Проектирование миделевого сечения судна. лесовоз_1. Проектирование миделевого сечения

• Название: Проектирование миделевого сечения
• Анкор: Проектирование миделевого сечения судна
• Дата: 17.05.2022
• Размер: 0.96 Mb.
• Имя файла: лесовоз_1.docx
• Тип: Курсовой проект; #533871
• страница: 3 из 4

2.5 Определение нагрузки на бортовое перекрытие судна по «Правилам…» РМРС, 2017 г

Для лесовоза длиной 115 м принимаем поперечную систему набора бортового перекрытия.

2.5.1 Определение расчетной нагрузки на наружный борт судна

Расчетное давление P_б, кПа, действующее на корпус судна со стороны моря определяется по формулам:

P_st -для точек приложения нагрузок, расположенных ниже грузовой ватерлинии- по формулам (2.18,2.19),

где z_i- отстояние точки приложения нагрузки от летней грузовой ватерлинии,м;

0,4- расстояние между настилом второго дна и бортовым монтажным стыком, м.

z_i= d-h_в.к-0,4 (2.56)

z_i= 7-1-0,4=6,6 м

P_st=10⋅6,6=66 кПа

P_w - для точек приложения нагрузок, расположенных выше летней грузовой ватерлинии по формуле [6,ф.1.3.2.1-2]

P=P_w (2.57)

Расчетное волновое давление P_w, кПа, обусловленное перемещениями корпуса относительно профиля волны определяется по формулам:

P_st -для точек приложения нагрузок ниже летней грузовой ватерлинии по формуле (2.20)

P_w=24,70-1,5⋅8,23⋅ 6,6/7,0= 13,06 кПа

P_w - для точек приложения нагрузок выше летней грузовой ватерлинии по

формуле [6, ф.1.3.2.2-2]

P_w2= P_w0-7,5⋅a_x⋅z_i (2.58)

где P_w0 определяется по формуле (2.21);

P_w0=24,7 кПа;

a_x≥0,267

P_w2=24,7-7,5⋅0,267⋅6,6=11,48 кПа

Давление выше летней грузовой ватерлинии должно быть не менее P_min, кПа, определяемого по формуле [6, ф.2.2.3-3]

P_min=0,03⋅L+5 (2.59)

P_min=0,03⋅115+5= 8,45 кПа

P_w˃P<sub>min

Судно имеет избыточный надводный борт, т.к.(D-d=8,5-7=1,5 м</sub>)_{, поэтому:}

P_б1=70+11,48=81,48 кПа

При этом величина P, кПа, для наружного борта должна быть не менее определяемой по формуле [6, ф.2.5.4.1-2]

P_min=10⋅z+0,15⋅L+10 при L ˃ 60 м, (2.60)

где z- отстояние середины пролёта шпангоута от КВЛ ,м, определяемое по формуле

z=(d-h_вк)-0,5⋅(D- h_вк) (2.61)

z= (7,0-1)-0,5⋅(8,5-1)=2,25 м

P_min=10⋅2,25+0,15⋅115+10=49,75 кПа

P_б˃P_min

Принимаем нагрузку на наружный борт P_б1=49,75 кПа;
2.5.2 Определение расчётной нагрузки на внутренний борт судна

Расчётное давление на обшивку и набор внутреннего борта определяется согласно формуле (2.43)

где z_i- отстояние рассматриваемой связи от уровня палубы, м

z_i= (2.62)

z_i= =3,75 м

P_2б=P_г=1,025⋅9,98⋅3,75+15=53,36 кПа

Кроме того, P_2б, кПа, должно быть не менее расчётного давления на конструкции водонепроницаемых переборок P_расч ,кПа, согласно формуле [6,ф.2.7.3.1]

P_расч=α⋅z_n (2.63)

где α=7,5 для всех переборок, кроме форпиковой;

z_n- расстояние измеренное в ДП от точки приложения расчётной нагрузки до палубы переборок, м.

