Какое расстояние между флорами в днищевых перекрытиях принимают на морских судах

Обновлено: 28.04.2024

Общие положения.Конструкция днища морских судов может быть набрана по поперечной или продольной системе набора.

Суда длиной до 80 - 100 м обычно имеют поперечную систему набора. С увеличением длины судна растут напряжения от общего продольного изгиба корпуса, особенно на удалении от нейтральной оси: в верхней палубе и в днище. Они опасны в первую очередь тем, что могут привести к потере устойчивости сжатых, наиболее гибких элементов - настила палубы или обшивки днища. Балки набора повышают их устойчивость, причём выбор ориентации балок (вдоль сжимающей нагрузки или поперёк) имеет большое значение. А именно, напряжение, при котором теряет устойчивость прямоугольная пластина, подкреплённая с четырёх сторон балками, при сжатии вдоль пластины примерно в четыре раза выше, чем при сжатии поперёк.

Для судов длиной более 100 - 120 м применение поперечной системы набора для днища нежелательно, ввиду сложности обеспечения устойчивости пластин обшивки и настила при общем изгибе судна. Продольная же система набора позволяет легко обеспечить их устойчивость при сжимающих напряжениях вплоть до предела текучести материала.

Конструкция днищевого перекрытия должна удовлетворять требованиям Регистра морского судоходства. Основной набор при продольной системе набора перекрытия – это продольные балки днища и второго дна, которые расположены через шпацию.

Поперечный набор представлен сплошными флорами, которые состоят из двух частей, стыкуемых на вертикальном киле. В пиках сплошные флоры ставятся на каждом шпангоуте. В машинном отделении и в первом за форпиковой переборкой грузовом трюмом (0,25L от носового перпендикуляра) сплошные флоры располагают через две шпации, в на остальной части корпуса – через пять шпаций или через 3,6 м, в зависимости от того, что меньше. Для обеспечения доступа в междудонное пространство в сплошных флорах устраивают лазы с минимальным размером отверстия 400*600 мм. Под поперечными переборками устанавливаются водонепроницаемые флоры. Сплошные и непроницаемые флоры для обеспечения боковой устойчивости подкрепляются вертикальными ребрами жесткости.

В диаметральной плоскости находится вертикальный киль, который выполняется неразрезным. Расстояние между вертикальным килем и днищевым стрингером, или между днищевыми стрингерами, или между днищевым стрингером и междудонным листом на уровне настила второго дна должна быть не больше 5,0 м. В районе машинного отделения под продольной балкой фундамента судового двигателя необходимо расположить дополнительный днищевой стрингер.

Вместо вертикального киля может быть устроен туннельный киль, который конструируется из двух стенок, устанавливаемых с двух сторон от диаметральной плоскости. Ширина туннельного киля не больше 1,9 м.

Стенки вертикального киля между сплошными флорами подкрепляются бракетами, которые устанавливаются через шпацию. Бракеты обеспечивают восприятие реакций кильблоков при постановке судна в док. По высоте стенка вертикального киля подкрепляется одним или двумя горизонтальными ребрами жесткости.

Стрингеры выполняются интеркостельными, т.е. состоящими из отдельных листовых деталей, которые вставляются между сплошными флорами и стыкуются на них. Отверстия доступа на стрингерах вытянуты в продольном направлении и подкрепляются горизонтальными ребрами жесткости.

Рис. 26. Шпигаты для прохода воздуха (а) и жидкости (6, в, г)

Вырезы в стрингерах и флорах должны иметь плавную закругленную форму. Наименьшее расстояние от кромки выреза до обшивки днища или настила второго дна должно быть не менее 0,25 высоты связи в этом районе и менее 1/8 длины выреза.

Расстояние между вертикальными кромками соседних вырезов в днищевых стрингерах и сплошных флорах должно быть не менее половины длины большего выреза. Отстояние кромок вырезов во флорах от про­дольных переборок, вертикального киля, днищевых стрингеров, наклонного междудонного листа и внутренних кромок бортовых скуловых цистерн должно быть не менее половины высоты верти­кального киля в данном районе.

В наборе цистерн двойного дна должны быть предусмотрены отверстия, обеспечивающие свободный доступ воздуха к воздушным трубам и перетекание жидкости. Отверстия в флорах и стрингерах для прохода воздуха располагают вблизи настила второго дна, отверстия для перетока жидкости вблизи днищевой обшивки. Вырезы в продольных балках рекомендуется выполнять эллиптической формы с отстоянием кромки выреза от настила второго дна или днищевой обшивки не менее, чем на 20 мм. Некоторые типы таких отверстий показаны на рис. 26.

Конструкция днища проектируемого судна принимается в виде двойного дна с продольной системой набора, рис. 27.

Перекрытие днища имеет в длину 24 м и в ширину – 28 м.

Рис. 27. Конструктивно-компоновочная схема днища. Вид на наружную обшивку.

Расчетная величина высоты двойного дна по формуле (2.4.4.1):

h_д = (156,6 – 40)/570 + 0,4×28 + 3,5×7,8/156,6 = 1,5 м.

Принятая высота двойного дна:

В ДП устанавливается вертикальный киль, который в средней части корпуса судна выполняется непрерывным и непроницаемым.

