Капитану о прочности корпуса судна (Максимаджи А.И.) - часть 1

ОТ АВТОРА

Появление новых конструктивных типов судов и изменение

условий  эксплуатации  (ускорение  грузовых  операций,  движение  по
расписанию,  неравномерность  загрузки  по  длине  и  ширине,
круглогодичные  перевозки  в  арктических  районах  и  т.  п.)  ставят
перед  судоводителями  новые  задачи  по  обеспечению  прочности
корпуса  и  его  конструкций.  Большое  значение  приобретает  умение
судоводителей  принимать  правильные  оперативные  решения  по
загрузке и управлению судном при различной номенклатуре грузов и
в  разной  навигационной  обстановке.  Эти  решения  должны  быть
направлены  на  то,  чтобы  корпус  и  его  элементы  не  испытывали
нагрузки, превышающие допустимые пределы.

В специальной литературе указанным вопросам не уделяется

внимания  и  соответствующие  пособия  практически  отсутствуют.
Настоящая книга является попыткой восполнить имеющийся пробел
и  обеспечить  судоводителей  необходимой  информацией,  которую
они  могут  использовать  при  решении  практических  вопросов
прочности, возникающих в процессе эксплуатации судов.

Первая глава книги посвящена методам оценки прочности

корпуса в эксплуатации с учетом изменения ее во времени.
Рассмотрены общие подходы к оценке прочности и нормы
допускаемых

дефектов,

регламентируемых

действующей

нормативно-технической  документацией.  Данные,  приведенные  в
этой  главе,  могут  оказаться  полезными  капитану  при  определении
необходимого  объема  ремонта  корпуса,  особенно  на  иностранных
базах

под

наблюдением

инспекторов

зарубежных

классификационных обществ.

В книге уделено основное внимание обеспечению прочности корпуса
при действии трех видов нагрузок:
на  тихой  воде,  на  волнении  и  от  взаимодействия  со  льдом.  При
рассмотрении  нагрузок  на  тихой  воде  приведены  расчетные  методы,
позволяющие  контролировать  нагрузки,  а  также  оперативно
определять  необходимое  изменение  грузового  плана,  с  тем  чтобы
привести их в соответствие с допускаемыми значениями.

Волновые нагрузки, в отличие от известных разработок,

основанных на схеме регулярного волнения, представлены в функции
от параметров развитого ветрового волнения с  учетом его случайных
статистических  характеристик.  Это  позволило  разработать  систему
типовых  консультативных  диаграмм,  которая  будет  содействовать
капитану  при  управлении  судном  в  штормовом  море  для
регулирования  различных  реакций  корпуса  на  волновые  воздействия
(качка,  заливаемость,  ускорения,  нагрузки).  Необходимые  входные
графики  в  эти

диаграммы,

учитывающие

индивидуальные

особенности конкретного судна, капитан может построить сам по
методу, подробно изложенному в книге.

Ввиду того, что в процессе эксплуатации судов участились случаи

подвижки грузов и связанные с этим аварийные ситуации, в книге
подробно изложены методы определения усилий, действующих на
штучный груз при качке на волнении.

Применительно к ледовым нагрузкам рассмотрены приближенные

методы  оценки  их  интенсивности  и  даны  ориентировочные  значения
допускаемых значений в зависимости от класса судна и его размеров.
Подробно  описаны  структура  и  содержание  ледового  паспорта—
эффективного документа для предупреждения повреждений корпуса в
ледовой  обстановке.  Приведены  расчетные  методы  по  корректировке
рекомендаций  ледового  паспорта  на  реальное  техническое  состояние
корпуса, прочность которого изменяется во времени.

В последние годы все чаще на помощь судоводителю

привлекаются современная вычислительная техника и приборы,
основанные на ее использовании. В книге освещено состояние этой
области в той части, которая касается контроля прочности. Рассмот-

рены  теоретические  основы  контроля  прочности  с  помощью
приборов,  перспективы  развития  соответствующих  систем,  описаны
наиболее  типичные  образцы.  Отмечены  достоинства  и  недостатки
использования приборов в судовождении

Книга рассчитана на широкий круг специалистов, не имеющих

специальной подготовки по строительной механике корабля. Поэтому
автор старался изложить все вопросы в форме, доступной для
практического использования непосредственно на борту судна,, с тем
чтобы читатели могли не прибегать к помощи специальной
литературы.

