Питання 2. Виконайте ескіз половини (по ДП) поперечного перерізу судна, набраного по поздовжній системі набору. Складіть специфікацію всіх елементів набору, зовнішньої обшивки, палубного настилу, настилу другого дна, коротко поясніть призначення кожного елемента. При будівлі яких судів застосовується ця система, які її переваги та недоліки?
Відповідь
При поздовжній системі набору (рис. 1) головними балками, що сприймають основні навантаження, є поздовжні балки рамного і холостого профілів. Поперечними зв'язками служать рамні шпангоути, які встановлюють через три-чотири шпації, тобто на відстані 1650-2400 мм один від одного. Відстань між холостими балками поздовжнього набору беруть 500-600 мм, а кільсону і карлингсами встановлюють на відстані 1500-2500 мм один від одного.
Поздовжня система набору забезпечує підвищену міцність корпусу на вигин, так як листи обшивки, підкріплені поздовжніми ребрами жорсткості, стійко працюють на стиск. Тому поздовжню систему набору застосовують при виготовленні корпусів суден значної довжини. До недоліків поздовжньої системи набору відносять більш складну стикування секцій при зварюванні корпусу і меншу поперечну міцність.
Зовнішню обшивку корпусу і настил палуби зварюють з окремих листів, довгі крайки яких направляють вздовж судна: вони утворюють поясу обшивки. Шви листів, що йдуть упоперек судна, називають стиками, а вздовж судна - пазами. Стики повинні лежати на відстані 1 / 4 - 1 / з шпації від шпангоутів.
Для визначення кількості та розмірів сталевих листів, необхідних для спорудження корпусу, викреслюють розтяжку зовнішньої обшивки і палубного настилу з показанням всіх стиків і пазів, а також набору корпусу. Обшивку розтягують впоперек судна - по шпангоутам по один бік від ДП.
Обшивка і настил палуби є основними зв'язками еквівалентного бруса, забезпечують загальну та місцеву міцність корпусу. Роль окремих поясів обшивки у забезпеченні міцності неоднакова і визначається положенням їх відносно нейтральної осі еквівалентного бруса. Найбільш навантажені пояса палуби і днищевой обшивки, верхній пояс обшивки борту, званий шир-Стреків, і закруглений виличної пояс у місці переходу бортів в днищі (рис. 3).
Товщини обшивки і настилу палуби призначають із умови забезпечення загальної міцності корпусу. Проте Правилами Річкового Регістру РСР встановлено мінімально допустимі товщини окремих поясів з умови забезпечення судну необхідної довговічності з урахуванням корозії і механічного зносу. Мінімальну товщину зовнішньої обшивки, настилу палуби, ширстрека і палубного стрингера призначають залежно від довжини, класу і типу судна за спеціальною таблицею. При цьому товщину зовнішньої обшивки в носовій
Рис. 2. Відсіки корпусів суден з поперечної і поздовжньої системами набору:
1 - ширстрека, 2 7 - палубний і бортовий стрингери; 3 - пілерсів; 4 - карлингсами; 5 - рамний бімс; в - холості бімси; 7 - книце; 8, 9, 10 - холостий, флорний і рамний шпангоути; / / - голубніци; 12, 14, 24 - середній, бортовий і днищевого кільсону; 13 - потовщений кільової пояс; / 5-флор рамного днищевого шпангоута; 16 - виличної пояс обшивки, 18, 23 - рамні шпангоути борту і днища; 19,21 - відповідно палубні і бортові поздовжні ребра жорсткості; 20 - обшивка палуби; 22 - днищевого холості поздовжні балки краю приймають не менше 1,25 товщини зовнішньої обшивки в середній частині судна, а товщину зовнішньої обшивки в районі ахтерпік - не менше товщини зовнішньої обшивки в середній частині корпусу . Ширина ширстрека повинна бути не менше 0,2 Н (де Н - висота борту судна).
Основним поясом палубного настилу є палубний стрингер, що йде уздовж бортів від носа до корми. Ширину палубного стрингера у палубних суден приймають не менше 600 мм, а товщину - не менше товщини ширстрека. Решта пояса палубного настилу роблять трохи тонше. Для збереження міцності в палубному стрингери забороняється робити вирізи діаметром більше d = 20 t пс (де t пс - Товщина палубного стрингера) без належного підкріплення.