Число днищевых стрингеров каждого борта в средней части длины принимается равным двум.

Расстояние между сплошными флорами для разрабатываемого судна принимается а_р.н = 3а = 2,4 м.

Рис. 28. Сплошной флор, скуловые и доковые бракет днищевого перекрытия

Сплошные флоры, рис. 28 а, выполняются из двух отдельных листов и стыкуются на вертикальном киле. В плоскости продольных балок основного набора стенки флоров подкрепляются вертикальными ребрами жесткости, привариваемыми к продольным балкам, рис. 29 в. Вырезы под лазы в сплошных флорах выполнены размером 600х800 мм. В скуловой части между сплошными флорами установлены бракеты, которые доведены до ближайшего продольного ребра и закреплены на нем, рис. 28 б. В плоскости поперечных переборок устанавливаются непроницаемые флоры. Продольные балки на непроницаемых флорах приняты разрезными. Конструкция сплошных флоров, скуловых бракет и продольных балок в местах их пересечения с неразрезными флорами показана на рис. 30.

Рис. 29. Вид на продольные конструкции двойного дна. а – сечение по днищевому стрингеру; б – сечение по вертикальному килю; в – сечение по продольным балкам.

Рис. 30. Закрепление продольных балок днища при проходе через сплошной и непроницаемый флоры

На вертикальном киле между сплошными флорами на каждом шпангоуте установлены доковые бракеты, которые доведены до ближайших продольных балок днища и приварены к ним. Посередине высоты стенка вертикального киля подкреплена горизонтальным ребром. Конструкция вертикального киля представлена на рисунках 27 и 28 б.

Днищевые стрингеры выполняются разрезными на сплошных флорах и вставляются между ними в виде отдельных панелей, рис. 29 а. Вырезы в стрингерах подкреплены по продольным кромкам ребрами жесткости, концы которых у сплошных флоров срезаются на «ус».

Выполненные эскизы двойного дна рассматриваемого сухогрузного судна позволяют определить номенклатуру конструктивных элементов днища, размеры которых зависят от нагрузки на двойное дно и должны быть определены расчетом исходя из условий местной прочности. Определению подлежит:

- толщина настила второго дна;

- толщина крайнего междудонного листа;

- момент сопротивления и размер профиля продольных балок основного набора днищевой обшивки;

- момент сопротивления и размер профиля продольных балок основного набора настила второго дна;

- толщина сплошных флоров;

- толщина вертикального киля;

- толщина непроницаемых участков вертикального киля, стрингеров и непроницаемых флоров;

- момент сопротивления и размер профиля вертикальных ребер жесткости по сплошным и непроницаемым флорам;

- момент сопротивления и размер профиля по вертикальному килю и стрингерам;

- толщина бракет вертикального киля, скуловых бракет;

- толщина и длина бракет, прикрепляющих балки основного набора к непроницаемым флорам.

6.2. Определение нагрузок на конструкцию днищевого перекрытия:

Внешнее давление на конструкцию двойного дна:

р_д = 91,55 кПа принимаем из расчета днищевой обшивки.

Расчетное давление машинного отделения принимается по Правилам РС равным 0,05 МПа;

Нагрузки на конструкции двойного дна изнутри определяются в соответствии с п. (2.4.3.2) Правил РС:

Расчетное давление на двойное дно штучного груза, кПа

= 0,83×9,81×7(1 + /9,85) = 66,6 кПа (1.3.4.1 )

где r_г = 1/m_г = 1/1,2 = 0,83 т/м 3 (m_г = 1,2 – удельная погрузочная кубатура груза);

g = 9,81 м/сек 2 – ускорение свободного падения;

h_г = 7 м – высота трюма;

= 0,9×9,81×156,6 1/3 = 1,64 м/сек 2 – вертикальное ускорение груза при качке;

(2.4.3.2.4) Нагрузки при испытаниях

р = 7,5 h_и = 7,5×12,4 = 93 кПа;

где h_и = z_i + h_в.т = 0 + (D – h_д+ 1) = 13,2 – 1,8 + 1 = 12,4 м – вертикальное отстояние настила второго дна от верха воздушной трубы, рис. 31.

(2.4.3.2.5) Нагрузки от аварийного затопления отсеков второго дна

р_ав= 10,5( d – h_д) = 10,5(7,8 – 1,8) = 63 кПа;

h_д= 1,8 м – фактическая высота двойного дна.

Принимаем для определения элементов набора второго дна максимальную нагрузку р_max= 66,6 кПа.

Нагрузки на конструкции внутри двойного днаопределяем, считая, что цистерны двойного дна в данном районе судна являются балластными и они полностью заполнены. Тогда р определится согласно формулам (1.3.4.2.1-4, 1.3.4.2.1-5) на уровне середины высоты вертикального киля:

= 0,75×1,025×9,81(0,9 + 12,4) = 100,3 кПа, (1.3.4.2.1-4)

Рис. 31. К определению высоты воздушной трубы

где z_i = 0,9 м – отстояние середины вертикального киля от уровня второго дна (крыши цистерны), м, рис 31.

Dz = (D – h_д) + 1 =

= (13,2 – 1,8) + 1 = 12,4 м – высота воздушной трубы выведенной на палубу над вторым дном;

p_к = 15 кПа – давление, на которое отрегулирован предохрани­тельный клапан.

