настил судов-площадок и настил второго дна сухогрузных судов для защиты от повреждений при перегрузочных операциях утолщают на 3 мм и более, т. е. t_ш. > t₀ + 3 мм (где t₀ -- толщина наружной обшивки днища).

Рис. 3. Обшивка корпуса в поперечном сечении (а) и растяжка наружной обшивки (б):

I -- пояс горизонтального киля; 2,3 -- пояса днищевой обшивки; 4 -- скуловой пояс; 5 -- пояс обшивки наружного борта; 6 -- ширст-рек; 7 -- палубный стрингер; в --продольный комингс; 9 -- фальшборт; П -- пазы; S -- стыки.

Современные сухогрузные теплоходы и танкеры строят с двойным дном и двойными бортами. Это увеличивает общую прочность корпуса, повышает живучесть судна и создает удобства для выполнения перегрузочных операций.

У речных судов с двойным дном (рис. 4) высоту междудонного пространства принимают 800 мм при длине корпуса до 120 м и не менее 900 мм при большей длине корпуса. Набор второго дна изготовляют по той же системе, которая принята для днища и палубы корпуса данного судна.

Пространство между двойным дном и бортами разделено на отсеки непроницаемыми сплошными флорами шпангоутов. Для доступа в отсеки междудонного пространства и вентиляции их во время работ в настиле второго дна вблизи водонепроницаемых флоров делают лазы. Боковые кильсоны, проницаемые флоры и шпангоуты также имеют овальные вырезы размером 400x600 мм, позволяющие перемещаться по отсеку при осмотре. Однако высота этих вырезов не должна превышать половины высоты листа флоров и кильсонов. В среднем кильсоне во избежание нарушения прочности обычно вырезы не делают.

Толщину листов второго дна самоходных и несамоходных судов, на которых выгрузку осуществляют грейферами, принимают равной 8-- 10 мм.

Наружная обшивка служит для обеспечения непроницаемости и прочности корпуса. Она воспринимает гидростатическое давление воды, удары волн, сжатие льдами.

Рис. 4. Днищевое перекрытие с двойным дном:

/ -- настил второго дна; г --кница; 3 --поперечная переборка; 4 -- стойка поперечной переборки (контрфорс); 5, 6 -- флоры непроницаемый и проницаемый; 7 -- днищевая обшивка; 8 -- средний кильсон; 9 -- боковые кильсоны.

Днищевой набор на судах с двойным дном (рис. 5). Все сухогрузные суда длиною более 61 м имеют двойное дно, которое образуется между днищевой обшивкой и стальным настилом второго дна, накладываемым поверх днищевого набора. Высота двойного дна не менее 0,7 м, а на больших судах 1 --1,2 м. Такая высота позволяет проводить работы в двойном дне при постройке судна, а также при очистке и окраске отсеков двойного дна в период эксплуатации.

Поперечными связями днищевого набора на судах с двойным дном являются флоры, которые бывают трех типов: сплошные, водонепроницаемые и открытые (бракетные и облегченные).

Сплошной флор состоит из стального листа, поставленного на ребро. Нижней кромкой флор соединен с днищевой обшивкой, а верхней -- с настилом второго дна. В сплошном флоре имеются большие овальные вырезы -- лазы, обеспечивающие сообщение между отдельными ячейками двойного дна. Кроме больших вырезов, в листе сплошного флора у днищевой обшивки и у настила второго дна делается несколько небольших вырезов -- голубниц для прохода воды и воздуха.

Водонепроницаемый флор конструктивно ничем не отличается от сплошного, но он не имеет никаких вырезов.

Бракетный (открытый) флор не имеет сплошного листа, а состоит из двух балок профильной стали: нижней, идущей по днищевой обшивке, и верхней, которая идет под настилом второго дна. Верхняя и нижняя балки соединены между собой прямоугольными обрезками листовой стали -- бракетами.

Продольными связями днищевого набора на судах с двойным дном являются вертикальный киль, крайние междудонные листы и днищевые стрингеры.

Вертикальный киль -- лист, поставленный на ребро и идущий в диаметральной плоскости непрерывно по всей длине судна. Он выполняется водонепроницаемым и делит двойное дно на отсеки левого и правого бортов. Вместо вертикального киля может устанавливаться туннельный киль, который состоит из двух листов, идущих параллельно диаметральной плоскости на расстоянии 1 --1,5 м друг от друга.

