2. Определение толщины настила второго дна и обшивки днища

4.3.1 Толщина настила второго дна определяется исходя из следующих условий:

-условие эксплуатационной прочности;

-условие местной прочности от давления перевозимого груза

Условие эксплуатационной прочности. Толщина настила второго дна должна быть не менее минимальной толщины , указанной в табл. П.10, для настила второго дна бункерного судна и танкера.

Величина округляется до ближайшей стандартной толщины листа.

Условие местной прочности от давления перевозимого 39груза. Для бункерного судна давление перевозимого груза на настил определяется по формуле

,кПа,

(4.3.1)

Q- грузоподъёмность судна. кН;

-длина грузового трюма, м;

- относительная длина грузового трюма, определяемая по табл. 2.2.2;

-ширина грузового трюма (по чертежу), м;

-коэффициент местной неравномерности распределения 40груза по настилу, определяемый по табл.4.1.2;

Интенсивность расчётной поперечной нагрузки на настил 40второго дна танкера

(4.3.2)

где - удельный вес нефтепродукта;

- плотность нефтепродукта, т/м³ (табл.4.1.3);

g=9,81 м/с²- ускорение силы тяжести;

- высота расширительной шахты над верхней кромкой борта, м;

-высота двойного дна в Д.П, м;

кПа – давление, на которое рассчитывается дыхательный клапан.

Толщина настила второго дна по условию местной прочности от давления перевозимого груза, как для бункерного судна, так и для танкера, определится по формуле

, мм (4.3.3)

где -наибольшее расстояние между продольными рёбрами жёсткости второго дна в грузовом трюме, м.

Величина округляется до ближайшей стандартной толщины листа.

Выбор толщины второго дна, исходя из рассмотренных условий, выполнен в табл.4.3.1.

4.3.2 Толщина обшивки днища определяется, исходя из следующих условий:

-условие эксплуатационной прочности;

-условие местной прочности от давления забортной воды;

-условие общей прочности

Таблица 4.3.1

Выбор толщины настила второго дна сухогрузного теплохода бункерного типа (нефтеналивного танкера)
Требуемая толщина, мм		Принятая толщина,мм ( )
по условию эксплуатационной прочности ( )	по условию местной прочности ( )

.По условию эксплуатационной прочности толщина обшивки днища должна удовлетворять требованию минимальной толщины , указанной в табл. П.6 при шпации 0,55 м. Если поперечная шпация , минимальная толщина увеличивается пропорционально увеличению шпации. Величина округляется до ближайшей стандартной толщины листа.

Условие местной прочности. Интенсивность равномерно распределённой нагрузки на обшивку днища от давления забортной воды определится из формулы

, кПа

(4.3.4)

где - удельный вес воды;

T- осадка судна в полном грузу, м;

h- высота расчётной волны, м.

Толщина обшивки днища по условию местной прочности определяется по формуле

, мм (4.3.5)

где -наибольшее расстояние между продольными рёбрами днища, м

Величина округляется до ближайшей стандартной толщины листа.

Условие общей прочности. Днищевая обшивка участвует в обеспечении общей прочности судна, как часть нижнего пояса эквивалентного бруса.

Будем, с некоторым запасом в безопасную сторону, считать, что в состав эквивалентного бруса входят только продольные связи палубного и днищевого поясов и продольные связи второго дна (рис.4.3.1, рис.4.3.2 и рис.43.3). Роль связей бортов, продольных переборок и внутренних бортов, набранных по поперечной системе, при проверке общей прочности судна по нормальным напряжениям пренебрежимо мала. Поэтому, их влиянием, без существенной погрешности, можно пренебречь.

При проектировочном расчёте рассматривается два случая нагрузки, соответствующие максимальным по модулю расчётным изгибающим моментам при перегибе ( ) и прогибе ( ), кНм.

Требуемый минимальный момент сопротивления при перегибе

, м3

(4.3.6)

Требуемый минимальный момент сопротивления при прогибе

, м3.

(4.3.7)

Рис.4.3.1

. При перегибе судна-площадки (рис. 4.3.1) необходимая приведённая площадь днищевого пояса эквивалентного бруса судна-площадки равна

,м2

(4.3.8)

где - расстояние центра тяжести поперечного сечения палубного пояска от основной плоскости, м;

-высота борта, м

-отношение расстояния нейтральной оси от днища к высоте эквивалентного бруса ;

- отношение допускаемых нормальных напряжений для верхней кромки эквивалентного бруса к допускаемым нормальным напряжениям для нижней кромки эквивалентного бруса.