Максимальная из этих нагрузок р_max= 95,47 кПа используется при определении толщины непроница­емых участвов вертикального киля и стрингеров.

Нагрузка p = 20 кПа, определенная по формуле (1.3.4.2.1-5) используется для определения толщины непроницаемых флоров и размеров балочного набора, подкрепляющего ВК, стрингеры и флоры.

Конструкция днищевых перекрытий на судах зависит от двух обстоятельств: первое — суда могут иметь двойное дно и не иметь его; второе — суда могут быть построены по поперечной или продольной системам набора или по клеточной системе набора корпуса (некоторые морские суда).

Суда без двойного дна с поперечной системой набора. При этой системе набора поперечные связи размещают часто; расстояния между ними меньше, чем между продольными балками. Поперечные связи (шпангоуты) располагают по бортам и днищу корпуса. Если шпангоут верхними концами соединен поперечной балкой, идущей под палубой — бимсом, то образуется шпангоутная рамка. Расстояние между шпангоутными рамками (шпангоутами) называют шпацией. В зависимости от длины судна величина этих расстояний изменяется от 500 до 800 мм; наиболее часто встречаются шпации 550 и 600 мм (на морских и внутреннего плавания судах).

Шпангоутные рамки, расположенные по днищу, разделяют (по конструкции) на обыкновенные — холостые (на судах внутреннего плавания) и усиленные, называемые флорами; обыкновенные состоят из угловой стали или полособульба, приваренного к обшивке «на ребро», а усиленные — из приваренного вертикально к обшивке листа с полоской по верху (для жесткости), называемой обратной полосой.

В качестве продольных креплений по днищу устанавливают усиленные связи — днищевые стрингеры, а на судах внутреннего плавания — кильсоны. Средний днищевый стрингер, расположенный в диаметральной плоскости судна, называют вертикальным килем. Флоры при поперечной системе набора делают неразрезными и режут только при пересечении с вертикальным килем. Высота флора зависит от формы и класса судна; колеблется от 250 до 300 мм (на речных судах) и от 500 до 700 мм (на морских). Толщина листов стенок флоров бывает от 3 до 6—8 мм, а на крупных морских судах до 12—14 мм. Для облегчения массы набора в листах флоров на 2/3 высоты ее делают круглые или продолговатые овальные вырезы.

Параллельно вертикальному килю на расстоянии 1250—2250 мм (в зависимости от размеров и класса судна) устанавливают боковые днищевые стрингеры (кильсоны), которые, как правило, разрезают в местах пересечения с флорами. Верхний поясок днищевых стрингеров (выше флоров) делают неразрезным, а пояски флор разрезают и приваривают к пояскам днищевых стрингеров. Места пересечения листов днищевых стрингеров с флорами сваривают.

Днищевые стрингеры, пересекающиеся с поперечными, а флоры — с продольными переборками, разрезают и крепят кницами, представляющими собой угловые пластины, или уширенными поясками (рис. 14, а, б).

Рис. 14. Конструкций днища без двойного дна (поперечная система набора):
а — крепление набора к переборке с помощью книц, б — то же, с помощью поясков; 1 — поперечная переборка, 2 — днищевой стрингер, 3 — кница, 4 — вертикальный киль, 5 — сплошной флор, 6 — стойка флора, 7 — уширенный поясок

Суда без двойного дна с продольной системой набора. Такую систему набора применяют, главным образом, на морских танкерах, а танкеры внутреннего и смешанного плавания строят с двойным дном.

При этой системе набора по днищевой обшивке вдоль судна идут продольные балки, выполняемые из полособульбового профиля, приваренного «на ребро». Расстояния между ними устанавливают 350—500 мм (на судах внутреннего и смешанного плавания) и 500—800 мм (на морских) в зависимости от длины судна.

Флоры, обеспечивающие поперечную прочность, ставят через 1500—2500 мм, а на крупных судах через 3—5 шпаций (чаще через 4 шпации). Продольные балки пропускают через специальные отверстия во флоре у днищевой обшивки и сваривают со стенкой флора. Днищевые стрингеры (усиленные продольные связи) остаются на судне. На танкерах вместо ряда днищевых стрингеров устанавливают продольные переборки, препятствующие перемещению груза с одного на другой борт. Конструкция морского танкера без Двойного дна, набранного по продольной системе набора, изображена на рис. 15.

Рис. 15. Конструкция днища без двойного дна (продольная система набора):
1 — продольная переборка, 2 — вертикальный киль, 3 — сплошной флор, 4 — продольная днищевая балка, 5 — поперечная переборка

Днищевые перекрытия с двойным дном (поперечная система набора). Второе дно на судах делают протяженностью 0т форпиковой до ахтерпиковой переборки, иногда до носовой переборки машинного отсека.

В средней части между днищевой обшивкой и настилом второго дна ставят неразрезной вертикальный киль. Параллельно вертикальному килю устанавливают днищевые стрингеры (кильсоны) количество которых зависит от ширины судна; эти стрингеры делают разрезными на флорах.