Большинство

расчетных

методик

книге

иллюстрировано типовыми примерами, вспомогательными таблицами
и графиками, позволяющими по возможности упростить и сократить
вычисления.

При подготовке книги автор использовал как собственные

проработки, так и материалы отечественных и зарубежных авторов, на
которые  сделаны  необходимые  ссылки.  Справочник  для  плавсостава
подобной  направленности  издается  впервые,  поэтому  автор  будет
благодарен читателю  за  предложения,  способствующие  дальнейшему
его улучшению.

Отзывы о книге просим направлять в адрес издательства

«Судостроение»: 191065, Ленинград, ул. Гоголя, 8.

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

А — амплитудно-частотная характеристика.
В — ширина судна.
D — высота борта судна.
L — длина судна.
I — момент инерции.
M — изгибающий, крутящий момент.
N — перерезывающая сила.
S — спектральная плотность волнения.
V — объемное водоизмещение.
W — момент сопротивления.
a — ускорение.
с — скорость волны.
d — осадка судна.
g — ускорение свободного падения.
h — высота волны.
q — курсовой угол к волне.
r — амплитуда волны.
v — скорость судна.
к — направление вдоль судна.
у — направление поперек судна.
z — направление по высоте судна.
α — коэффициент полноты площади ватерлинии.|
δ — коэффициент общей полноты.
θ — угол крена.
λ — длина волны.
ρ — плотность воды.
σ — стандарт случайного процесса.

— нормальные напряжения.

— предел текучести.

τ — период волн.

— касательные напряжения.

φ— коэффициент продольной полноты.
ψ — угол дифферента.
ω — частота волн.

КОНТРОЛЬ ПРОЧНОСТИ СУДОВОГО

КОРПУСА В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ

§1. Принципы оценки прочности корпуса судна .

Общие положения. Судовой корпус относится к той группе

сооружений, прочность которых оценивать наиболее трудно как
ввиду  сложности  самой  конструкции,  так  и  главным  образом
вследствие  проблем,  возникающих  при  определении  расчетных
внешних  нагрузок  и  нормативных  запасов  прочности.  Корпуса
водоизмещающих судов работают на границе двух стихий (воды
и  воздуха)  и  подвержены  воздействию  нагрузок,  значение  и
направление  действия  которых  непрерывно  и  случайно
изменяются.   Связи корпуса, являющегося сложной пустотелой
балкой,  подкрепленной  набором  в  различных  направлениях,
участвуют одновременно в нескольких видах  деформаций. Эти
деформации вызываются как общим  изгибом корпуса — балки,
так  и  местным  изгибом  перекрытий,  набора,  пластин.  Задача
определения  напряжений  осложняется  еще  и  тем,  что  во
времени  прочность  связей  корпуса  изменяется  в  связи  с  неиз-
бежными  износом,  коррозией,  остаточными  деформациями.
Причем  эти  изменения  зависят  не  только  от  времени,  но  и  от
особенностей конструкции корпуса и условий его эксплуатации.
В  связи  с  такой  сложной  картиной  нагружения,  комплексной
работой  связей,  влиянием  времени  и  окружающих  условий
оценка прочности корпуса возможна только при использовании
предшествующего опыта постройки и эксплуатации судов.

В общем случае для оценки прочности судового корпуса

необходимо  решить  проблемы  по  определению  расчетных
внешних  нагрузок,  возникающих  напряжений  и  необходимых
запасов  прочности.  Расчетные  нагрузки  принято  формировать
из двух частей:

квазистатической  (нагрузки  на  тихой  воде)  и  переменной  (волновые
нагрузки). Расчетные напряжения определяют расчленением сложных
деформаций  на  элементарные  составляющие  с  последующим  их  сум-
мированием,  учитывая  распределение  по  сечению  конструкций,  а
также  мгновенное  и  длительное  изменение  во  времени.  Запасы
прочности  назначают  опираясь  на  предшествующий  опыт  с
осмысливанием  и  обобщением  его  методами  строительной  механики
корабля.