Судна, що плавають в битому льоду, уздовж всього корпусу мають льодовий пояс, товщину обшивки якого в носовій частині судна приймають рівною 1,25 t, в районі ахтерпік - 1,2 t. на решті довжині судна-1, 15 t (Де t - Товщина обшивки борту у відповідному районі для судна без льодових підкріплень).
Верхня межа льодового пояса проходить на 0,5 м вище вантажної ватерлінії, а нижня - на 0,5 м нижче ватерлінії порожньому, з урахуванням можливості диференту судна.
Палубний настил суден-майданчиків і настил другого дна суховантажних суден для захисту від пошкоджень при перевантажувальних операціях утолщают на 3 мм і більше, тобто t ш.> T 0 + 3 мм (де t 0 - Товщина зовнішньої обшивки днища).
Рис. 3. Обшивка корпусу в поперечному перерізі (а) і розтяжка зовнішньої обшивки (б):
I - Пояс горизонтального кіля; 2,3 - пояси днищевой обшивки; 4 - виличної пояс; 5 - пояс обшивки зовнішнього борту; 6 - шірст-річок; 7 - палубний стрингер, по-поздовжній комінгс; 9 - фальшборт; П - пази; S - стики
Сучасні суховантажні теплоходи і танкери будують з подвійним дном і подвійними бортами. Це збільшує загальну міцність корпусу, підвищує живучість судна і створює зручності для виконання перевантажувальних операцій.
У річкових суден з подвійним дном (рис. 4) висоту междудонное простору приймають 800 мм при довжині корпусу до 120 м і не менше 900 мм при більшій довжині корпусу. Набір другого дна виготовляють за тією ж системою, яка прийнята для днища і палуби корпусу даного судна.
Простір між подвійним дном і бортами розділене на відсіки непроникними суцільними флорами шпангоутів. Для доступу у відсіки междудонное простору і вентиляції їх під час робіт в настилі другого дна поблизу водонепроникних Флоров роблять лази. Бічні кільсону, проникні флори і шпангоути також мають овальні вирізи розміром 400x600 мм, що дозволяють переміщатися по відсіку при огляді. Проте висота цих вирізів не повинна перевищувати половини висоти листа флорою і кільсону. У середньому кільсону щоб уникнути порушення міцності зазвичай вирізи не роблять.
Товщину листів другого дна самохідних і несамохідних суден, на яких вивантаження здійснюють грейферами, приймають рівною 8 - 10 мм.
Зовнішня обшивка служить для забезпечення непроникності та міцності корпусу. Вона сприймає гідростатичний тиск води, удари хвиль, стиснення льодами.
Рис. 4. Днищевого перекриття з подвійним дном:
/ - Настил другого дна, р-книце; 3-поперечна перебирання; 4 - стійка поперечної перегородки (контрфорс), 5, 6 - флори непроникний і проникний; 7 - днищевого обшивка, 8 - Середній кільсон; 9 - бокові кільсону
Днищевой набір на суднах з подвійним дном (рис. 5). Всі суховантажні судна завдовжки понад 61 м мають подвійне дно, яке утворюється між днищевой обшивкою і сталевим настилом другого дна, що накладається поверх днищевого набору. Висота подвійного дна не менше 0,7 м, а на великих суднах 1 -1,2 м. Така висота дозволяє проводити роботи в подвійному дні при будівлі судна, а також під час очищення і фарбування відсіків подвійного дна в період експлуатації.
Поперечними зв'язками днищевого набору на суднах з подвійним дном є флори, які бувають трьох типів: суцільні, водонепроникні і відкриті (бракетние і полегшені).
Суцільний флор складається з сталевого листа, поставленого на ребро. Нижньою крайкою флор з'єднаний з днищевой обшивкою, а верхній - з настилом другого дна. У суцільному флорі є великі овальні вирізи - лази, що забезпечують сполучення між окремими осередками подвійного дна. Крім великих вирізів, в листі суцільного флора у днищевой обшивки і у настилу другого дна робиться кілька невеликих вирізів - голубніц для проходу води і повітря.