Флоры бывают сплошные, сплошные с облегчающими вырезами (или бракетными) и состоят из шпангоутного угольника, приваренного к днищевой обшивке, и угольника, приваренного ко второму дну (перпендикулярно к настилу). Таким образом, они полками лежат навстречу друг другу.

У днищевых стрингеров флоры скрепляют друг с другом вертикальными полосами, называемыми бракетами. На грузовых судах сплошные флоры ставят через три бракетных флора (т. е. через 4 шпации), но не далее 3,6 м друг от друга. Если сухогрузное судно предназначено для перевозки в трюмах тяжелых грузов, сплошные флоры в трюмах устанавливают на каждом шпангоуте; то же делают в машинном или в носовом отсеках.

Вырезы во флорах и в боковых днищевых стрингерах делают овальной формы размерами в свету 600X400 мм (в средней части пластины флора и днищевого стрингера). Настил второго дна у борта может отгибаться вверх (рис. 16).

Рис. 16. Конструкция днища со вторым дном (поперечная система набора):
1 — поперечная переборка, 2 — вертикальный киль, 3 — водонепроницаемый флор, 4 — стойка флора, 5 — сплошной флор, 6 — бракетный флор, 7 — днищевой стрингер, в — настил второго дна, 9 — приподнятый крайний лист настила второго дна

Днищевые перекрытия со вторым дном (продольная система набора). Такие перекрытия применяют на современных сухогрузных морских, смешанного и внутреннего плавания судах.

В средней части судна вдоль корпуса устанавливают вертикальный киль. Днищевые стрингеры ставят так же, как и при поперечной системе набора, но реже; количество их зависит от ширины судна.

По днищу и под настилом второго дна устанавливают одну над другой днищевые продольные балки и продольные балки второго дна. На водонепроницаемых флорах, являющихся переборками междудонного пространства, балки разрезают и крепят к этим флорам кницами или бракетами; через сплошные флоры продольные балки пропускают в специальные вырезы, стенки балок приваривают к флорам. Расстояние между флорами принимают от 2,4—3,6 м (на морских судах). В пределах машинного отделения сплошные флоры устанавливают на каждом втором шпангоуте, т. е. через две Шпации. Конструкция днища со вторым дном при продольной системе набора изображена на рис. 17.

Рис. 17. Конструкция днища со вторым дном (продольная система набора):
1 — бортовая обшивка, 2 — поперечная переборка, 3 — шпангоут, 4 — стойка поперечной переборки, 5 — приподнятый крайний лист настила второго дна, 6 — бракета, 7 — продольные балки днища и второго дна, 8 — сплошной флор, 9 — днищевой стрингер, 10 — вертикальный киль

§ 28. Конструктивные особенности носовых днищевых перекрытий

Основным видом нагрузок на днищевые перекрытия является давление воды. На тихой воде при положении на ровный киль давление постоянно по длине корпуса (рис. 147, а), а на волнений изменяется с течением времени. Однако при большом шторме, но при отсутствии ударов максимально возможное давление воды на днище практически будет определяться давлением столба воды, высота которого равна высоте борта. В зависимости от размеров судна интенсивность этого давления изменяется в пределах 5—14 тс/м 2 . Максимум таких нагрузок перемещается вдоль судна вместе с вершиной волны. Если построить огибающую наибольших волновых давлений, то она также будет близка к прямой линии (см. рис. 147, 6).

Рис. 147. Эпюры интенсивности волновых нагрузок на днище.

1 — осадка судна на тихой воде; 2 — высота борта; 3 — профиль волны.

Упрощенное представление о внешних нагрузках дает возможность наглядно охарактеризовать гидродинамические давления в носовой части днища, которые возникают при ударах судна носовой оконечностью о воду, и убедиться в необходимости значительного увеличения прочности в этом районе корпуса.

Как показывают натурные эксперименты, проведенные в последнее время, эпюра давлений на днище в носовой части при ударе (рис. 147, е) имеет пик, максимальная ордината которого в 10—20 раз превышает уровень нагрузок при безударном плавании.

Усиление конструкции в носовой оконечности достигается увеличением толщины наружной обшивки, постановкой дополнительных ребер жесткости, флоров, стрингеров и полустрингеров (рис. 148).

Рис. 148. Конструкция носового днищевого перекрытия судов типа Волголес (1961 г. Польша).

1 промежуточный шпангоут; 2 — полустрингер, 3 — полупереборка; 4 — дополнительный стрингер; 5 — основной стрингер.

В разное время предлагались различные конструктивные схемы носовых днищевых перекрытий на базе опыта эксплуатации судов, правда, порой без достаточно обоснованных исходных данных. Величины гидродинамических нагрузок, их распределение по перекрытию были неизвестны полностью, а методы расчета таких перекрытий упрощены.

В качестве первых подкреплений в носовой оконечности на протяжении 0,2L от форштевня использовались сплошные флоры на каждом шпангоуте, в то время как в остальных трюмах они устанавливались через 3—4 шпации.

Днищевые стрингеры располагались параллельно диаметральной плоскости по всей длине судна и обрывались в носовой оконечности (рис. 149, а).

Изучив характер повреждений в носовой части днища, судостроители пришли к выводу о необходимости увеличить устойчивость плоской формы изгиба у стенок флоров. Это достигалось установкой дополнительных стрингеров и полустрингеров (рис. 149, б).

