Балки основного набора по днищу и второму дну

Подбор ребер жесткости по днищу:

Момент сопротивления поперечного сечения продольных балок по днищу и второму дну должен быть не менее:

W_вх. = W'ω_к , где W' – момент сопротивления рассматриваемой балки без учета запаса на износ, см³, определяется по формуле:

где Q = pal – поперечная нагрузка на рассматриваемую балку, кН;

ω_к = 1 + α_к∆s - множитель, учитывающий поправку на износ,

где α_к = 0,07 + 6/W' ≤ 0,25 при W' < 200 см³;

α_к = (1/0,15)(0,01+1/W') при W' ≥ 200 см³.

Подбор ребер жесткости по днищу:

m = 12; k_σ = 0,65; σ_n = 235 МПа; Р = 80,88 кПа;

l – расчетный пролет балки, м, определяемый: для продольных балок по днищу и второму дну - как расстояние между флорами: l = 1,80 м; а = 0,6 м;

Q = pal = 80,88·0,6·1,80 = 87,35 кН;

м³;

α_к = 0,07 + 6/W' = 0,14;

ω_к = 1 + α_к∆s = 1 + 0,14·2,4 = 1,34;

W_вх. = W'ω_к = 85,8·1,34 = 114,6 см³.

Находим площадь поперечного сечения ребер жесткости по днищу по формуле:

f = С_wW_вх.^2/3 , где С_w = 0,64;

f = 0,64·114,6^2/3 = 15,1 см².

Ширина присоединенного пояска:

b = l / 6 = 1,8/6 = 0,35 м = 30 см;

b = 0,6 м = 60 см;

Выбираем меньшее: b = 30 см.

Далее по сортаменту находим: f_сорт. = 17,94 см² (f_сорт ≥ f); i₀ = 452,0 см⁴;

y₀ = 9,99 см; b = 30 см; h = 16 см; t_п = 1,2 см;

Рисунок 3.4 – Профиль расчетной балки

Проверка:

= 1794,9 см⁴;

= 13,08 см;

; W=137,2 см³.

Условие W ≥ W_вх. Выполняется, т.к. 137,2 см³ ≥ 114,6 см³, значит по днищу принимаем несимметричный полособульб № 16а.

Подбор ребер жесткости по второму дну:

m = 12; k_σ = 0,75; σ_n = 235 МПа; Р = 78,71 кПа;

l – расчетный пролет балки, м, определяемый: для продольных балок по днищу и второму дну - как расстояние между флорами: l = 1,8 м; а = 0,6 м:

Q = 85,0 кН;

W`= 72,3 м³;

α_к = 0,07 + 6/W' = 0,15,

ω_к = 1 + α_к∆s = 1,37;

W_вх. = W'ω_к = 98,9 см³.

Находим площадь поперечного сечения ребер жесткости по днищу по формуле:

f = С_wW_вх.^2/3 , где С_w = 0,64;

f = 13,69 см².

Ширина присоединенного пояска:

b = l / 6 = 1,8/6 = 0,30 м = 30 см;

b = 0,6 м = 60 см;

Выбираем меньшее: b = 30 см.

Далее по сортаменту находим: f_сорт. = 17,96 см² (f_сорт ≥ f); i₀ = 468,0 см⁴;

y₀ = 9,95 см; b = 30 см; h = 16 см; t_п = 1,0 см;

Проверка:

= 1694,8 см⁴;

= 12,59 см;

; W=134,7 см³.

Условие W ≥ W_вх. Выполняется, т.к. 134,7 см³ ≥ 98,9 см³, значит по 2 дну принимаем несимметричный полособульб № 16а.

Горизонтальные ребра жесткости по стрингерам и ВК.

Момент сопротивления поперечного сечения должен быть не менее:

W_вх. = W'ω_к , где W' – момент сопротивления рассматриваемой балки без учета запаса на износ, см³, определяется по формуле:

где Q = pal – поперечная нагрузка на рассматриваемую балку, кН;

ω_к = 1 + α_к∆s - множитель, учитывающий поправку на износ,

где α_к = 0,07 + 6/W' ≤ 0,25 при W' < 200 см³;

α_к = (1/0,15)(0,01+1/W') при W' ≥ 200 см³.

m = 12; k_σ = 0,75; σ_n = 235 МПа; Р = 78,71 кПа;

l – расчетный пролет балки, м: l = 1,8 м; а = 0,7 м:

Q = pal = 92,2 кН;

W`= 84,4 м³;

α_к = 0,07 + 6/W' = 0,14,

ω_к = 1 + α_к∆s =1,34;

W_вх. = W'ω_к = 113,0 см³.