Применительно к корпусам транспортных судов решение

указанных проблем находит отражение в Правилах и Нормах
классификационных обществ, а в нашей стране—в Правилах и Нормах
Регистра СССР. В данной книге рассматриваются только некоторые
основные

вопросы

оценки

остаточной

прочности

корпуса,

находящегося  длительное  время  в  эксплуатации,  которые  могут
понадобиться  капитану  при  ремонте,  определении  необходимых
подкреплений  или  решении  специальных  эксплуатационных  задач,
связанных с допустимой напряженностью корпуса.

Старение корпуса. Прочность нового корпуса оценивается при

проектировании  в  конструкторских  бюро.  Однако  со  временем
прочность  корпуса  и  его  деталей  изменяется.  Чем  дольше
эксплуатируется судно, тем больше стареет его корпус. Старение кор-
пуса  выражается  в  уменьшении  толщины  листовых  элементов  и
набора  вследствие  неизбежного  износа  и  коррозии;  в  изменении
первоначальной  формы  кон- струкций  в  результате  появления
остаточных  деформаций,  вызванных  различного  рода  эксплуатацион-
ными перегрузками; в нарушении целостности отдельных элементов в
виде трещин, разрывов, пробоин, являющихся следствием проявления
усталости,  хрупкости  или  вязкого  разрушения  при  аварийных  ситуа-
циях. В результате этих изменений уменьшается прочность корпуса и
его  элементов,  ухудшается  мореходность  судна,  нарушается
непроницаемость наружной обшивки, переборок, настила второго дна
и других конструкций

( табл. 1. 1)

Определенная степень уменьшения со временем прочности

корпуса и его элементов предусматривается при проектировании. Это
выражается либо явно в виде прямых надбавок на износ и коррозию,
либо

Таблица 1.

1. Последствия дефектов, возникающих в процессе

эксплуатации корпуса

Вид дефекта

Форма проявления

Последствия

Коррозионный
износ (соrrosion)

Повышение номинальных

напряжений. Уменьшение
критических напряжений

Уменьшение площади
поперечного сечения
связей, моментов сопроти-
вления, моментов инерции
Изменение формы
поверхности связей

Изменение механических
свойств материала

Свищи

Локальная концентрация
напряжений. Изменение
критических напряжений
Изменение пределов
текучести и прочности,
относительного удлинения,
хрупких и усталостных
характеристик
Нарушение непрони-
цаемости

Остаточные
(деформации
(residual
deformation)

Изменение плоской или
прямолинейной формы свя-
зей

Уменьшение несущей
способности набора и листов

Изменение механических
свойств материала

Охрупчивание

Трещины
(cracks)

Уменьшение рабочей
площади связей
Изменение напряженного
состояния в районе
трещины
Нарушение целостности

Повышение номинальных
напряжений
Повышенная концентрация
напряжений
Нарушение непрони-
цаемости

не  явно,  с  помощью  расчетных  допускаемых  напряжений,
скрывающих  апробированные  практикой  запасы  прочности  на  износ.
Допускаемые  значения  уменьшения  прочности  вследствие  износа  по
сравнению  со  стандартом,  принятым  для  нового  судна,  регламенти-
руются специальной нормативной документацией.
Все  дефекты  конструкций  корпуса,  появляющиеся  в  процессе
эксплуатации,  подразделяются  на  две  группы:  повреждения  и
разрушения. Под поврежде-

ниями (damage)

понимают дефекты, которые ограничивают

дальнейшую  нормальную  эксплуатацию  корпуса,  а  под  разрушением
(collapse)—дефект,  который  приводит  корпус  в  состояние,
совершенно  непригодное  для  дальнейшего  использования  по  прямо-
му  назначению.  Нормативная  документация  регламентирует  только
допускаемые  пределы  дефектов  первой  группы  (повреждений);  для
устранения  дефектов  второй  группы  (разрушения)  требуется  вос-
становление корпуса — ремонт.

Опасные состояния и критерии прочности. Все последствия

дефектов,  обусловливающих  снижение    прочности  конструкций
корпуса,  оценивают  с  помощью  конкретных  физических  критериев.
Под такими критериями понимают качественные  признаки,  которые
необходимо  положить  в  основу  оценки,  прочности.  Количественная
оценка  (мера)  прочности  является  содержанием  норм,  а  критерии
служат для последних физической базой.