Рис. 149. Конструкция носового днищевого перекрытия теплохода Салтыков-Щедрин (1915 г., Бельгия): а — до модернизации; б — после установки подкреплений,
1 — основной стрингер; 2 — дополнительный стрингер; 3 — полустрингер 4 — вертикальный киль.

Полустрингеры легче, чем стрингеры, и их проще устанавливать, поэтому некоторые классификационные общества рекомендовали систему подкрепления только с полустрингерами.

Носовые днищевые перекрытия имеют в плане форму трапеции, и для рационального подкрепления связей стрингеры и полустрингеры должны идти непараллельно диаметральной плоскости. Но из-за значительного усложнения технологии сборки на клепаных судах эти связи всегда ставились параллельно диаметральной плоскости (рис. 150).

Рис. 150. Конструкция носового днищевого перекрытия плавбазы Кавказ (1918 г, США).

1 — основной стрингер; 2 — дополнительный стрингер; 3 — скуловая накладка; 4 — пиллерс.

Казалось бы, что с внедрением сварки эти-затруднения отпали, однако можно и сейчас наблюдать многочисленные примеры, когда принцип параллельной установки связей соблюдается и в сварных конструкциях (см. рис. 148).

В днищевом перекрытии судов последних лет постройки часто делается коридор для трубопроводов различных судовых систем. Иногда его называют коробчатым, или туннельным,- килем. Этот коридор продолжается и в районе установки носовых подкреплений. Он доходит до форпиковой переборки (суда типа Омск, Яна, Сибирь, Горы) или обрывается где-то посредине района усиления (суда типа Беломорсклес, Уссурийск, Пула, Выборг).

При симметричной конструкции относительно диаметральной плоскости стенками этого коридора могут быть два вертикальных киля (рис. 151).

Рис. 151. Конструкция носового днищевого перекрытия рефрижератора типа Яна (1956, г., ФРГ). 1 — стенки коридора для трубопроводов; 2 — настил диптанка; 3 — отбойная переборка; 4 — подволок коридора для трубопроводов.

Коридор может быть образован вертикальным килем и непроницаемым днищевым стрингером. В этом случае прочность половины днищевого перекрытия оказывается различной.

Наконец, иногда коридор образуется двумя непроницаемыми днищевыми стрингерами, при этом делается проницаемым вертикальный киль (рис. 152). Подволоком этого коридора служат листы настила внутреннего дна или специальный лист в случае прохода коридора через диптанк. Такой диптанк позволяет порожнему судну принимать дополнительный балласт и увеличивать осадку носом, что способствует уменьшению силы ударов судна о воду.

Рис. 152. Конструкция носового днищевого перекрытия рефрижератора типа Горы (1965 г., Швеция).

Конструкция днищевого перекрытия при наличии диптанка похожа на конструкцию судов с одинарным дном (см. рис. 151). Свободные пояски флоров привариваются к листу, образующему подволок туннельного киля, или к свободному пояску стрингера. В диаметральной плоскости диптанка выполняется отбойная переборка. Она увеличивает, жесткость пространственной килевой балки и способствует усилению днищевого перекрытия. Этой цели служат и полупереборки (см. рис. 148), а также пиллерсы, установленные в трюме (см. рис. 150).

Необходимая прочность наружной обшивки обеспечивается ее утолщением, а также подкреплением ребрами жесткости, которые располагаются между флорами. За такими ребрами жесткости исторически закрепилось название «промежуточный шпангоут».

Выше рассматривались конструктивные особенности подкреплений носовых днищевых перекрытий судов только с поперечной системой набора (за исключением рис. 152). Теперь проанализируем конструктивные особенности подкреплений днищевых перекрытий судов с продольной системой набора.

Прежде всего, обратимся к судам, у которых продольная система набора днища в районе усиления переходит в чисто поперечную (рис. 153). При этом на протяжении трех шпаций продольные ребра жесткости идут там, где уже началась поперечная система набора. В другом случае продольные ребра жесткости переходят в стрингеры и полустрингеры при сохранении той же продольной шпации, т. е. образуется смешанная (клетчатая) система набора.

Рис. 153. Конструкция носового днищевого перекрытия рефрижератора типа Актюбинск (1965 г., СССР).

Если в носовой части устроен диптанк, то настил внутреннего дна обрывается и устанавливаются фестонные листы. Иногда в нем делаются вырезы с целью создания проницаемой конструкции. В редких случаях диптанк и междудонный танк разделены непроницаемым настилом (суда типа Либерти).

При сохранении продольных ребер жесткости на протяжении всей зоны усиления сплошные флоры могут быть поставлены через один шпангоут (рис. 154) или на каждом шпангоуте (рис. 155). Иногда оба конструктивных решения осуществляются на одном судне, например на судне усиленного ледового класса типа Беломорсклес.

Рис. 154. Стрингерная конструкция носового днищевого перекрытия судна типа Повенец (1963 г. ГДР).

Коридор для труб у судов типа Горы устроен из трех туннелей с большими вырезами во флорах.

Для увеличения прочности этого района флоры поставлены на каждом шпангоуте. Таким образом, получилась своеобразная комбинация систем набора не только по длине, но и по ширине перекрытия.