Находим площадь поперечного сечения ребер жесткости по формуле:

f = С_wW_вх.^2/3 , где С_w = 0,64,

f = 14,96 см².

Ширина присоединенного пояска:

b = l / 6 = 1,8/6 = 0,30 м = 30 см;

b = 0,7 м = 70 см;

Выбираем меньшее: b = 30 см.

Далее по сортаменту находим: f_сорт. = 17,96 см² (f_сорт ≥ f); i₀ = 468,0 см⁴;

y₀ = 9,95 см; b = 30 см; h = 16 см; t_п = 1 см;

Проверка:

= 1694,8 см⁴;

= 12,59 см;

; W=134,7 см³.

Условие W ≥ W_вх. Выполняется, т.к. 134,7 см³ ≥ 113,0 см³, значит принимаем несимметричный полособульб № 16а.

Вертикальные ребра жесткости по непроницаемым участкам сплошных флоров.

Момент сопротивления поперечного сечения должен быть не менее:

W_вх. = W'ω_к , где W' – момент сопротивления рассматриваемой балки без учета запаса на износ, см³, определяется по формуле:

где Q = pal – поперечная нагрузка на рассматриваемую балку, кН;

ω_к = 1 + α_к∆s - множитель, учитывающий поправку на износ,

где α_к = 0,07 + 6/W' ≤ 0,25 при W' < 200 см³;

α_к = (1/0,15)(0,01+1/W') при W' ≥ 200 см³.

m = 10; k_σ = 0,75; σ_n = 235 МПа; Р = 78,71 кПа;

l – расчетный пролет балки, м: l = 1,4 м; а = 0,6 м:

Q = pal = 66,1 кН;

W`= 52,5 м³;

α_к = 0,07 + 6/W' = 0,18,

ω_к = 1 + α_к∆s = 1,44;

W_вх. = W'ω_к = 75,7 см³.

Находим площадь поперечного сечения ребер жесткости по формуле:

f = С_wW_вх.^2/3 , где С_w = 0,64;

f = 11,46 см².

Ширина присоединенного пояска:

b = l / 6 = 1,4/6 = 0,233 м = 23,3 см;

b = 0,6 м = 60 см;

Выбираем меньшее: b = 23,3 см.

Далее по сортаменту находим: f_сорт. = 14,05 см² (f_сорт ≥ f); i₀ = 274,0 см⁴;

y₀ = 8,82 см; b = 23,3 см; h = 14 см; t_п = 1 см;

Проверка:

= 1035,7 см⁴;

= 11,00 см;

; W=94,2 см³.

Условие W ≥ W_вх. Выполняется, т.к. 94,2 см³ ≥ 75,7 см³, значит принимаем несимметричный полособульб № 14а.

Рисунок 3.5 – Расчет днищевого перекрытия

3.5 Расчёт бортового перекрытия

Подбор продольных рёбер жесткости по борту.

Момент сопротивления поперечного сечения должен быть не менее:

W_вх. = W'ω_к , где W' – момент сопротивления рассматриваемой балки без учета запаса на износ, см³, определяется по формуле:

где Q = pal – поперечная нагрузка на рассматриваемую балку, кН;

ω_к = 1 + α_к∆s - множитель, учитывающий поправку на износ,

где α_к = 0,07 + 6/W' ≤ 0,25 при W' < 200 см³;

α_к = (1/0,15)(0,01+1/W') при W' ≥ 200 см³.

m = 12; k_σ = 0,65; σ_n = 235 МПа; Р = 69,29 кПа;

l – расчетный пролет балки, м: l = 1,8 м; а = 0,5 м:

Q = pal = 70,8 кН;

W`= 69,6 м³;

α_к = 0,07 + 6/W' = 0,16;

ω_к = 1 + α_к∆s = 1,386;

W_вх. = W'ω_к = 95,7 см³.

Находим площадь поперечного сечения ребер жесткости по формуле:

f = С_wW_вх.^2/3 , где С_w = 0,64;

f = 13,39 см².