С бортов междудонное пространство ограничивается междудонными листами (скуловыми стрингерами), идущими по всей длине двойного дна непрерывно и не имеющими никаких вырезов. Нижней кромкой междудонный лист соединен с наружной обшивкой, а верхней -- с настилом второго дна. Крайние между донные листы обычно устанавливают наклонно, в результате чего в трюме по бортам образуются льяла, в которых собирается трюмная вода. Днищевые стрингеры представляют собой вертикальные листы, устанавливаемые по обе стороны от вертикального киля. Их разрезают на каждом сплошном флоре, а для прохода нижней и верхней балок бра-кетного флора в листе стрингера делают вырезы соответствующих размеров. Для уменьшения массы и обеспечения доступа ко всем частям двойного дна в

днищевых стрингерах делают большие вырезы -- лазы.

Рис. 5. Днищевой набор на судах с двойным дном:

/-- настил второго дна; 2-- водонепроницаемый флор; 3-- бракетный (открытый) флор; 4-- сплошной флор; 5--вертикальный киль; 6--днищевой стрингер; 7-- крайний муждудонный лист (скуловой стрингер)

Днищевой набор. При поперечной системе набора с двойным дном основной балкой днищевого набора является внутренний вертикальный киль, идущий вдоль судна в диаметральной плоскости. К нему привариваются с обеих сторон флоры -- поперечные балки, идущие до скуловой части судна. Флоры имеют на миделе такую же высоту, как и киль.

Флоры бывают трех видов: водонепроницаемые, сплошные и бракетные (рис. 6). Водонепроницаемый флор изготовляется из листовой стали и приваривается снизу к днищевой обшивке, сверху ко второму дну, а у борта -- к крайнему междудонному листу, называемому также скуловым стрингером. Водонепроницаемые флоры ставятся для разделения междудонного пространства на отдельные изолированные танки, которые используются для приема в них пресной воды или жидкого топлива, а иногда и для приема балласта --забортной воды.

Сплошные флоры отличаются от непроницаемых наличием овальных вырезов (лазов) размером не менее 350X450 мм. Они ставятся в наиболее нагруженных местах под машинами, котлами, в носовой части и по всей длине судов, перевозящих насыпные грузы. В остальных случаях их ставят через три-четыре шпации, для облегчения устанавливая между ними на каждой шпации бракетные флоры. Они представляют собой рамку, состоящую из двух балок: нижней и верхней, приваренных соответственно к днищу или ко второму дну и соединенных между собой полосками стали -- бракетами. Высота междудонного пространства от 0,7 до 2 м и наличие лазов в сплошных флорах позволяют производить работы по очистке и покраске танков междудонного пространства.

Рис. 6. Флоры:

а -- водонепроницаемый; б -- сплошной; в -- бракетный

Для перетекания остатков воды или топлива и прохода воздуха из одной шпации в другую в нижней и верхней частях флор делают небольшие вырезы -- голубницы.

Параллельно вертикальному килю на расстоянии не более 3,5 м от него с обоих бортов ставят днищевые стрингеры, разрезаемые на каждом флоре и к нему привариваемые. Для облегчения веса они также имеют большие овальные вырезы. Поверх днищевого набора настилается второе дно.

При продольной системе набора основной продольной связью днища, как и при поперечной системе, является вертикальный киль. Флоры устанавливаются реже. Расстояние между днищевыми стрингерами и от них до вертикального киля и бортов 4,5 м. Между ними устанавливают продольные ребра жесткости, которые привариваются к днищевой обшивке и ко второму дну. Так как носовая оконечность судна испытывает значительные удары встречных волн, особенно при малой загрузке носа, предусмотрены дополнительные подкрепления: промежуточные шпангоуты, в междудонном пространстве устанавливают дополнительные невысокие стрингеры.

Рострами называют часть палубы средней надстройки, где размещаются шлюпки. Ростры над главной палубой поддерживают пиллерсы.

Пайол - деревянный настил палубы.

Твиндек - грузовое помещение над трюмом

Шельф - прибрежная полоса подводного района.

В период проектирования судна разрабатывают документ, содержаний информацию об аварийной остойчивости и посадке аварийного судна. Пользуясь ею, капитан в случае аварии имеет возможность оценить состояние поврежденного судна и принять необходимые меры по то спасению.

Непотопляемость судов обеспечивается прежде всего определенными конструктивными мероприятиями, а также грамотными действиями экипажа в аварийной ситуации. Так, при проектировании судна выбирают такую высоту непроницаемого надводного борта, при которой обеспечиваются достаточные запасы плавучести и остойчивости.