Обращает на себя внимание резкая конструктивная неравно-прочность днищевых перекрытий на некоторых типах судов в пределах одного трюма (см. рис. 155).

Рис. 155. Конструкция носового днищевого перекрытия судна типа Омск (1961 г., Япония).

Основной несущей балкой в носовом днищевом перекрытии является сплошной флор. Конструкция флора, как правило, сохраняется одинаковой по всей длине судна, только уменьшается его пролет из-за сужения корпуса в оконечностях. Никаких подкреплений вырезов, как это можно видеть на приведенных рисунках, обычно не делается. Любой неподкрепленный вырез в стенке снижает ее устойчивость, что особенно опасно в таком напряженном районе, как носовая оконечность. В стенках стрингеров вырезы также не имеют подкреплений.

При продольной системе набора ребра жесткости днища и настила внутреннего дна проходят через вырезы во флорах. Так как подобные вырезы остаются незаделанными, они ослабляют стенку флора.

Промежуточные шпангоуты при поперечной системе набора пропускаются через стрингеры и полустрингеры без заделки вырезов в этих балках.

Дополнительные продольные ребра жесткости по наружной обшивке при продольной системе набора, как правило, делаются интеркостельными.

Туннельный киль (коридор для труб) образует самый большой вырез во флорах, и его конструированию необходимо придавать особое значение, учитывая высокий уровень действующих нагрузок.

Необходимо внимательно проектировать также и конструкции переборок, полупереборок в носовых трюмах. Пока никаких специальных требований к этим конструкциям правилами классификационных обществ не предъявляется.

В настоящее время используются различные конструктивные формы подкреплений днищевых перекрытий, которые могут быть выделены в следующие группы по месту установки основных балок набора:
на каждом шпангоуте при расположении стрингеров на расстоянии около 2 м; в промежутке между стрингерами могут быть установлены полустрингеры;
на каждом шпангоуте при расстоянии между стрингерами менее 1 м;
через две шпации при расстоянии между стрингерами менее 1 м;
через две шпации при расстояний между стрингерами около 2 м;
на каждом шпангоуте в пределах 0,2L, а далее в корму — через две шпации (суда ледового плавания) при расстоянии между стрингерами около 2 м.

У днищевых перекрытий различают два принципиально различных варианта, а именно одинарное и двойное дно. Одинарное дно имеют, как правило, небольшие суда длиной менее 60 м, и прежде всего суда с сильным подъемом скулы и брусковым килем. Флоры со шпангоутами, в которые они переходят, образуют непрерывный поперечный набор. Продольные связи в районе днища, так называемые кильсоны, предохраняют флоры от продольного изгиба. Важнейшей продольной связью одинарного дна является средний кильсон, который наряду с подкреплением флоров и усилением киля (что важно при доковании) увеличивает продольную прочность судна.

Одинарное дно:

a - на буксире-ледоколе, b - на траулере бортового траления, с - средний кильсон стоящий на флорах, d - интеркостелный кильсон, е - средний кильсон в виде сплошного среднего килевого листа

1 - днищевый настил (деревянные планки, 2 - полка, 3 - флор, 4 - средний кильсон, 5 - брусковый киль, 6 - скуловая кница, 7 - бортовой (боковой) кильсон, 8 - верхний лист, 9 - интеркостельный лист, 10 - шпангоуты, 11 - бортовой килевой лист

Различают три варианта выполнения среднего кильсона:

- средний кильсон, стоящий на флорах, — у судов короче 30 м

- средний кильсон в виде среднего килевого листа

У небольших судов флоры в диаметральной плоскости обычно не разрезаны. У более длинных судов для лучшего восприятия продольных нагрузок предпочтителен непрерывный днищевой кильсон. В зависимости от ширины судна по каждому борту установлены один-два днищевых стрингера, назначение которых то же, что у среднего кильсона. Расстояние между днищевыми стрингерами и средним кильсоном и расстояние их от бортов судна составляет не более 2,25 м; в носовой оконечности из-за сильной нагрузки на днище при килевой качке их устанавливают на меньшем расстоянии друг от друга. Флоры состоят из подкрепленных вертикальными ребрами жесткости листов, проходящих по всей ширине судна и прерывающихся только на непрерывном среднем кильсоне. В оконечностях судна, в фор- и ахтерпике, флоры выполняются более высокими, в ахтерпике они доходят до уровня выше дейдвудной трубы. Одинарное дно между таранной и ахтерпиковой переборками (за исключением машинного отделения) закрывают деревянным настилом. В районе машинного отделения простое дно закрыто донными листами (еланями), обычно из рифленых листов.

При двойном дне над продольными и поперечными связями, расположенными на днищевых поясах наружной обшивки, имеется еще второе водонепроницаемое дно. Двойное дно по конструкции напоминает плоскую коробчатую балку. Поперечные связи у двойного дна состоят также из флоров. Двойное дно по сравнению с одинарным имеет следующие преимущества.

1. Повышается прочность судна при посадке на мель; при течи в районе двойного дна сохраняется плавучесть, так как вода может проникнуть только до настила второго дна. По этой причине требованиями Международной конвенции по охране человеческой жизни на море небольшим пассажирским судам предписано иметь второе дно в носовой оконечности от переборки машинного отделения до таранной переборки, а большим пассажирским судам (длиной более 76 м) — от ахтерпиковой до таранной переборки.