Различают два вида опасных состояний конструкций корпуса:

искажение  формы  и  нарушение  целостности.  В  качестве  признаков
наступления  этих  опасных  состояний  рассматривают  четыре
критерия:  пластическое  деформирование,  потерю  устойчивости,
усталостное и хрупкое разрушения.

О п а с н о е

с о с т о я н и е

« и с к а ж е н и е

ф о р м ы »

обычно

проявляется в виде остаточных деформаций, причиной возникновения
которых являются растягивающие напряжения, превышающие предел
текучести материала (критерий пластической прочности), или
сжимающие напряжения, превышающие критическую величину
(критерий устойчивости).

Если для простоты рассмотреть отдельную балку, то при

достижении напряжениями растяжения по всему ее сечению предела
текучести материала возникнет быстрый рост деформаций при
относительно малом увеличении нагрузки — так называемое пласти-
ческое течение материала. Развитие этого процесса должно привести
к остаточным деформациям после снятия нагрузки или к разрушению
(разрыву) бал-
__________

Здесь и далее некоторые термины приведены в написании, принятом в

иностранной литературе (английская транскрипция).—Прим. ред.

ки, если нагрузка будет продолжать увеличиваться. В случае
сжимающих напряжений, превышающих некоторые критические
значения,

возникает

явление,

носящее

название

потери

устойчивости.  Развитие  деформаций  в  данном  случае  может
происходить  без  повышения  действующей  нагрузки.  Наблюдается
либо прямое разрушение, либо (при относительно быстрой разгрузке)
появление  остаточных  деформаций — искажение  формы.  В  обоих
рассмотренных  случаях  для  того,  чтобы  вызвать  остаточные
деформации,  напряжения  должны  охватывать  значительный    объем
материала  и,  следовательно,  возникновение  соответствующих
опасных  состояний  определяется  значениями  средних  по  сечению
напряжений,  действующих  в  рассматриваемой  связи  или  группе
связей.   Естественно, картина поведения отдельной балки  отличается
от работы реальных конструкций судового корпуса, представляющих
сложную систему, состоящую из большого числа элементов: пластин
и  ба-лок  различной  формы  и  по-разному  направленных. Потеря
устойчивости или пластическое течение одного из элементов системы
прямо не ведет к ее разрушению, а вызывает лишь перераспределение
действующих  в  ней  напряжений.  Это  явление,  характерное  для  всех
статически  неопределимых  систем, называют  резервированием
прочности.   Вместе с тем статистика крупных аварий, возникших из-
за недостатка прочности и приведших к разрушению корпусов судов,
свидетельствует,  что  в  большинстве  случаев  причиной  разрушений
явилась потеря устойчивости основных несущих связей. Поэтом  при
расчетах  прочности  конструкций  опасные  состояния  «искажения
формы»  рассматриваются  как  предельные  и  связываются  с
напряжениями,  вызываемыми  нагрузками,  значения  которых  не
должны  быть  превышены  более  одного  раза  за  весь  срок  службы
судна. Такие нагрузки характеризуются обеспеченностью порядка 10

-8

и менее. По отношению к напряжениям, возникающим при этих
нагрузках, и назначаются запасы предельной прочности.

О п а с н о е с о с т о я н и е « н а р у ш е н и е ц е л о с т н о с т и »

обычно проявляется в виде различных трещин, причиной
возникновения которых в преимущественно растянутых связях
судового корпуса ока-

зывается действие как однократно приложенной, так и
циклической,

относительно

умеренной

нагрузки.

Обеспеченность такой нагрузки имеет порядок 10

-5

и более

(нагрузка может превышать нормативный уровень 1 тыс.— 10
тыс.  раз).  В  первом  случае  трещины  возникают  в  результате
хрупкого  разрушения  (критерий  хрупкой  прочности),  во
втором—имеют  усталостное  происхождение  (критерий
усталостной  прочности).  В  обоих  случаях  трещины
появляются  под  действием  местных  напряжений  в  районах,
примыкающих  к  различного  рода  концентраторам  напря-
жений  (вырезам,  прерывистым  связям,  дефектам  сварных
швов и т. п.).
Предупреждение  возникновения  хрупких  трещин  в
судовых

конструкциях

современной

практике

обеспечивается  специальными  требованиями  к  вязкости
материала.  Эти  требования  зависят  как  от  степени
ответственности  той  или  иной  связи  корпуса,  так  и  от  ее
толщины  расчетной  рабочей  температуры.  Появление
массовых трещин усталости предупреждают тем, что средние
напряжения

по

сечениям

связей

выдерживают

определенных

допускаемых

пределах.