Водонепроникний флор конструктивно нічим не відрізняється від суцільного, але він не має ніяких вирізів.
Бракетний (відкритий) флор не має суцільного листа, а складається з двох балок профільної сталі: нижньої, що йде по днищевой обшивці, і верхньої, яка йде під настилом другого дна. Верхня і нижня балки з'єднані між собою прямокутними обрізками листової сталі - бракет.
Поздовжніми зв'язками днищевого набору на суднах з подвійним дном є вертикальний кіль, крайні междудонное листи та днищевого стрингери.
Вертикальний кіль - лист, поставлений на ребро і йде в діаметральної площині безперервно по всій довжині судна. Він виконується водонепроникним і ділить подвійне дно на відсіки лівого і правого бортів. Замість вертикального кіля може встановлюватися тунельний кіль, який складається з двох аркушів, що йдуть паралельно діаметральної площині на відстані 1 -1,5 м один від одного.
З бортів междудонное простір обмежується междудонное листами (скуластими стрингерами), що йдуть по всій довжині подвійного дна безперервно і не мають ніяких вирізів. Нижньою крайкою междудонное лист з'єднаний з зовнішньою обшивкою, а верхній - з настилом другого дна. Крайні між донні листи зазвичай встановлюють похило, в результаті чого в трюмі по бортах утворюються льяла, в яких збирається трюмна вода. Днищевого стрингери представляють собою вертикальні листи, що встановлюються по обидві сторони від вертикального кіля. Їх розрізають на кожному суцільному флорі, а для проходу нижньої і верхньої балок бракетного флора в листі стрингера роблять вирізи відповідних розмірів. Для зменшення маси та забезпечення доступу до всіх частин подвійного дна в днищевого стрингерам роблять великі вирізи - лази.
Рис. 5. Днищевой набір на суднах з подвійним дном:
/ - Настил другого дна; 2 - водонепроникний флор; 3 - бракетний (відкритий) флор; 4 - суцільний флор; 5-вертикальний кіль; 6-днищевой стрингер; 7 - крайній муждудонний лист (виличної стрингер)
Відповідь
При поздовжній системі набору (рис. 1) головними балками, що сприймають основні навантаження, є поздовжні балки рамного і холостого профілів. Поперечними зв'язками служать рамні шпангоути, які встановлюють через три-чотири шпації, тобто на відстані 1650-2400 мм один від одного. Відстань між холостими балками поздовжнього набору беруть 500-600 мм, а кільсону і карлингсами встановлюють на відстані 1500-2500 мм один від одного.
Поздовжня система набору забезпечує підвищену міцність корпусу на вигин, так як листи обшивки, підкріплені поздовжніми ребрами жорсткості, стійко працюють на стиск. Тому поздовжню систему набору застосовують при виготовленні корпусів суден значної довжини. До недоліків поздовжньої системи набору відносять більш складну стикування секцій при зварюванні корпусу і меншу поперечну міцність.
Зовнішню обшивку корпусу і настил палуби зварюють з окремих листів, довгі крайки яких направляють вздовж судна: вони утворюють поясу обшивки. Шви листів, що йдуть упоперек судна, називають стиками, а вздовж судна - пазами. Стики повинні лежати на відстані 1 / 4 - 1 / з шпації від шпангоутів.
Для визначення кількості та розмірів сталевих листів, необхідних для спорудження корпусу, викреслюють розтяжку зовнішньої обшивки і палубного настилу з показанням всіх стиків і пазів, а також набору корпусу. Обшивку розтягують впоперек судна - по шпангоутам по один бік від ДП.
Обшивка і настил палуби є основними зв'язками еквівалентного бруса, забезпечують загальну та місцеву міцність корпусу. Роль окремих поясів обшивки у забезпеченні міцності неоднакова і визначається положенням їх відносно нейтральної осі еквівалентного бруса. Найбільш навантажені пояса палуби і днищевой обшивки, верхній пояс обшивки борту, званий шир-Стреків, і закруглений виличної пояс у місці переходу бортів в днищі (рис. 3).