z_n=D-h_вк (2.64)

z_n=8,5-1=7,5 м

P_расч = 7,5⋅7,5=56,25 кПа

P_2б˂ P_расч

Принимаем расчётное давление на внутренний борт P_расч=56,25 кПа

2.6 Определение толщины обшивки наружного и внутреннего борта и размеров утолщённых поясьев по «Правилам…» РМРС, 2017 г

2.6.1 Определение минимальной толщины наружной обшивки борта

Толщина наружной обшивки борта S_min. мм, определяемой по формуле (2.29)

S_min=(5,5+0,04⋅115)⋅ = 10,1 мм

2.6.2 Определение расчётной толщины наружной обшивки борта

Для судов с избыточным бортом (D-d=8,5-7,0=1,5 м) толщина листов наружной обшивки борта S_б, мм, загруженных поперечной нагрузкой, должна быть не менее определяемой по формуле (2.26),

где Р-расчётная нагрузка, кПа, на наружную обшивку борта, определённая по формуле (2.58)

Р_б2 = 56,25 кПа

U- согласно [6, 1.1.5.2-1,п.2.3.3-1];

U= 0,1 мм/год согласно таблице

= 0,1⋅(24-12)=1,68 мм

S_б=15,8⋅0,7⋅1⋅ +1,68=10,58 мм

S_б>

Принимаем толщину обшивки борта S_б= 10 мм.

2.6.3 Определение минимальной толщины обшивки внутреннего борта

Толщина обшивки внутреннего борта S_2б, мм, должна быть не менее минимальной толщины S_min, определяемой по формуле [6,ф.2.7.4.1-1]

S_min=4+0,02⋅L (2.65)

S_min =4+0,02⋅115= 6,3 мм

2.6.4 Определение расчётной толщины обшивки внутреннего борта

Толщина обшивки внутреннего борта S_2б, мм, должна быть не менее определяемой по формуле (2.26),

где Р- расчётная нагрузка на внутренний борт, кПа, определённая по формуле (2.18)

P_2б=96,84 кПа

K_σ=0,8- в районе (0,4…0,5) D от основной плоскости

U-согласно таблице [6, табл. 1.1.5.2, п.5.1.3]

U=0,1 мм/год

= 0,1⋅(24-12)=1,2 мм

S_2б=15,8⋅0,7⋅0,8⋅1⋅ +1,2=7,55 мм

S_2б>S_min

Принимаем расчётную толщину обшивки внутреннего борта S_2б=8 мм
2.6.5 Определение размеров утолщённых поясьев обшивки наружного и внутреннего бортов

Толщина ширстрека S_ш ,мм, в средней части судна должна быть не менее толщины прилегающих листов обшивки борта или палубного стрингера согласно [6,п. 2.2.4.5] и не менее вычисленной по формуле (2.32)

S_ш=10+2=12 мм

Принимаем толщину ширстрека S_ш=12 мм.

Ширина ширстрека b_ш, мм, должна быть не менее определённой по формуле (2.31), но не более 2000 мм

b_ш=5⋅115+800=1375 мм

Принимаем ширину ширстрека b_ш=1400 мм

Толщина нижнего пояса внутреннего борта S_н.п, мм, должна быть на

1 мм больше, чем S_2б согласно [6, п 2.7.4.1]

S_н.п=8+1=9 мм

Принимаем толщину нижнего пояса внутреннего борта S_н.п=9 мм.

Ширина нижнего пояса обшивки внутреннего борта согласно формуле [6,ф 2.7.5.1] должна быть не менее

b_н=0,1⋅D, (2.66)

где D-высота борта

D=9 м

b_н=0,1⋅8,5=0,85м

Принимаем ширину нижнего пояса b_н=850 мм.

2.7 Определение размеров связей бортового перекрытия судна по «Правилам…» РМРС, 2017 г

Расстояние между наружным и внутренним бортами B_2б=1,4 м.