2. Водонепроницаемыми продольными и поперечными связями двойное дно разделяется на цистерны для размещения жидкого топлива, мазута и смазочного масла, мытьевой, питательной и балластной воды.

С другой стороны, двойное дно увеличивает собственный вес судна и повышает строительную стоимость. Поэтому на небольших судах от него отказываются или устанавливают его только в районе машинного отделения для цистерн топлива и смазочного масла. Вертикальный киль служит не только для увеличения продольной прочности судна и в качестве главной опоры при доковании, но и для увеличения жесткости днища между двумя переборками, а также для предотвращения деформации флоров. Киль проходит от кормы до носа через все судно. На середине длины судна его выполняют водонепроницаемым, чтобы разделить двойное дно по ширине и уменьшить свободную поверхность в цистернах двойного дна. В оконечностях, где из-за малой ширины судна цистерны проходят от борта до борта, вертикальный киль снабжен облегчающими вырезами (лазами). В зависимости от ширины судна по обе стороны от вертикального киля расположены один, два или более интеркостельных днищевых стрингеров, которые выполняют те же задачи, что и вертикальный киль. Чтобы уменьшить массу судна и сделать двойное дно доступным, в днищевых стрингерах, если они не служат для водо- и нефтенепроницаемого разделения судна, предусмотрены вырезы. Настил второго дна вместе с крайними междудонными листами образует днищевое перекрытие. Крайний междудонный лист либо расположен наклонно к настилу второго дна и примерно под прямым углом к скуле, либо лежит в плоскости второго дна. Для доступа в двойное дно в конце каждого его отсека в настиле выполнен закрывающийся люк. Переход от флоров к бортовым шпангоутам у крайних междудонных листов осуществляется с помощью скуловых книц, а у горизонтальных крайних междудонных листов - с помощью книц.

Флоры расположены в двойном дне под прямым углом к диаметральной плоскости судна. Как правило, они проходят от вертикального киля до крайнего междудонного листа. При этом следует различать три вида флоров. Водонепроницаемые флоры образуют ограничение междудонных цистерн, и по функции их можно сравнить с водонепроницаемыми поперечными переборками. При большой высоте двойного дна (более 0,9 м) они подкрепляются вертикальными ребрами жесткости. Сплошные флоры похожи на водонепроницаемые. Так как они не должны быть ни водонепроницаемыми, ни мас-лонепроницаемыми, в них устраиваются вырезы, чтобы уменьшить их собственную массу и сделать доступными отдельные отсеки двойного дна. Сплошные флоры в зависимости от длины судна ставят в носовой оконечности на каждом третьем или четвертом шпангоуте; на судах для перевозки тяжеловесных грузов, под машинными отделениями, а также под поперечными переборками, тяжелыми и конечными пиллерсами средних диаметральных переборок - на каждом шпангоуте. Открытые бракетные флоры ставят на шпангоутах, на которых не нужны водонепроницаемые или сплошные флоры. Они состоят из катаных профилей, которые устанавливаются на днищевой обшивке (нижний угольник флора) и на настиле второго дна (верхний угольник флора). Для соединения флоров с вертикальным килем, днищевыми стрингерами и крайним междудонным листом служат бракеты.

Двойное дно:

а — разделение двойного дна; b — двойное дно со сплошными и бракетными флорами; с — двойное дно с продольным набором (с продольными ребрами жесткости); d — двойное дно с днищевыми стрингерами.

1 — балластная вода (форпик); 2 — балластная вода (двойное дно); 3 — топливо; 4 — смазочное масло; 5 — коффердам; 6 — пресная вода; 7 — полка скуловой кницы; 8 — настил второго дна; 9 — водонепроницаемый флор; 10 — открытый бракетный флор; 11 — верхний угольник флора; 12 — нижний угольник флора; 13 — бракеты; 14 — сплошной флор; 15 — горизонтальный киль; 16 — вертикальный киль; 17 — бортовой стрингер; 18 — скуловой стрингер; 19 — скуловая кница; 20 — трюмные шпангоуты; 21 — скуловая кница; 22 — днищевые продольные балки; 23 — продольные балки второго дна; 24 — крайний междудонный лист; 25 — днищевые стрингеры.

В настоящее время вместо проницаемых устанавливают обычно сплошные флоры с увеличенными вырезами. Изготовление и сборка сплошных флоров проще, чем бракетных, вместе с тем при соприкосновении с грунтом сплошные флоры снижают деформации днищевых конструкций; кроме того, сплошные флоры лишь немного тяжелее, чем бракетные. Скуловые бракеты, или кницы, соединяют трюмные шпангоуты с крайним междудонным листом или вторым дном, т. е. с днищевыми поперечными связями, и подкрепляют скулу. Для уменьшения массы и для прокладки трубопроводов скуловые кницы снабжают вырезами. Свободную кромку скуловых бракет загибают либо снабжают ее пояском или горизонтальной кницей. Горизонтальные кницы служат для подкрепления прерванного крайним междудонным листом поперечного набора и для создания эффективного перехода от скуловой кницы к настилу второго дна и тем самым к днищевым флорам или бракете.