Товщини обшивки і настилу палуби призначають із умови забезпечення загальної міцності корпусу. Проте Правилами Річкового Регістру РСР встановлено мінімально допустимі товщини окремих поясів з умови забезпечення судну необхідної довговічності з урахуванням корозії і механічного зносу. Мінімальну товщину зовнішньої обшивки, настилу палуби, ширстрека і палубного стрингера призначають залежно від довжини, класу і типу судна за спеціальною таблицею. При цьому товщину зовнішньої обшивки в носовій
Рис. 2. Відсіки корпусів суден з поперечної і поздовжньої системами набору:
1 - ширстрека, 2 7 - палубний і бортовий стрингери; 3 - пілерсів; 4 - карлингсами; 5 - рамний бімс; в - холості бімси; 7 - книце; 8, 9, 10 - холостий, флорний і рамний шпангоути; / / - голубніци; 12, 14, 24 - середній, бортовий і днищевого кільсону; 13 - потовщений кільової пояс; / 5-флор рамного днищевого шпангоута; 16 - виличної пояс обшивки, 18, 23 - рамні шпангоути борту і днища; 19,21 - відповідно палубні і бортові поздовжні ребра жорсткості; 20 - обшивка палуби; 22 - днищевого холості поздовжні балки краю приймають не менше 1,25 товщини зовнішньої обшивки в середній частині судна, а товщину зовнішньої обшивки в районі ахтерпік - не менше товщини зовнішньої обшивки в середній частині корпусу . Ширина ширстрека повинна бути не менше 0,2 Н (де Н - висота борту судна).
Основним поясом палубного настилу є палубний стрингер, що йде уздовж бортів від носа до корми. Ширину палубного стрингера у палубних суден приймають не менше 600 мм, а товщину - не менше товщини ширстрека. Решта пояса палубного настилу роблять трохи тонше. Для збереження міцності в палубному стрингери забороняється робити вирізи діаметром більше d = 20 t пс (де t пс - Товщина палубного стрингера) без належного підкріплення.
Судна, що плавають в битому льоду, уздовж всього корпусу мають льодовий пояс, товщину обшивки якого в носовій частині судна приймають рівною 1,25 t, в районі ахтерпік - 1,2 t. на решті довжині судна-1, 15 t (Де t - Товщина обшивки борту у відповідному районі для судна без льодових підкріплень).
Верхня межа льодового пояса проходить на 0,5 м вище вантажної ватерлінії, а нижня - на 0,5 м нижче ватерлінії порожньому, з урахуванням можливості диференту судна.
Палубний настил суден-майданчиків і настил другого дна суховантажних суден для захисту від пошкоджень при перевантажувальних операціях утолщают на 3 мм і більше, тобто t ш.> T 0 + 3 мм (де t 0 - Товщина зовнішньої обшивки днища).
Рис. 3. Обшивка корпусу в поперечному перерізі (а) і розтяжка зовнішньої обшивки (б):
I - Пояс горизонтального кіля; 2,3 - пояси днищевой обшивки; 4 - виличної пояс; 5 - пояс обшивки зовнішнього борту; 6 - шірст-річок; 7 - палубний стрингер, по-поздовжній комінгс; 9 - фальшборт; П - пази; S - стики
Сучасні суховантажні теплоходи і танкери будують з подвійним дном і подвійними бортами. Це збільшує загальну міцність корпусу, підвищує живучість судна і створює зручності для виконання перевантажувальних операцій.
У річкових суден з подвійним дном (рис. 4) висоту междудонное простору приймають 800 мм при довжині корпусу до 120 м і не менше 900 мм при більшій довжині корпусу. Набір другого дна виготовляють за тією ж системою, яка прийнята для днища і палуби корпусу даного судна.
Простір між подвійним дном і бортами розділене на відсіки непроникними суцільними флорами шпангоутів. Для доступу у відсіки междудонное простору і вентиляції їх під час робіт в настилі другого дна поблизу водонепроникних Флоров роблять лази. Бічні кільсону, проникні флори і шпангоути також мають овальні вирізи розміром 400x600 мм, що дозволяють переміщатися по відсіку при огляді. Проте висота цих вирізів не повинна перевищувати половини висоти листа флорою і кільсону. У середньому кільсону щоб уникнути порушення міцності зазвичай вирізи не роблять.