Пределы

устанавливают

опираясь

на

существующий

опыт

проектирования, постройки и эксплуатации судов, исходя из
условия: с учетом повышения средних напряжений в местах
неизбежной

Таблица 1. 2. Схема нормирования прочности

Расчетные напряжения

Важнейшие факторы, учитываемые при

нормировании

Опасные

состояния

Признаки

(критерии)

Расчетная

нагрузка

Характер

Распространение

Опасные значения

Конструкция

Материал

Качество

изготовления,

контроля

Норма

Потеря

устойчивости

Экстре-

мальная

Сжимающие

Критические напря-

жения

Характе-

ристики

устойчивости

Предел

текучести

Запас устой-

чивости по

отношению к

критическим

напряжениям

Нарушение

формы

Пластические

деформации

Экстре-

мальная

Растяги-
вающие,

сдвиговые

Номинальные

Предел текучести

Характе-

ристики

поперечных

сечений

Предел

текучести

Влияет

относительно

мало

Запас по

отношению к

предельной

нагрузке,

допустимые

остаточные де-

формации

Хрупкие

разрушения

Эксплуата-

ционная

Растяги-

вающие

Напряжение отрыва

Напряженное

состояние,

рабочая

температура

Характе-

ристики

вязкости

Требования к

материалу .

Нарушение

целостности

Трещины

усталости

Эксплуата-

ционная

(спектр

нагрузок)

Циклические

Локальные

Концентра-

ция напря-

жений

Кривые

усталости

Влияет

существенно

Допускаемые

напряжения

концентрации их значение должно обеспечивать заданную
усталостную долговечность.

Таким образом, два типа

опасных

состояний

имеют

принципиальные  особенности:  характер  напряжений  (общие  или
местные) и значения нагрузок (пиковые или умеренные). Признаками
появления  (критериями  прочности)  этих  состояний  служат:  потеря
устойчивости,  пластическое  деформирование,  хрупкое  разрушение  и
усталостные  трещины.  Основные  особенности  опасных  состояний  и
признаки их проявления    (критерии прочности) приведены в

табл.

1.2

§2. Материал корпуса

Унифицированные марки стали. В настоящее время и, видимо,

на ближайшую перспективу в качестве основного материала корпуса
используется  и  будет  использоваться  сталь.  Легкие  сплавы,
пластмассы,  дерево  и  другие  материалы  применяются  для  изго-
товления  отдельных  конструкций  (например,  надстроек)  и  при
строительстве малых судов.

В процессе ремонта судовых корпусов, особенно за пределами

страны-строителя, часто приходится решать задачу по выбору
материала, эквивалентного использованному при постройке.
Учитывая

это,

рамках

Международной

ассоциации

классификационных

обществ

(МАКО)

разработаны

унифицированные требования к стали как к основному материалу,
применяемому при строительстве корпусов судов транспортного
флота.

Согласно

унифицированным

требованиям

все

стали

подразделяются на две группы: 1) обычная углеродистая сталь—ОУС
(mild steel); 2) сталь повышенной прочности—СПП (high tensile
steel)

. Сталь групп ОУС и СПП в свою очередь делится: первая— по

категориям вязкости, вторая — по показателям прочности и
категориям вязкости.
В качестве основной характеристики прочности стали принимается
номинальный предел текучести:
для ОУС—235 Н/мм

, для СПП—315, 355,

_________

В иностранных источниках в маркировке указывается индекс «Н».

