Аружная обшивка, палубный настил и настил второго дна
Наружная обшивка, настил палуб и настил второго дна являются основными связями, определяющими общую продольную прочность корпуса, Одновременно они образуют непроницаемую оболочку, которая предотвращает попадание воды внутрь судна сверху (настил верхней палубы), обеспечивает плавучесть судна (наружная обшивка) и непотопляемость при повреждении наружной обшивки днища (настил второго дна). Кроме того, настил второго дна образует междудонное пространство.
Наружная обшивка представляет ряд поясьев, состоящих из отдельных листов, расположенных длинной кромкой вдоль корпуса судна. Ширина поясьев— 1,5—2,5 м, а на крупных судах — 3,0—3,2 м. Длина листов — до 16 м (рис. 5.22).
|
Разбивка наружной обшивки на поясья производится на чертеже растяжки наружной обшивки (рис. 5.23, а), который представляет собой развертку наружной обшивки одного борта на плоскость. Так как ширина растяжки наружной обшивки в оконечностях меньше, чем в средней части судна, поясья наружной обшивки в районе оконечностей начинают сужаться. Во избежание чрезмерного сужения в этом случае вводят потеряй, т. е. поясья, в которые переходят два смежных суженных пояса, заканчиваемые в одном сечении.
Поясья наружной обшивки, образующие её днищевую часть, называются днищевыми, образующими бортовую часть, — бортовыми. Верхний пояс бортовой обшивки называется ширстреком; пояс, идущий между днищем и бортом (по скуле), — скуловым; а средний пояс, расположенный вдоль днища симметрично ДП, — горизонтальным килем.
Горизонтальный киль в средней части судна делают толще примыкающих к нему поясьев днищевой обшивки. Ширстрек также утолщают (по сравнению с остальными
| |||
|
поясьями борта). Толщина листов наружной обшивки в оконечностях меньше, чем в средней части судна (кроме судов ледового плавания). На судах, имеющих ледовые подкрепления, бортовая обшивка в районе ватерлинии делается утолщённой — это так называемый ледовый пояс.
Палубный настил на листы разбивают на чертеже растяжки палубного настила (рис. 5.23, б). Крайние, примыкающие к борту листы палубного настила составляют палубный стрингер;его делают толще, чем другие листы палубного настила, и располагают вдоль судна. Кроме него, иногда утолщают листы, примыкающие к большим вырезам в палубе, например в районе грузовых люков или в местах соединения с поперечными переборками. Внутренние листы палубного настила располагают вдоль или, реже, поперек судна — в зависимости от наличия вырезов в палубе и удобства раскроя.
Для соединения листов наружной обшивки и настилов палуб и второго дна используют сварку. В виде исключения иногда прибегают к клепке — в месте соединения палубного стрингера с ширстреком, а при необходимости образования так называемых барьерных швов — в районе скулы и по верхней палубе. Барьерные швы, идущие вдоль судна, препятствуют распространению случайных трещин по всему поперечному сечению наружной обшивки и палубы. В настоящее время барьерных клепаных швов почти не делают,
нищевые перекрытия
Днищевые перекрытия небольших судов (менее 50 м) обычно состоят из наружной обшивки и балок продольного и поперечного набора. У судов длиной от 50 до 61 м в районе МКО и в нос от него до форпиковой переборки, а у судов длиной более 61 м
на всём протяжении между форпиковой и ахтерпиковой переборками в днищевое перекрытие кроме наружной обшивки и набора входит настил и набор второго (внутреннего) дна, образуя так называемое двойное дно. В районе форпика, ахтерпика
и диптанков двойного дна, как правило, не предусматривают.
Набор д н и щ е в ы х п е р е к р ы т и й н а судах б е з двойного
д н а (рис 5.24, 5.25) состоит из продольных связей — вертикального киля и днищевых стрингеров, а также поперечных связей — флоров.
|
Вертикальный киль представляет собой продольную балку, идущую в ДП и являющуюся, основной продольной связью корпуса, устанавливаемой по всей длине судна от носа до кормы. На небольших судах вертикальный киль соединяется внизу с утолщённой полосой, называемой брусковым килём (рис. 5.26, а). В остальных случаях нижним пояском балки служит средний пояс наружной обшивки — горизонтальный киль (рис. 5.26, б). Верхний поясок киля выполняют в виде горизонтальной полосы.
Вертикальный киль — это, как правило, неразрезная балка, которая разрезается между флорами только в оконечностях, где наружная обшивка начинает притыкать к нижнему пояску горизонтального киля под углом более 50°.