Товщину листів другого дна самохідних і несамохідних суден, на яких вивантаження здійснюють грейферами, приймають рівною 8 - 10 мм.
Зовнішня обшивка служить для забезпечення непроникності та міцності корпусу. Вона сприймає гідростатичний тиск води, удари хвиль, стиснення льодами.
Рис. 4. Днищевого перекриття з подвійним дном:
/ - Настил другого дна, р-книце; 3-поперечна перебирання; 4 - стійка поперечної перегородки (контрфорс), 5, 6 - флори непроникний і проникний; 7 - днищевого обшивка, 8 - Середній кільсон; 9 - бокові кільсону
Днищевой набір на суднах з подвійним дном (рис. 5). Всі суховантажні судна завдовжки понад 61 м мають подвійне дно, яке утворюється між днищевой обшивкою і сталевим настилом другого дна, що накладається поверх днищевого набору. Висота подвійного дна не менше 0,7 м, а на великих суднах 1 -1,2 м. Така висота дозволяє проводити роботи в подвійному дні при будівлі судна, а також під час очищення і фарбування відсіків подвійного дна в період експлуатації.
Поперечними зв'язками днищевого набору на суднах з подвійним дном є флори, які бувають трьох типів: суцільні, водонепроникні і відкриті (бракетние і полегшені).
Суцільний флор складається з сталевого листа, поставленого на ребро. Нижньою крайкою флор з'єднаний з днищевой обшивкою, а верхній - з настилом другого дна. У суцільному флорі є великі овальні вирізи - лази, що забезпечують сполучення між окремими осередками подвійного дна. Крім великих вирізів, в листі суцільного флора у днищевой обшивки і у настилу другого дна робиться кілька невеликих вирізів - голубніц для проходу води і повітря.
Водонепроникний флор конструктивно нічим не відрізняється від суцільного, але він не має ніяких вирізів.
Бракетний (відкритий) флор не має суцільного листа, а складається з двох балок профільної сталі: нижньої, що йде по днищевой обшивці, і верхньої, яка йде під настилом другого дна. Верхня і нижня балки з'єднані між собою прямокутними обрізками листової сталі - бракет.
Поздовжніми зв'язками днищевого набору на суднах з подвійним дном є вертикальний кіль, крайні междудонное листи та днищевого стрингери.
Вертикальний кіль - лист, поставлений на ребро і йде в діаметральної площині безперервно по всій довжині судна. Він виконується водонепроникним і ділить подвійне дно на відсіки лівого і правого бортів. Замість вертикального кіля може встановлюватися тунельний кіль, який складається з двох аркушів, що йдуть паралельно діаметральної площині на відстані 1 -1,5 м один від одного.
З бортів междудонное простір обмежується междудонное листами (скуластими стрингерами), що йдуть по всій довжині подвійного дна безперервно і не мають ніяких вирізів. Нижньою крайкою междудонное лист з'єднаний з зовнішньою обшивкою, а верхній - з настилом другого дна. Крайні між донні листи зазвичай встановлюють похило, в результаті чого в трюмі по бортах утворюються льяла, в яких збирається трюмна вода. Днищевого стрингери представляють собою вертикальні листи, що встановлюються по обидві сторони від вертикального кіля. Їх розрізають на кожному суцільному флорі, а для проходу нижньої і верхньої балок бракетного флора в листі стрингера роблять вирізи відповідних розмірів. Для зменшення маси та забезпечення доступу до всіх частин подвійного дна в днищевого стрингерам роблять великі вирізи - лази.
Рис. 5. Днищевой набір на суднах з подвійним дном:
/ - Настил другого дна; 2 - водонепроникний флор; 3 - бракетний (відкритий) флор; 4 - суцільний флор; 5-вертикальний кіль; 6-днищевой стрингер; 7 - крайній муждудонний лист (виличної стрингер)