Расчет поперечных переборок

Нагрузки на переборки.

Расчетное давление Р, кПа, на конструкции водонепроницаемых переборок принимается равным давлению груза Р_г = 78,71 кПА.

Толщина обшивки переборки S(мм) должна быть не менее: ,

где m – коэффициент изгибающего момента, m = 15,8;

а = 0,6 м – расстояние между рёбрами жесткости днища.

b = 2,0 м

k = 1,2 – 0,5а/b, но не более 1, k = 1;

k_σ – коэффициент допускаемых напряжений, k_σ = 0,9

8,20 мм.

Толщина обшивки переборки должна быть не менее определяемой по формуле для наливных судов при L > 80 м.

S_min = 6,7 + 0,02·L

S_min = 6,7 + 0,02·100,0 = 8,64 мм.

Принимаем S = 10 мм.

Вертикальные ребра жёсткости по переборке.

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 = 2,0 м; а = 0,6 м;

Q = pal = 94,5 кН;

W`= 89,3 м³;

α_к = (1/0,15)(0,01+1/W') = 0,14;

ω_к = 1 + α_к∆s = 1 + 0,1·2,4 = 1,33;

W_вх. = W'ω_к = 118,7 см³.

Находим площадь поперечного сечения ребер жесткости по формуле:

f = С_wW_вх.^2/3, где С_w = 0,64;

f = 15,46 см².

Ширина присоединенного пояска:

b = l / 6 = 2,0/6 = 0,33 м = 33 см;

b = 0,6 м = 60 см;

Выбираем меньшее: b = 33 см.

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

y₀ = 9,95 см; b = 33 см; h = 16 см; t_п = 1 см;

Проверка:

= 1742,5 см⁴;

= 12,84 см;

; W=135,7 см³.

Условие W ≥ W_вх. Выполняется, т.к. 135,7 см³ ≥ 118,7 см³, значит принимаем несимметричный полособульб № 16а.

Опорная стойка по переборке.

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 – пролет опорной балки, м: l = 8,0 м; а = 2,4 м;

Q = pal = 1511,2 кН;

W`= 6859,5 м³;

0,07;

ω_к = 1 + α_к∆s = 1 + 0,07·2,4 = 1,16;

W_вх. = W'ω_к = 7973,0 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 = 75,19 см².

Рисунок 3.8 – Профиль расчетной балки

Таблица 3.2 – подбор рамной стойки по переборке

l = В/А – отстояние нейтральной оси; l =30,7 см;

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

I=559950,9 см⁴;

– момент сопротивления балки с присоединенным пояском.

W=9053,6 см³.

Условие W ≥ W_вх. Выполняется, т.к. 9053,6 см³ ≥ 7973,0 см³.

Принимаем:

стенка: S = 14 (мм); h = 900 (мм);

свободный поясок: S = 20 (мм); h = 350 (мм).

Шельф по переборке.

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 – пролет опорной балки, м: l = 6,6 м; а = 2,0 м:

Q = pal = 1039,0 кН;

W`= 3890,6 м³;

0,07;

ω_к = 1 + α_к∆s = 1,16;

W_вх. = W'ω_к = 4529,1 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 = 51,69 см².

Рисунок 3.9 – Профиль расчетной балки

Таблица 3.3 – шельф по переборке

l = В/А – отстояние нейтральной оси; l =20,2 см;

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

I=288295,8 см⁴;

- момент сопротивления балки с присоединенным пояском.

W=5062,8 см³.

Условие W ≥ W_вх. Выполняется, т.к. 5062,8 см³ ≥ 4529,1 см³.

Принимаем:

стенка: S = 12 (мм); h = 750 (мм);

свободный поясок: S = 16 (мм); h = 270 (мм).

Рисунок 3.10 – Расчет переборки