Иногда на небольших судах, чтобы не резать флоры, вертикальный киль выполняют в виде прогона поверх флоров (рис. 5.26, в).
Днищевые стрингеры — этобалки, раз-деляемые флорами. Верхний поясок — нераз-резной. Расстояние между днищевыми стрин-герами, а также расстояние от вертикального киля или борта до стрингера не должно превышать 2,2 м (в носу на протяжении 0,25L от форштевня это расстояние не должно быть более 1,1 м).
Флоры представляют собой поперечные балки, служащие опорой для наружной об-шивки. Верхний поясок флора выполняют либо в виде отогнутого фланца, либо в виде приваренной полосы. На судах без двойного дна флоры устанавливают на каждом шпангоуте. Высота флоров в ДП должна быть не менее 1/15 ширины судна, а толщина — не менее 1 % их высоты в ДП плюс 3,5 мм (но не толще днищевой обшивки).
Набор днищевых перекрытий с двойным д н о м при поперечной системе набора (рис. 5.27, а) состоит из продольных балок — вертикального киля, днищевых стрингеров и крайнего междудонного листа, а также поперечных связей — флоров, устанавливаемых на каждом шпангоуте.
В междудонном наборе при продольной системе набора (рис. 5.27, б)имеются продольные ребра жёсткости, идущие между стрингерами и вдоль них; флоры на каждом шпангоуте отсутствуют. В этом случае их устанавливают в виде рамных связей на расстоянии не более 3,2 м друг от друга.
Вертикальный киль в средней части на длине не менее 0,6L выполняют непрерывным; в оконечностях его можно разрезать. Высота вертикального киля должна быть не менее 660 мм (чтобы можно было выполнять работы в отсеках двойного дна). В листах вертикального киля в средней части судна на протяжении 0,5L вырезов не делают. Вырезы, допущенные в исключительных случаях, должны быть подкреплены (рис. 5.28).
Иногда вместо вертикального киля на судах с двойным дном устанавливают туннельный киль (рис. 5.29), состоящий из двух стенок, расположенных по обе стороны ДП. Расстояние между стенками определяют по Правилам Регистра — оно должно быть не более 1,5 м. В туннельном киле оборудуют обычно коридор трубопроводов и обязатель-
|
но предусматривают запасные выходы в виде водонепроницаемых шахт, доведённых до палубы переборок.
Днищевые стрингеры устанавливают вдоль судна между вертикальным килём и бортом на расстоянии от вертикального киля и друг от друга не более 4,0—4,15 м при поперечной системе набора и не более 4,5—4,65 м — при продольной. В носу на протяжении 0,25L от носового перпендикуляра расстояние между днищевыми стрингерами не должно превышать 2,2 м. Для доступа ко всем частям двойного дна в проницаемых стрингерах делают вырезы: овальные (размером не менее 350x450 мм) или круглые (диаметром не менее 300 мм); максимальный вырез не должен превышать 0,5 высоты стрингера. В шпациях, примыкающих к поперечным переборкам, и под пиллерсами вырезы делать нельзя. Если всё же их необходимо сделать, то в этих местах делают подкрепления, так же как в вертикальном киле.
|
| ||||
Крайними междудонными листами называют крайние днищевые стрингеры или листы двойного дна, расположенные вдоль скулы по каждому борту и замыкающие по бортам отсеки двойного дна (рис. 5.30). Эти листы делают наклонными или горизонталь-ными. Толщину крайнего междудонного ли-ста принимают несколько большей, чем тол-щину второго дна в этом районе: для на-клонного листа — на 2,5 мм, для горизон-тального — на 1 мм (в котельном отделении — на 2 мм). Наклонные крайние междудон-ные листы в месте примыкания к наружной обшивке образуют льяла — водостоки, куда стекает попавшая в трюм вода.
Флоры двойного дна бывают сплошные и открытые. В свою очередь, сплошные флоры бывают проницаемые и водонепроницаемые, а открытые — бракетными и облегчёнными.