2.7.1 Определение местоположения и количества платформ по высоте борта судна

При поперечной системе набора борта количество промежутков n, штук, между платформами по высоте борта судна определяется по формуле

n=(D-h_вк)/a_n (2.67)

где a_n- максимальное расстояние между платформами, м;

a_n=2,5 м

n=(8,5-1)/2,5=3 штуки

Принимаем количество промежутков между платформами n=3 штуки.

Количество платформ n_пл , штук, определяем по формуле

n_пл=n-1; (2.68)

n_пл=3-1=2 штуки

Принимаем количество платформ по высоте судна n_пл=3 штуки.

Принимаем расстояние между вторым дном и первой платформой 2 м, между первой и второй платформой 2 м, между второй и третей платформой 2 м, между третей платформой и верхней палубой 2м.
2.7.2 Определение размеров трюмных шпангоутов наружного и внутреннего бортов

Момент сопротивления трюмных шпангоутов W, см³, при поперечной системе набора должен быть не менее определяемого по формулам (2.47-2.52),

где P=P_б- расчётное давление на конструкции наружного борта, кПа, определяется по формуле (2.58);

P_б=81,48 кПа;

P=P_2б- расчётное давление на конструкции внутреннего борта, кПа, определяемое по формуле (2.63)

P=96,84 кПа

l-длина пролёта между соседними опорами шпангоута, т. е расстояние между платформами;

l=2,8 м

K_σ=0,65- для шпангоутов наружного борта;

K_σ=0,75- для шпангоутов внутреннего борта;

m- коэффициент изгибающего момента;

m=12- для лесовозов, согласно [6, п.2.5.4.2]

U- согласно [6, табл. 1.1.5.2, п.7.1.1]

U=0,1 мм/год

∆S=0,1⋅(24-12)= 1,2 мм

Для трюмных шпангоутов наружного борта

Q_б=81,48⋅0,7⋅2,8=159,7 кH

W'_б= =243,95 см³

α_к.б=(1/0,15)⋅(0,01+1/261,26)=0,092

ω_к.б=1+0,092+1,2=1,11

W_б=243,26⋅1,11=270,78 см³

Для трюмных шпангоутов внутреннего борта

Q_2б=96,84⋅0,7⋅2,8=189,8 кH

W'_2б= =224,36 см³

α_к.2б(1/0,15)⋅(0,01+ 1/264,54)=0,092

ω_к.2б=1+0,092⋅1,2=1,11

W_2б=224,36⋅1,11=249,03 см³.

Принимаем для шпангоутов наружного борта тавр 28^б для обоих случаях с моментом сопротивления равному W=756 см²

[3, Приложения, табл.1, с 309],
2.7.3 Определение размеров диафрагм и платформ

При поперечной системе набора борта диафрагмы устанавливают в плоскости рамных шпангоутов на расстоянии 4a₀ друг от друга, т. е 4а₀=4⋅0,7=2,8м.

Ширина диафрагм и платформ B_д=B_пл определяется расстоянием между наружным и внутренними бортами

B_д=B_пл= B_2б=1,4 м

Толщина диафрагм и платформ S_д=S_пл, мм, должна быть не менее S_min, мм, определяемой по формуле [6, ф 2.5.4.8]

S_min=0,018⋅L+6,2 (2.69)

S_min=0,018⋅115+6,2=8,27 мм

Принимаем толщину диафрагм и платформ S_д=S_пл=8 мм.
2.7.4 Определение размеров рёбер жёсткости, подкрепляющих диафрагмы и платформы

Диафрагмы или платформы должны быть подкреплены рёбрами жёсткости согласно формуле [6,ф.1.7.3.2]. При этом меньшая сторона панели подкрепляемой диафрагмы или платформы b₁,мм, не должна превышать

b₁=100⋅S⋅ , (2.70)

где S- толщина диафрагмы или платформы, мм;

S=9 мм

b₁=100⋅ =800 мм

Момент сопротивления рёбер жесткости W, см³, подкрепляющих непроницаемые участки диафрагм и платформ согласно [6, 2.5.4.8-5], должен быть не менее определяемого по формулам (2.47…2.52),

где P-нагрузка на внутренний борт

P=P_2б=96,84 кПа;

l-длина пролёта ребра жесткости, м;

-для рёбер жесткости диафрагм l_д=2,8 м- расстояние между платформами;

-для рёбер жесткости платформ l_пл.=2,8 м- расстояние между диафрагмами;

K_σ=0,75;

m=12- для неразрезных рёбер жёсткости, параллельных бортовой обшивке.