Высота эквивалентного бруса определяется по следующим формулам:

-для теплохода-площадки и танкера

,

(4.3.9)

-для бункерного судна с вертикальными внутренними бортами

,

(4.3.10)

где - ширина судна расчётная;

ширина грузового трюма;

-высота комингса:

Фактическая приведённая площадь днищевого пояса эквивалентного бруса теплохода-площадки при перегибе судна (сжатие днища)

, м2,

(4.3.11)

где -площадь поперечного сечения жёстких связей нижнего пояса, см², равная сумме площадей поперечного сечения скулы, продольных рёбер жёсткости днища, кильсонов, нижней части листа продольной переборки на высоте кильсона (для половины сечения); связь, расположенная в диаметральной плоскости, включается в эквивалентный брус половиной сечения;

- редукционный коэффициент пластины.

-критические напряжения пластины, Мпа.

Значения при расстоянии между рёбрами жёсткости днища b=0,55 м и пределе текучести материала R_eH=235 МПа приведены в табл. 4.3.2.

Отсюда определится требуемая толщина обшивки днища теплохода-площадки по условию общей прочности при перегибе корпуса (сжатии днищевого перекрытия):

, мм.

(4.3.12)

Таблица 4.3.2

Критические напряжения пластин при b =0,55м и ReH=235 Мпа
, мм	6	7	8	9	10	11	12
кр, Мпа	93	127	159	184	204	220	235

При прогибе теплохода-площадки требуемая приведённая площадь днищевого пояса эквивалентного бруса будет равна

, м2,

(4.3.13)

Требуемая толщина обшивки днища теплохода-площадки по условию общей прочности при прогибе корпуса (растяжение днищевого пояса):

У теплохода бункерного типа (рис.4.3.2) фактическая площадь поперечного сечения продольных связей второго дна, входящих в эквивалентный брус, вычисляется по формуле

,м2,

(4.3.14)

в которой -площадь поперечного сечения жёстких связей пояса второго дна, см², равная сумме площадей поперечного сечения продольных рёбер жёсткости второго дна и верхних частей кильсонов (над вырезом) между вторым дном и верхним горизонтальным ребром жёсткости (для половины сечения ); связи, расположенные в диаметральной плоскости, включаются в эквивалентный брус половиной сечения;

-ширина грузового трюма, м;

- толщина настила второго дна, мм.

Для танкера без продольной переборки в диаметральной плоскости фактическая площадь определяется по формуле (4.3.14). При наличии продольной переборки (рис.4.3.3)

, м2

(4.3.15)

Необходимая приведённая площадь поперечного сечения днищевого пояса бункерного судна и танкера определяется по формуле

, м2,

(4.3.16)

Величина в приведённых формулах, из-за относительной близости второго дна к нейтральной оси, считается известной.

В формуле (4.3.17) не известна величина . Приближённо можно принять её равной высоте борта, т. е . Это допустимо, поскольку окончательные размеры связей днища в дальнейшем уточняются на основе проверочных расчётов общей прочности.

Рис. 4.3.2

где - коэффициент. учитывающий влияние второго дна на требуемую величину приведённой площади днищевого пояса эквивалентного бруса.

при перегибе, м³;

при прогибе, м³;

Коэффициент определяется по формуле

,

(4.3.17)

где -отношение расстояния нейтральной оси от днища к высоте эквивалентного бруса ;

- отношение допускаемых нормальных напряжений для верхней кромки эквивалентного бруса к допускаемым нормальным напряжениям для нижней кромки эквивалентного бруса;

-отношение высоты двойного дна к высоте эквивалентного бруса.

Рис.4.3.3

Требуемая толщина обшивки днища бункерного судна и танкера по условию общей прочности при перегибе корпуса (сжатии днищевого перекрытия):

, мм.

(4.3.18)

Требуемая толщина обшивки днища бункерного судна и танкера по условию общей прочности при прогибе корпуса (растяжении днищевого перекрытия):

(4.3.19)

Выбор толщины обшивки днища, исходя из рассмотренных условий, выполняется в табл.4.3.3.

Таблица 4.3.3

Выбор толщины обшивки днища
Требуемая толщина, мм				Принятая толщина.мм ( )
по условию эксплуатационной прочности ( )	по условию местной прочности ( )	по условию общей прочности
		перегиб ( )	прогиб ( )