Наряду с традиционным способом постройки второго дна с бракетными или сплошными флорами на каждом шпангоуте, в последние десятилетия все чаще используют способ постройки с продольными ребрами жесткости, а для больших судов (длиной более 140 м) - с днищевыми стрингерами. Преимущество продольной системы набора состоит в том, что она существенно повышает продольную прочность днища. Днищевые продольные ребра жесткости или стрингеры воспринимают вместе с обшивкой возникающие в днище изгибающие напряжения корпуса судна (растяжение и сжатие), а также местные нагрузки. Двойное дно с продольными ребрами жесткости или стрингерами при одинаковой прочности легче, чем двойное дно с флорами на каждом шпангоуте. Недостатком является то, что процесс изготовления судов таким способом более трудоемок (особенно при гибке ребер жесткости для оконечностей) и, следовательно, дороже.

При продольной системе набора сплошные флоры располагают на каждом третьем-четвертом шпангоуте, т. е. на расстоянии примерно 3,6 м один от другого; только в районе носовой оконечности судна и под фундаментами главных двигателей эти расстояния меньше. Отстояния днищевых стрингеров друг от друга или от вертикального киля и крайнего междудонного листа составляют примерно 4,5 м; в районе носовой оконечности и под машинным отделением они меньше. Между флорами у крайнего междудонного листа ставят бракеты, а у днищевых стрингеров - вертикальные ребра жесткости на расстоянии шпации; у вертикального киля в зависимости от расстояния между флорами по обе стороны дополнительно ставят одну или две бракеты с фланцами. Днищевые ребра жесткости, которые в зависимости от размеров судна устанавливаются на расстоянии 0,7—1 м, проходят сквозь сплошные флоры. При продольной системе набора со стрингерами в последних выполняются эллиптические или арочные вырезы.

В соответствии с расположением связей в палубном и днищевом, а также в бортовом перекрытии корпуса судна различают следующие системы набора. Поперечная система - основная система набора для постройки малых и средних судов длиной примерно до 140 м. При поперечной системе набора главные связи расположены поперек судна. Связи днищевого перекрытия, за исключением далеко отстоящих друг от друга продольных связей, состоят из сплошных или бракетных флоров на каждом практическом шпангоуте; связи бортового перекрытия состоят из шпангоутов с нормальным расстоянием друг от друга; связи палубного перекрытия состоят из бимсов. Все небольшие суда длиной примерно до 60 м, такие как грузовые и пассажирские суда, танкеры, рыболовные суда, буксиры, ледоколы и т. д., строятся по поперечной системе набора.

Поперечная система набора грузового судна:

1 - рубка, 2 - ребра жесткости шахты машинного отделения, 3 - двойное дно, 4 - таранная переборка

При продольной системе набора основные связи корпуса установлены вдоль судна. Связи в районе днища и бортов состоят из днищевых и бортовых стрингеров, а под палубой - из продольных подпалубных балок. Эти конструктивные элементы подкреплены в днищевом перекрытии поперечными балками (флорами), а в бортовом и палубном - рамными шпангоутами и бимсами. Флоры, рамные шпангоуты и бимсы образуют вертикальные жесткие на изгиб рамы, стоящие на расстоянии двух - четырех шпаций друг от друга (от 1,5 до 3,6 м). Преимущество продольной системы набора по сравнению с поперечной состоит в том, что при равной продольной прочности судна в перекрытиях (при условии одинаковых размеров судна) требуются меньшие затраты материала. Продольная система применяется обычно при постройке больших танкеров, длиной более 180 м (рис. а), контейнерных судов (рис. b), иногда угле- и рудовозов.

Система продольного набора: а — танкер (система Ишервуда); b — контейнеровоз

1 — коробчатая балка (поперечная связь); 2 — коробчатая продольная балка; 3 - водонепроницаемая поперечная переборка; 4 — опорная переборка; 5 — бортовая продольная переборка; 6 — туннель для трубопроводов; 7 — бортовая цистерна; 8 — вторая палуба; 9 — главная палуба.

При комбинированной продольно-поперечной системе набора днищевая обшивка подкреплена стрингерами, палуба (прочная)—продольными подпалубными балками, а бортовая наружная обшивка - шпангоутами с нормальным расстоянием друг от друга. Принято применять продольную систему набора только в прочной палубе или в днище. Комбинированную систему набора применяют обычно на грузовых и пассажирских судах длиной более 130 м, а также на грузовых судах для массовых грузов (рис. а, b); на танкерах она применяется как система Миллара (рис. с) для судов длиной от 80 примерно до 180 м.

Комбинированная продольно-поперечная система набора:

а — грузовое судно; b — судно для массовых грузов; с — танкер (система Миллара)

1 — коробчатая поперечная балка; 2 — туннель затопления; 3 — днищевая бортовая цистерна; 4 — подпалубная цистерна

Читайте также:

  
• Уголовный процесс как метод осуществления правосудия по уголовным делам
  
• Какие служебные споры по письменному заявлению представителя нанимателя рассматриваются в суде тест
  
• Является ли болезнь ответчика основанием для изменения подсудности
  
• Учреждение какого типа имеет право выполнять государственные функции
  
• Право и судебное администрирование что за профессия кем работать после колледжа