Важнейший фактор, обеспечивающий непотопляемость судна, -- разделение корпуса на отсеки прочными водонепроницаемыми переборками. Разбивку на отсеки выполняют с учетом возможных повреждений и влияния затопления каждого из отсеков на крен, дифферент и остойчивость судна. Объем любого отсека должен быть меньше запаса плавучести, а уменьшение остойчивости при затоплении отсека не должно сопровождаться опрокидыванием судна. В процессе проектирования выполняют специальный расчет и строят кривую предельных длин отсеков, которая определяет максимально допустимое расстояние между водонепроницаемыми переборками. Число переборок должно удовлетворять требованию по их минимуму, обеспечивая при этом заданные требования по сохранению мореходных качеств после затопления части отсеков.

Иногда на крупных судах отсеки, ограниченные поперечными переюрками, делят продольными водонепроницаемыми переборками. Однако наличие таких переборок может вызвать опасный крен судна после затопления отсека, ширина которого меньше ширины судна. Для ликвидации крена в подобных случаях разрабатывают систему затопления отсеков, что позволяет при сохранении достаточной остойчивости спрямить судно.

Важное значение для сохранения мореходных качеств судна после затопления одного из отсеков имеют предупредительные организационно-технические мероприятия, для выполнения которых личный состав проходит специальную подготовку и тренировку. К таким мероприятиям относятся: поддержание в процессе эксплуатации судна не-фоницаемости наружной обшивки, палуб, переборок и сохранение герметичности люковых закрытий; сохранение необходимого запаса плавучести и остойчивости; содержание средств борьбы за живучесть в полной готовности к действию.

Борьба за непотопляемость судна обеспечивается быстрыми и точными действиями экипажа согласно разработанным инструкциям и наставлениям.

Вместе с обшивкой набор корпуса судна образует днищевые, бортовые, палубные и переборочные перекрытия, воспринимающие нагрузки, действующие по нормали к ним и в их плоскости. Набор корпуса судна участвует в обеспечении общей и местной прочности судового корпуса, а также прочности и устойчивости обшивки. Судовые балки располагают главным образом в 2 взаимно перпендикулярных направлениях -- поперек и вдоль судна. Параллельные балки, число которых в перекрытии преобладает, называют балками главного направления, перпендикулярные к ним балки -- перекрестными связями. Каждое перекрытие в зависимости от преобладающих нагрузок и габаритных размеров имеет определенную систему набора. Если ограниченные балками набора пластины обшивки перекрытия ориентированы поперек судна -- система набора поперечная, если вдоль судна -- продольная, если пластина квадратная -- то система набора называют клетчатой.

При расчете на местную прочность отдельные конструкции корпуса судна представляются в виде перекрытий, рам, изолированных балок и пластин.

Перекрытие -- это система пересекающихся и взаимно связанных  балок,  концы   которых  закреплены   на  так   называемом опорном контуре. Опорный контур днищевых и палубных перекрытий образуют борта судна и поперечные переборки, опорный контур бортовых перекрытий -- поперечные переборки, днище и палуба судна. Балки перекрытия располагают параллельно сторонам опорного контура (рис. 7, а). Те балки, которых в перекрытии больше, называются балками главного направления; балки, перпендикулярные им, называются перекрестными балками. При расчете перекрытия полагают, что нагрузка воспринимается балками главного направления и передается перекрестным балкам, которые должны иметь достаточную жесткость, так как они предназначены для разгрузки балок главного направления. Если жесткость перекрестных балок мала, то они могут даже загружать балки главного направления, что иногда используется для разнесения сосредоточенных нагрузок на большее число балок главного направления.

Днищевые перекрытия рассчитывают на действие нагрузки от гидростатического давления забортной воды, веса грузов, оборудования и механизмов, находящихся на днище. Нагрузка должна соответствовать тому положению судна на волне, для которого вычислены напряжения от общего изгиба.

Расчет бортовых перекрытий производят на гидростатическую нагрузку, распределенную по треугольнику и отвечающую положению судна на волне. Местная прочность связей палубного перекрытия проверяется на действие равномерно распределенной нагрузки от веса находящегося на палубе груза и веса воды, попадающей на палубу во время шторма. Нагрузки, на которые рассчитываются перекрытия, регламентируются «Нормами прочности морских судов».

Если число балок обоих направлений небольшое, то перекрытия рассчитывают методом приравнивания прогибов. При нескольких перекрестных балках расчет перекрытия может быть сведен к расчету балок главного направления, загруженных реакциями со стороны перекрестных связей и внешней нагрузкой (рис.7, а).

Рис. 7. Схема работы элементов корпуса: а -- перекрытие; б -- шпангоутные рамы; в -- ребра жесткости; г--пластина.1 -- опорный контур; 2 -- балки главного направления; 3 -- перекрестная связь.

