- 2 —
ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЁТ МЕСТНОЙ ПРОЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИ КОРПУСА СУДНА, Схема нагрузок на перекрытие, Гидростатическое давление по ширине судна
- на вершине волны
, где
кПа
=0,595
= 17,1 кПа
86,4 кПа
- на подошве волны
= = 89 кПа
65 кПа
Гидростатическое давление на элементы набора днищевого перекрытия
- на вершине волны
кПа, где = 4,9
= =49,2 кПа
= 32,4 кПа
81,6 кПа
- на подошве волны
= 89 + 32,4 — 49,2 = 72,2 кПа
Гидростатическое давление на настил второго дна
- на вершине волны
43,2 кПа
кПа, где = = 4,3
кПа
- на подошве волны
= 89 + 31,4 — 43,2 = 81,1 кПа
2. Ширина присоединенных поясков днища и настила второгодна, Для Т.К. и Стрингера С
Расстояние между сплошными флорами С 2 =2,4
3. Определение элементов поперечного сечения балок
— Вертикальный киль
|
Т.К т.3,1,2,3,3,1 |
|||||||||
|
№ |
Связи корпуса (продольные) |
Размеры |
Площ.попер.сечения Fсм 2 |
Отст.от оси срав. Z м |
Стат.момент F*Z |
Момент инерций перен. F*Z 2 |
Собственый момент J см 2 *м |
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
||
|
1 |
Листы настила второго дна |
1,1 |
360 |
396 |
1,2 |
475,2 |
570,2 |
427,680 |
|
|
2 |
Ребро по ДП на 2-м дне |
+ 16б |
16 |
16 |
1,1 |
17,6 |
19,4 |
0,045 |
|
|
3 |
Вертикальные РЖ флора |
— 14а*2 |
14,05 |
28,1 |
0,8 |
22,5 |
18,0 |
0,082 |
|
|
4 |
Вертикальные РЖ флора |
— 14а*2 |
14,05 |
28,1 |
0,4 |
11,2 |
4,5 |
0,082 |
|
|
5 |
Ребро по ДП на 2-м дне |
+ 16б |
16 |
16 |
1,1 |
17,6 |
19,4 |
0,045 |
|
|
6 |
Т.К 2шт. |
1,1 |
120 |
264 |
0,6 |
158,4 |
95,0 |
15,840 |
|
|
7 |
Горизонтальный киль |
1,5 |
360 |
540 |
0 |
0,0 |
0,0 |
583,200 |
|
|
? |
1304 |
704,0 |
726,0 |
1027,000 |
|||||
м
— Днищевой стрингер
|
Стрингер т.3,1,2,3,3,2 |
|||||||||
|
№ |
Связи корпуса (продольные) |
Размеры |
Площ.попер.сечения Fсм 2 |
Отст.от оси срав. Z м |
Стат.момент F*Z |
Момент инерций перен. F*Z 2 |
Собственый момент J см 2 *м |
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
||
|
1 |
Листы настила второго дна |
1,1 |
360 |
396 |
1,2 |
475,2 |
570,2 |
427,680 |
|
|
2 |
Продольные балки второго дна |
— 16б*4 |
21,16 |
84,64 |
1,1 |
93,1 |
102,4 |
0,316 |
|
|
3 |
Стрингер |
0,9 |
120 |
108 |
0,6 |
64,8 |
38,9 |
12,960 |
|
|
4 |
Продольные балки днища |
— 18а*4 |
22,2 |
88,8 |
0,09 |
8,0 |
0,7 |
0,434 |
|
|
5 |
Листы НО днища |
1,1 |
360 |
396 |
0 |
0,0 |
0,0 |
427,680 |
|
|
? |
1073,44 |
641,1 |
712,3 |
869,071 |
|||||
м
— Сплошной флор
|
Сплошной флор т.3,1,2,3,3,3 |
|||||||||
|
№ |
Связи корпуса (продольные) |
Размеры |
Площ.попер.сечения Fсм 2 |
Отст.от оси срав. Z м |
Стат.момент F*Z |
Момент инерций перен. F*Z 2 |
Собственый момент J см 2 *м |
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
||
|
1 |
Листы настила второго дна |
1,1 |
240 |
264 |
1,2 |
316,8 |
380,2 |
126,720 |
|
|
3 |
Стенка флора |
0,9 |
120 |
108 |
0,6 |
64,8 |
38,9 |
12,960 |
|
|
5 |
Листы НО днища |
1,1 |
240 |
264 |
0 |
0,0 |
0,0 |
126,720 |
|
|
? |
636 |
381,6 |
419,0 |
266,400 |
|||||
м
Исходные данные для определения коэффициентов по таблицам справочника СМК
- Отношение сторон перекрытия , где
- расстояние между поперечными переборками 21,6 м
- расстояние между серединами ширины скулового пояса 14,3 м
= 1,5 м
- Отношение истинной толщины обшивки к ее приведённой толщине
- Отношение момента инерции киля и стрингера
- Отношение величины присоединённого пояска к расчетной ширине перекрытия
Выписываем значение необходимых коэффициентов:
5. Определяем коэффициент жесткости упругого основания для каждого главного изгиба
, где
Е — модуль Юнга 2,1 10
i =
a = 2,4 м
Вычисляем аргументы U для каждого главного изгиба, Находим вспомогательные функции академика Бубнова
6. Расчет местной прочности днищевого стрингера
Расчет изгибающих моментов
- В среднем сечении тунельного киля на вершине волны
- В среднем сечении вертикального киля на подошве волны
- В среднем сечении стрингера на вершине волны
кН•м
- В среднем сечении стрингера на подошве волны
кН•м
- В опорном сечении вертикального киля на вершине волны
кН•м
- В опорном сечении вертикального киля на подошве волны
кН•м
- В опорном сечении стрингера на вершине волны
кН•м
- В опорном сечении первого стрингера на подошве волны
кН•м
Расчёт перерезывающих сил
- В опорном сечении вертикального киля на вершине волны
- В опорном сечении вертикального киля на подошве волны
- В опорном сечении стрингера на вершине волны
- В опорном сечении стрингера на подошве волны
Расчёт главных изгибов и прогибов днищевого перекрытия посередине пролёта для перекрёстных связей, жёстко заделанных на жестких опорах.