Для рёбер жёсткости платформ

Q_пл=96,84⋅0,7⋅2,8=189,8 кH

W'_пл= =251,28 см³

α_к.пл=(1/0,15)⋅(0,01+ 1/264,54)=0,091

ω_к.пл=1+0,091⋅1,2=1,109

W_2пл=251,28⋅1,109=278,67 см³

Для ребер жесткости диафрагм

Q_д=96,84⋅0,7⋅2,8=189,8 кH

W'_д= =251,28 см³

α_к.д=(1/0,15)⋅(0,01+ 1/145,38)=0,11

ω_к.д=1+0,11⋅1,2=1,132

W_д=251,28 ⋅1,132=281,44 см³.

Принимаем катанный профиль для рёбер жесткости платформ 20^б с W=188 см^3, для ребер жесткости диафрагм 16^б с W=112 согласно таблице [3, Приложение, таблица 1, с 309].

2.8 Определение нагрузки на палубное перекрытие судна по «Правилам…» РМРС, 2017 г

Для балкер длиной 112 м принимаем продольную систему набора палубного перекрытия.

Для верхних открытых палуб, предназначенных для перевозки груза, расчётное давление P_п, кПа, действующее на верхнюю палубу судна принимается равным давлению груза P_г, кПа, определённому с учётом сил инерции, высоты укладки груза, плотности груза и т. д, но не менее 14,9 кПа.

Принимаем давление на верхнюю палубу P_п=P_г=15,05 кПа.
2.9 Определение толщины настила палубы и размеров утолщённых поясьев по «Правилам…» РМРС,2017 г

2.9.1 Определение минимальной толщины настила верхней палубы

Толщина листов настила палубы S_п, мм, должна быть не менее S_min, мм, определяемой по формуле [6,ф. 2.6.4.1.5-2], но не менее 5,5 мм.

S_min=(4+0,05⋅L)⋅ (2.71)

S_min=(4+0,05⋅115)⋅ =9,75 мм
2.9.2 Определение расчётной толщины настила палубы

Толщина настила палубы S_п, мм, должна быть не менее определяемой по формуле (2.26),

где P_п- нагрузка на палубные конструкции, кПа, определяемая по формуле

P_п=15,05 кПа

K_σ=0,6

U=0,1 мм/год согласно [6, табл.1.1.5.2 п.1.1]

∆S=0,1⋅(24-12)= 1,2 мм

S_п=15,8⋅0,7⋅1⋅ + 1,2=4,81 мм

S_min˃ S_п

Принимаем толщину настила палубы S_п=10 мм.
2.9.3 Определение размеров утолщённых поясьев настила палубы

Ширина палубного стрингера b_п.с, мм, должно быть не менее определяемого по формуле [6,ф.2.6.4.1-4]

b_п.с=5⋅L+800 ≤ 1800 мм (2.72)

b_п.с=5⋅115+800=1375мм

Принимаем ширину палубного стрингера b_п.с=1600 мм(на 200 мм больше ширины двойного борта )

Толщина палубного стрингера S_п.с ,мм, должна быть не менее толщины ширстрека S_ш, мм.

S_п.с=S_ш=12 мм

Принимаем толщину палубного стрингера S_п.с=12 мм.

Размеры среднего палубного пояса определяются по формулам (2.31,2.32)

Толщину среднего палубного пояса S_ср.п.п ,мм, принимаем на 2 мм больше толщины настила верхней палубы S_п ,мм.

S_ср.п.п= 10+2=12 мм

b_ср.п.п=b_г.к=1600 мм

Принимаем ширину среднего палубного пояса b_ср.п.п=1600 мм, а толщину среднего палубного пояса S_ср.п.п=12 мм.