Если число балок главного направления велико, то они как бы создают для перекрестных балок упругое основание. В этом случае расчет перекрытия сводится к расчету перекрестных балок на упругом основании.

Под рамами понимают балки набора, расположенные в одной плоскости и жестко соединенные между собой. На рис. 7, б показаны схемы шпангоутных рам однопалубного и двухпалубного судна. Рамы состоят из флора, шпангоутов и бимсов. Поскольку у промысловых судов флоры значительно больше шпангоутов, полагают, что шпангоуты жестко заделаны на флорах, и производят расчет шпангоутных рам без днищевых ветвей (рис. 7, б). Шпангоутные рамы однопалубных судов рассчитывают методом трех моментов, многопалубных судов -- методом угловых деформаций. Расчетной является гидростатическая нагрузка, распределенная по всей высоте борта по закону треугольника.

Изолированные балки -- это такие балки, прочность которых может быть рассчитана отдельно от прочности перекрытия. Они намного меньше других связей перекрытия. К числу изолированных балок относятся, например, ребра жесткости, установленные по днищу между флорами. Вследствие симметрии конструкции и нагрузки такие ребра жесткости рассчитывают как балки, жестко заделанные на флорах и загруженные давлением воды (рис. 7, в).

Под пластинами понимают части листов наружной обшивки, настилов палуб, платформ и двойного дна между балками набора (рис. 7, г). Балки набора служат для пластины опорным контуром. Как правило, пластины имеют симметричные пролеты и нагрузку, поэтому их можно считать жестко заделанными на опорном контуре. Если отношение сторон опорного контура велико, то пластину можно полагать гнущейся в средней части по цилиндрической поверхности. В этом случае расчет пластины сводится к расчету балки единичной ширины, вырезанной из пластины вдоль короткой стороны.

Поскольку пластины участвуют в изгибе вместе с балками набора, в расчетное сечение балок включают части пластин, прилегающие к балкам--так называемые присоединенные пояски. Ширина присоединенного пояска определяется по «Нормам прочности».

В связях, участвующих одновременно в обеспечении общей и местной прочности, производится суммирование напряжений от общего и местного изгибов. Например, в днищевой обшивке суммируются напряжения от общего изгиба, изгиба днищевой пластины вместе с продольными балками набора и изгиба самой пластины. Напряжения от местного изгиба позволяют оценить местную прочность судовых конструкций, а суммарные напряжения от общего и местного изгибов -- общую прочность корпуса судна.

ФОРПИК: крайний носовой отсек судна, простирающийся от форштевня до таранной (форпиковой) переборки, отстоящей на транспортных судах не ближе чем 0,05 длины судна от носового перпендикуляра. Обычно служит балластной цистерной.

РУБКА: сооружение на верхней палубе или палубе надстройки, не доходящее до бортов судна на расстояние свыше 4 % его ширины и имеющее двери, окна или другие отверстия в наружных переборках. Исторически употребление термина укоренилось в названии некоторых служебных помещений на судне: рулевая рубка, штурманская рубка и др.

ШИФТИНГБОРДС: Происхождение: от англ. shift -- перемещение и board -- доска.

Временная переборка, устанавливаемая в верхней части грузового трюма судна по длине люка. Предотвращает пересыпание груза при бортовой качке судна. Шифтингбордс закладываются в специальные гнезда, устроенные в поперечных комингсах люка или в пиллерсах под ними, а в пролете упрочняются стойками, которые с помощью тросов с талрепами прикрепляются к бортам. При перевозке несыпучих грузов Шифтингбордсы хранятся в закрепленном положении на бортах или переборках.

БРАКЕТА : прямоугольной или более сложной формы пластина, служащая для подкрепления балок судового набора или соединения их между собой. Бракету изготовляют из материала корпуса. При больших размерах бракет, для повышения жесткости их свободные (неприваренные) кромки имеют отогнутый фланец или приваренный поясок. Бракеты применяют в конструкции флора, для подкрепления вертикального киля, в скуловых соединениях и пр. Бракету малого размера, обычно треугольной формы, называют кницей.

ЛАЦПОРТ: Происхождение: от нем. Lastpforte-- груз, порт судна для проведения вырез в борту грузовых операций, приема и выдачи шлангов и тому подобное. Лацпорт называют также водонепроницаемое закрытие этого выреза.

Литература

1. А,Д.Дидык , В.Д.Усов, Р.Ю.Титов, "Управление судном и его техническая эксплуатация", "Транспорт", Москва, 1990.

2. А.А.Антонов, Р.Ф.Недра, "Устройство морского судна" Москва, "Транспорт" 1974.

3. Н.Г.Смирнов «Теория и устройство судна», М., Транспорт, 1992