Рассчитываем изгиб
- Рассчитываем главный изгиб для вертикального киля на вершине волны
- Рассчитываем главный изгиб для тунельного киля на подошве волны
- Рассчитываем главный изгиб для стрингера на вершине волны
- Рассчитываем главный изгиб для стрингера на подошве волны
Рассчитываем прогиб
- Рассчитываем прогиб посередине пролёта тунельного киля на вершине волны
где
= 0,00048м
- Рассчитываем прогиб посередине пролёта вертикального киля на подошве волны
= 0,00036м
- Рассчитываем прогиб посередине днищевого стрингера на вершине волны
= 0,0019м
- Рассчитываем прогиб посередине днищевого стрингера на подошве волны
= 0,0016м
Построение эпюр изгибающих моментов и перерезывающих сил, Расчёт максимальных значений нормальных и касательных напряжений
Определяем допускаемые напряжения
- Вертикальный киль
, где
- максимальное значение изгибающих моментов в пролёте связи и в опорном сечении, а именно:
- момент сопротивления связей тулельного киля
Прочность выполняется.
где
- максимальное значение перерезывающих сил
= 1935 кН
= 1304 = 0,1304 м?
Прочность выполняется
- Стрингер
где
- максимальное значение изгибающих моментов в пролёте связи и в опорном сечении, а именно:
- момент сопротивления связей тунельного киля
Прочность выполняется
где
- максимальное значение перерезывающих сил
= 1828 кН
= 0,1172 м?
Прочность выполняется
7. Расчет местной прочности флора
Рассматриваемый средний флор имеет симметрию относительно ДП, следовательно расчеты проводим для половины схемы.
Определение нагрузок на средний флор по пролётам
, где
81,6 кПа
72,2 кПа
а = 2,4
Расчет изгибающих моментов
Для раскрытия статической неопределимости воспользуемся теоремой трёх моментов, а именно составим выражение углов поворота для все промежуточных опор, учитывая, что жесткость (EJ) балки постоянна по все её длине.
- Опора 1
На вершине волны
На подошве волны
- Опора 3
На вершине волны
На подошве волны
Решаем систему из уравнений на вершине волны
(1)
(2)
Подставляем (2) в уравнение (3) и получаем
В итоге
Решаем систему из уравнений на подошве волны
(1)
(2)
Подставляем (2) в уравнение (1)
Расчет пролётных изгибающих моментов
- Пролёт 1-2 на вершине волны
- Пролёт 1-2 на подошве волны
- Пролёт 2-3 на вершине волны
- Пролёт 2-3 на вершине волны
Строим эпюры изгибающих моментов на вершине волны как наиболее экстремальных условиях, Расчет перерезывающих сил среднего флора
- Опора 1
На вершине волны
На подошве волны
- Опора 2
На вершине волны
На подошве волны
- Опора 3
На вершине волны
На подошве волны
Определяем правильность расчетов
?R = -2500,14 кН
?Q = 2500 кН
?R = -2216,1 кН
?Q = 2216 кН
Определяем максимальное значение перерезывающих сил
- На вершине волны
Пролёт 1-2
Пролёт 2-3
- На подошве волны
Пролёт 1-2
Пролёт 2-3
Строим эпюры перерезывающих сил, Расчет нормальных и касательных напряжений
Допускаемые напряжения
- Пролёт 1-2
- Пролёт 2-3
Прочность выполняется
- Опора 2
- Опора 3
Прочность обеспечивается
, где F = 0,0636м?
- Опора 2
- Опора 3
- Пролёт 1-2
- Пролёт 2-3
Прочность обеспечивается
Расчет пластин наружной обшивки днища
где
S = 1,1 м
b = 240 см
= 0,5
Р = 86,4 = 0,864 Па
V = 3,8
Lg 3,163 = 0,579.
Значит пластина жестко заделана и U = 4, 57
Прочность обеспечена посередине, в закладке на длинной стороне опорного контура не обеспечена!
Проверка:
- W=9.8<1/4S дн
W>0.275- пластина конечной жесткости.
Lg 3,163 = 0,579
U=5.41
Цепное напряжение:
Прочность обеспечена.
Расчет прочности пластин второго дна
, где
S = 1,1 м
b = 240 см
= 0,5
Р = 0,74 Па
V = 3.09
Lg 3.09 = 0.49.
Значит пластина жестко заделана и U = 7,4
Прочность обеспечена по середине. В закладке на длинной стороне опорного контура не обеспечена.
Пластину 2-го дна считаем упруго заделанной следовательно отсудствует ? 2 .
Прочность обеспечена по середине.