Ширина присоединенного пояска:

b = l / 6 = 1,8/6 = 0,30 м = 30 см;

b = 0,6 м = 60 см;

Выбираем меньшее: b = 30 см.

Далее по сортаменту находим: f_сорт. = 17,96 см² (f_сорт ≥ f); i₀ = 468,0 см⁴;

y₀ = 9,95 см; b = 30 см; h = 16 см; t_п = 1,2 см;

Проверка:

= 1801,6 см⁴;

= 13,09 см;

; W=137,7 см³.

Условие W ≥ W_вх. Выполняется, т.к. 137,7 см³ ≥ 95,7 см³, значит принимаем несимметричный полособульб № 16а.

Подбор продольных рёбер жесткости по 2 борту.

m = 10; k_σ = 0,75; σ_n = 235 МПа; Р = 78,71 кПа;

l – расчетный пролет балки, м: l = 1,8 м; а = 0,5 м:

Q = pal = 70,8 кН;

W`= 72,3 м³;

α_к = 0,07 + 6/W' = 0,15;

ω_к = 1 + α_к∆s = 1,37;

W_вх. = W'ω_к = 98,9 см³.

Находим площадь поперечного сечения ребер жесткости по формуле:

f = С_wW_вх.^2/3 , где С_w = 0,64

f = 13,69 см².

Ширина присоединенного пояска:

b = l / 6 = 1,8/6 = 0,30 м = 30 см;

b = 0,5 м = 50 см;

Выбираем меньшее: b = 30 см.

Далее по сортаменту находим: f_сорт. = 17,96 см² (f_сорт ≥ f); i₀ = 468,0 см⁴;

y₀ = 9,95 см; b = 30 см; h = 16 см; t_п = 1 см;

Проверка:

= 1694,8 см⁴;

= 12,59 см;

; W=134,7 см³.

Условие W ≥ W_вх. Выполняется, т.к. 134,7 см³ ≥ 98,9 см³, значит принимаем несимметричный полособульб № 16а.

Подбор рамных шпангоутов.

Так как по заданию судно танкер, а высота борта Н= 9,4 м, сделаем распределение по высоте борта , второе дно 1,4 м, трюм 8,0 м. Длина стенки шпангоута равна ширине двойного борта, присоединённым пояском является наружный борт, свободным внутренний борт.

Момент сопротивления поперечного сечения должен быть не менее:

W_вх. = W'ω_к , где W' – момент сопротивления рассматриваемой балки без учета запаса на износ, см³, определяется по формуле:

где Q = pal – поперечная нагрузка на рассматриваемую балку, кН;

ω_к = 1 + α_к∆s - множитель, учитывающий поправку на износ,

где α_к = 0,07 + 6/W' ≤ 0,25 при W' < 200 см³;

α_к = (1/0,15)(0,01+1/W') при W' ≥ 200 см³.

m = 11; k_σ = 0,65; σ_n = 235 МПа; Р = 69,29 кПа;

l – пролет шпангоута, м: l = 8,0 м; а = 1,8 м:

Q = pal = 69,29·1,8·8,0 = 997,8 кН;

W`= 4750,6 м³;

0,07;

ω_к = 1 + α_к∆s = 1,16;

W_вх. = W'ω_к = 5526,7 см³.

Требования для площади стенки.

Площадь поперечного сечения стенки рамного шпангоута должна быть не менее определяемой по формуле:

где - максимальное значение перерезывающей силы.

– расчётный нормальный предел текучести по касательным напряжением.

к_τ= 0,65 - коэффициент допускаемых касательных напряжений.

f = 57,28 см².

Рисунок 3.6 – Профиль расчетной балки

Таблица 3.1 – подбор рамных шпангоутов

l = В/А – отстояние нейтральной оси; l =25,9 см;

I=С-В²/А – момент инерции балки относительно нейтральной оси;

I=319248,3 см⁴;

- момент сопротивления балки с присоединенным пояском. (3.111)

W=6082,4 см³.

Условие W ≥ W_вх. Выполняется, т.к. 6082,4 см³ ≥ 5526,7 см³.

Принимаем:

стенка: S = 14 (мм); h = 760 (мм);

свободный поясок: S = 18 (мм); h = 300 (мм).

Рисунок 3.7 – Расчет бортового перекрытия