390 Н/мм

, а в качестве основной характеристики категории—

вязкость  стали.  Для  ОУС  предусмотрено  четыре  категории
вязкости—А,  В,  Д,  Е,  для  СПП  315  и 355—три  (А,  Д,  Е),  для  стали
390—две  (Д  и  Е)  категории  вязкости.  Категория  стали  определяется
кроме  ударной  вязкости  также  требованиями  к  химсоставу,
раскислению,  числу  испытаний  образцов.  Наименее  жесткие
требования предъявляются к стали категории А, наиболее высокие —
к  категории  Е.  Соответствующие  указания  по  требованиям  к
химсоставу,  раскислению,  ударной  вязкости  для  стали  всех  групп  и
категорий  приведены  в  главе  «Материал»  Правил  постройки  судов
Регистра СССР [15].

Требуемая категория вязкости назначается в зависимости от

ответственности связи в составе корпуса. Различают три группы
ответственности связи в составе корпуса

(табл. 1.3)

: III—наиболее

ответственные; II—средней  ответственности; I—малой  ответ-
ственности.  Группа  ответственности  связи,  расчетная  температура
конструкции  и  толщина  элемента  определяют  категорию  вязкости
стали,  которая  должна  применяться  при  постройке  и  ремонте.  Чем
ниже  расчетная  температура  и  больше  толщина  связи,  тем  более
высокой категории вязкости требуется применять сталь. Развернутые
и  конкретные  указания  по  этому  вопросу  имеются  в  Правилах
постройки  судов  Регистра  СССР  часть II «Корпус»  в  главе
«Материал» [15].

Прочность стали при назначении размеров связей корпуса.

Основные требования к размерам связей корпусов в Правилах
постройки судов формулируются применительно к ОУС (предел
текучести 235 Н/мм

), а реальная прочность стали, использованной

при строительстве, учитывается введением коэффициента

значения

которого приведены ниже.

Предел текучести стали

т. Н/мм

... 235

315 355 390

Значения коэффициента

.......

1 0,78 0,72 0,68

Моменты сопротивления корпуса и балок уменьшаются

пропорционально коэффициенту

, а толщина пластин —

пропорционально

что отвечает

Таблица 1. 3. Разделение связей корпуса по группам ответственности

Группа ответственности

Связи корпуса

Средняя

часть судна

(по 0,2L

⊗

)

Вне средней
части

Ширстрек

, палубный стрингер расчетной

палубы

Скуловой пояс

. Непрерывные продольные

комингсы. Утолщенные листы настила расчетной
палубы в углах грузовых люков, в том числе
нижних палуб в охлаждаемых помещениях

III

Прочие пояса расчетной палубы. Продольные
балки расчетной палубы, верхних поясов
продольных переборок, ширстрека, продольных
стенок бортовых палубных цистерн. Поясов
обшивки днища, в том числе горизонтальный киль.
Верхние пояса продольных переборок и бортовых
подпалубных цистерн. Обшивка и набор в районе
ледового пояса, листовые штевни судов с
ледовыми усилениями

. Обшивка борта в углах

вырезов грузовых портов

Для конструкций, подверженных нагрузкам при швартовке судов, категория

А не допускается.

У судов с L > 150 м по всей длине—группа II, если по всей ширине судна

предусмотрено двойное дно.

Для ледоколов должна применяться сталь категории Я. Следует относить к

группе II по всей длине судна.

соответствующей структуре расчетных формул. Коэффициент

непропорционален  пределу  текучести,  так  как  учитывает
неизбежный  разброс  в  механических  свойствах  отдельных  листов
или  профильного  проката  в  рамках  данной  марки  стали,  а  также
уменьшение  разброса  с  ростом  номинального  предела  текучести
стали.  Кроме  того,  коэффициент

косвенно учитывает тот факт,

что

усталостные

характеристики

стали

изменяются

непропорционально пределу текучести.

§ 3. Особенности конструкции корпуса

Общие положения. Корпус судна представляет совокупность

связанных между собой плоских перекрытий: палуб, бортов, днища,
переборок,  платформ  и  т.  п.  Перекрытия  образуются  системой
пересекающихся,  обычно  под  прямым  углом,  балок,  которые
служат  опорным  контуром  для  обшивки  и  настилов.  Балки
перекрытий  подразделяются  на  рамные  связи  и  балки  основного
набора.  Если  балки  основного  набора  направлены  вдоль  судна,
систему  набора  перекрытия  называют  продольной;  если  балки
основного  набора  идут  поперек  судна,  то  система  набора  пере-
крытия  называется  поперечной.  Соответственно  в  зависимости  от
направления  основных  балок  поперечных  переборок  их  набор
может  быть  с  горизонтальными  или  вертикальными  ребрами.
Некоторые перекрытия конструируют по смешанной системе набо-
ра—балки двух направлений установлены примерно на одинаковых
расстояниях.  Роль  каждого  из  судовых  перекрытий  в  обеспечении
прочности  и  жесткости  копуса  может  быть  охарактеризована
следующим образом.

