Расчет конструкций палубы

Нагрузки на палубные конструкции.

Расчетное давление верхней палубы наливных судов (согласно 2.6.3 Морского регистра РФ): Р = Р_г=78,71 кПА.

Толщина настила расчетной палубы вне линии люковых вырезов с учетом продольных подпалубных балок основного и рамного набора должна обеспечивать получение требуемого момента сопротивления поперечного сечения для расчетной палубы.

Толщина настила палуб и платформ должна быть не менее определяемой по формуле:

8,20 мм.

В любом случае толщина верхней палубы должна быть не менее, определяемой по формуле:

S_min = 6,7 + 0,02·L;

S_min = 6,7 + 0,02·100,0 = 8,64 мм.

Принимаем толщину верхней палубы равной толщине борта S = 12 мм т.к. если толщина настила палубы будет меньше толщины обшивки борта необходимо вводить в конструкцию палубный стрингер.

Продольные рёбра жёсткости.

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 = 78,71 кПа;

l – расчетный пролет балки, м: l = 1,8 м; а = 0,6 м;

Q = pal = 85,0 кН;

W`= 83,5 м³;

α_к = 0,07 + 6/W' = 0,14;

ω_к = 1 + α_к∆s = 1,34;

W_вх. = W'ω_к = 111,9 см³.

Находим площадь поперечного сечения ребер жесткости по формуле:

f = С_wW_вх.^2/3 , где С_w = 0,64;

f = 14,86 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 ≥ 111,9 см³, значит принимаем несимметричный полособульб № 16а.

Расчёт рамных бимсов.

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 = m_ф =39,8 согласно 2.6.4.5.1МРРФ; k_σ = 0,65; σ_n = 235 МПа; Р = 78,71 кПа;

l – пролет бимса, м: l = 13,2 м; а = 1,8 м:

Q = pal = 1870,1 кН;

W`= 4060,6 м³;

0,07;

ω_к = 1 + α_к∆s = 1,16;

W_вх. = W'ω_к = 2947,51·1,16 = 4726,3 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 напряжениям.

к_τ= 0,65 - коэффициент допускаемых касательных напряжений.

f = 107,36 см².

Таблица 3.4 – рамный бимс

l = В/А – отстояние нейтральной оси; l =19,0 см;

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

I=266805,8 см⁴;

- момент сопротивления балки с присоединенным пояском.

W=5289,5 см³.

Условие W ≥ W_вх. Выполняется, т.к. 5289,5 см³ ≥ 4726,3 см³.

Принимаем:

стенка: S = 14 (мм); h = 670 (мм);

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

Расчёт отбойного листа.

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 = m_к =54,4 согласно 2.6.4.5.2 МРРФ; k_σ = 0,65; σ_n = 235 МПа; Р = 78,71 кПа;

l – пролет отб. листа, м: l = 13,2 м; а = 6,6 м:

Q = pal = 6857,2 кН; W`= 10892,9 м³;

0,07; ω_к = 1 + α_к∆s = 1,16;

W_вх. = W'ω_к = 12651,7 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 = 393,64 см².

Таблица 3.5 – отбойный лист

l = В/А – отстояние нейтральной оси; l =41,5 см;

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

I=1039877,3 см⁴;

- момент сопротивления балки с присоединенным пояском.

W=14586,3 см³.

Условие W ≥ W_вх. Выполняется, т.к. 14586,3 см³ ≥ 12651,7 см³.

Принимаем:

стенка: S = 16 (мм); h = 1100 (мм);

свободный поясок: S = 22 (мм); h = 420 (мм).