2.10 Определение размеров связей палубного перекрытия судна по «Правилам…» РМРС 2017 г

Принимаем количество балок под палубой на половине ширины судна n=12

2.10.1 Определение размеров продольных палубных балок

Момент сопротивления поперечного сечения продольных палубных балок W_п.б ,см³, должен быть не менее определяемого по формулам (2.48…2.53),

где P- расчётное давление на конструкции палубы, кПа;

P_в.п=15,5 кПа согласно (п.2.8)

l=2,8 м

K_σ=0,65 для верхней палубы в средней части судна;

U=0,11 мм/год согласно [6, табл.1.1.5.2. п.6.1.1]

∆S=0,1⋅(24-12)= 1,2 мм

m=12 согласно [6, п.2.6.4.2];

Q_п.б=15,05⋅0,7⋅2,8=29,498 кH

W'_п.б= = 45,06 см³

α_п.б=0,07+ =0,203

ω_п.б=1+0,203⋅1,2=1,243

W_п.б=45,06⋅1,243=55,972см³.

Принимаем для продольных палубных балок тавр №12 с W=58,4 см³ [3, Приложения табл.1,с 309].
2.10.2 Определение размеров рамных бимсов

При продольной системе набора палубы рамные бимсы устанавливаются в плоскости проницаемых флоров на расстоянии 4 шпации друг от друга, т.е. 2,8 м.

Момент сопротивления поперечного сечения рамного бимса W_б, см³, должен быть не менее определяемого по формулам (2.48…2.53),

где l- расчётная длина пролёта бимса, расстояние между карлингсами;

l=2,8 м;

а- расстояние между рамными бимсами

а=0,7 м;

m=10 согласно [6,2.6.4.3-1]

K_σ=0,65- в средней части верхней палубы

Q_р.б=15,5⋅2,8⋅0,7=29,498 кH

W'_р.б= =216,286 см³

α_к.р.б= ⋅(0,01+ ) = 0,097

ω_к.р.б =1+0,097⋅1,2=1,116

W_р.б=216,992⋅1,116=242,163см³.

Для однопалубных судов момент сопротивления рамных бимсов должен быть увеличен на 20%

W_р.б=242,163⋅1,2=290,596 см³.

Принимаем для рамного бимса сварной тавр № 22^а с W=254 см³ [3, Приложение, табл. 3 с.312]
2.10.3 Определение размеров карлингосов , комингсов

Карлингсы располагают вдоль судна в диаметральной плоскости и плоскости днищевых стрингеров.

Момент сопротивления поперечного сечения карлингса W_к, см³, должен быть не менее определяемого по формулам (2.48…2.53),

где l-расчётная длина пролёта карлингса (расстояние между рамными бимсами), м;

l=2,8 м;

а- расстояние между карлингсами

а=3,5 м;

m=10 согласно [6,2.6.4.3-1]

K_σ=0,65 для верхней палубы

Q_к=15,05⋅3,5⋅2,8=147,49 кH

W'_к= =270,358 см³

α_к.к= ⋅(0,01+ ) =0,091

ω_к.к=1+0,091⋅1,2=1,11

W_к=270,358⋅1,11=300,097см³.

Принимаем для карлингса сварной тавр № 27^а с W=407 см³ [3, Приложения, табл. 3 с.312],
2.10.4 Определение размеров люковых вырезов

Для универсального сухогруза характерно большое раскрытие палубы.

Длину люкового выреза определяем по формуле

L_л=l_отс-2⋅4а₀ (2.73)

где 4а₀-расстояние между люковыми вырезами и поперечной переборкой

L_л=19,6-2⋅2,8=14 м

Принимаем длину люкового выреза L_л =14 м

Ширину люкового выреза принимаем равной расстоянию между карлингсами

B_л=2⋅4а₀ (2.74)

B_л=2⋅2,8 = 5,6 м

Принимаем ширину люкового выреза B_л = 6 м