Палубные перекрытия. Палубы служат основными поясками

поперечного  сечения  корпуса  при  его  изгибе  как  балки  в
вертикальной  плоскости.  Роль  палуб  в  обеспечении  общей
продольной прочности возрастает по мере удаления от нейтральной
оси.  Главную  роль  играет  верхняя  палуба.  Она  является  наиболее
напряженной  связью,  так  как  образует  крайний  (верхний)  поясок
корпуса  судна.  Момент  сопротивления  верхней  палубы  обычно
оказывается  наименьшим  и  регламентируется  Правилами  по-
стройки судов Регистра СССР. Палубы несут поперечную нагрузку
от  масс  перевозимых  на  них  грузов,  а  открытые  палубы—также  и
от  накатывающихся  на  них  волн.  Верхняя  палуба,  кроме  того,
обеспечивает  непроницаемость  корпуса,  что  предъявляет  особые
требования  к  жесткости  ее  связей,  поскольку  большие,  даже
упругие  деформации  последних  могут  вызвать  водотечность
люковых закрытий.

Согласно действующим нормам стрелка прогиба люковых

крышек, а также деформация их опорного контура при
эксплуатационных нагрузках не долж-

ны  приводить  к  нарушению  герметизации  люковых  закрытий.  Это
условие  обеспечивается,  если  допускаемые  упругие  деформации  не
превышают абсолютных значений обжатия  уплотнений  люка.  Отсюда
предусмотренное

Правилами

Регистра

СССР

требование

максимально допустимому изменению длины диагоналей люков под
действием суммарных эксплуатационных нагрузок

∆

< 35 мм. Это

требование обеспечивается соответствующим расчетом при проекти-
ровании корпуса.

Указанные выше особенности верхней палубы обусловливают

необходимость  внимательного  наблюдения  за  ее  состоянием  в
процессе  эксплуатации.  Это  относится  как  к  конструкциям  палуб
наливных  судов,  которые  в  связи  со  спецификой  перевозимых  грузов
подвержены  особенно  интенсивному  износу  так  и  к  палубам
сухогрузных судов, имеющих вырезы грузовых люков и значительную
концентрацию напряжений в их углах.

Статистика

повреждений,

обнаруженных

палубах,

свидетельствует  о  том,  что  наиболее  часто  трещины  возникают  в
палубах  судов,  испытывающих  в  процессе  эксплуатации  растяжение
преимущественно  верхнего  пояска,  т.  е.  часто  плавающих  с
перегибающим моментом на тихой воде. Этот практический опыт учи-
тывается  при  нормировании  прочности.  Для  преимущественно
растянутых  палуб  (перегиб  на  тихой  воде)  допускаемые  напряжения
принимаются  на 5—6 % меньше,  чем  для  сжатых  (прогиб  на  тихой
воде).

Днищевые перекрытия. Днище судна образует нижний поясок

эквивалентного  бруса  и,  следовательно,  играет  важную  роль  в
обеспечении  прочности  корпуса  при  общем  изгибе  в  вертикальной
плоскости.  Днище—составная  часть  водонепроницаемой  оболочки
корпуса.  Оно  воспринимает  давление  воды,  а  также  противодавление
грузов,  находящихся  в  трюмах  и  отсеках.  Разность  этих  значений
давления  формирует  нагрузку  на  днищевое  перекрытие,  на  балки,  об-
разующие  его  каркас,  и  пластины.  Для  большинства  транспортных
судов  достаточно  больших  размеров  днищевое  перекрытие
конструируется в виде двойного дна, что диктуется как соображениями
непотопляемости,  так  и  стремлением  уменьшить  вероятность  за-
грязнения моря при повреждениях днища. Днищевое

содержание .. 1 2 3 ..