Сплошные проницаемые флоры (рис. 5.31, а) состоят из целых листов, подкреплённых ребрами жёсткости и имеющих вырезы. Ребра жёсткости высотой не более 90 мм устанавливают при продольной системе набора в плоскости каждой или каждой второй продольной балки, а при поперечной системе — на расстоянии не более 1,5 м друг от друга. Вырезы для облегчения флора, служащие одновременно лазами для передвижения в двойном дне по максимальному размеру должны быть не больше половины высоты фло-
|
ра. В носовой оконечности на протяжении 0,25L от носового перпендикуляра, в МКО, а также в районе грузовых трюмов судов, систематически выгружаемых грейферами (т. е. судов для навалочных грузов), сплошные флоры устанавливают на каждом шпангоуте при поперечной системе набора и на каждом втором шпангоуте — при продольной системе. Сплошные флоры в районе грузовых трюмов прочих судов ставят при поперечной системе набора — на каждом шпангоуте, при продольной системе — на каждом третьем шпангоуте (но не реже чем через 3,2 м). По Правилам Регистра допускается при поперечной системе набора устанавливать сплошные флоры не дальше чем на четыре шпангоутных расстояния друг от друга (но не реже чем через 3,6 м) при условии, что на каждом шпангоуте между ними будет поставлен бракетный или облегчённый флор, Сплошные флоры обязательно устанавливают также под фундаментами упорных подшипников и котлов, под поперечными переборками и т. п.
Сплошные водонепроницаемые флоры (рис. 5.31, б)ограничивают междудонные цистерны и водонепроницаемые отсеки. Их делают несколько большей толщины, чем сплошные проницаемые флоры (не менее чем на 2 мм) и подкрепляют вертикальными ребрами жёсткости не реже чем через 0,9 м.
Чтобы исключить проникновение воды (или нефти) в местах прохода продольного набора, в водонепроницаемых флорах делают соответствующие вырезы и ставят заделоч-
|
ные планки, которые приваривают встык или внахлёст (рис. 5.32). Допускается разрезать продольный набор на водонепроницаемых флорах. В этом случае его крепят к флорам с помощью бракет шириной, равной 2,5 высоты днищевых балок продольного набора (рис. 5.32, в).
Открытые бракетные флоры (см. рис, 5.31, в)состоят из нижних и верхних балок, соединённых бракетами у вертикального киля, основных днищевых стрингеров и крайнего междудонного листа. Толщину этих бракет принимают равной толщине сплошных фло-ров в данном районе, а ширину крайнего междудонного листа и вертикального киля — не менее 0,75 его высоты, а стрингеров — не менее 0,35 высоты вертикального киля. При высоте двойного дна 800 мм и более свободную кромку бракет отгибают или приваривают к ней поясок шириной, равной 10 толщинам, но не более 90 мм.
Открытые облегчённые флоры (см. рис. 5.31, г)состоят из листов с большими вырезами (но не более 1,2 высоты вертикального киля), размеры которых обусловлены Правилами Регистра. Облегчённые флоры имеют вертикальные ребра жёсткости, устанавливаемые не далее чем на 2,2 м друг от друга.
На рис. 5.33 приведены примеры конструктивного оформления днищевых перекрытий судов.
ортовые перекрытия
Бортовые перекрытия (рис. 5.34) состоят из наружной обшивки борта и бортового набора. Они воспринимают действие давления воды, значение которого растет пропорционально глубине погружения борта. При плавании судна на взволнованной поверхности и при бортовой качке величина этого давления периодически меняется в значительных пределах. Особенно заметные изменения нагрузки испытывает бортовое перекрытие в районе носовой оконечности, где к указанным выше нагрузкам добавляется динамическая нагрузка от ударов воли (слеминга). Конструкции бортовых перекрытий судов, пла-вающих во льду, испытывают так-же действие ледовой нагрузки.
Бортовой набор со-стоит из балок, идущих в поперечном направлении, — шпангоутов. В зависимости от принятой систе-мы набора, местоположения бор-тового перекрытия и ледового класса судна в состав бортового набора могут входить продольные балки, называемые бортовыми стрингерами, а также продольные рёбра жёсткости.
Конструкцию бортового перекрытия выполняют по поперечной или продольной системе, независимо от принятой системы набора днищевого и палубного перекрытия. Однако на сухогрузных судах, как правило, применяют только поперечную систему набора бортовых перекрытий (рис. 5.35).
|
Если бортовое перекрытие выполнено по поперечной системе набора, то шпангоуты в виде катаных или составных профильных балок устанавливают нормально (т. е. под прямым углом) к ДП на всем протяжении судна, за исключением района кормы (у ледоколов — кормы и носа), где шпангоуты ставят нормально к наружной обшивке; в этом случае их называют поворотными шпангоутами (рис. 5.36).
Шпангоуты, устанавливаемые при поперечной системе набора в каждой шпации, называются основными. В районе трюмов ветви основных шпангоутов называют трюмными, а в междупалуб-ных помещениях — твиндеках — твиндечными. Так как нагрузка на бортовое перекрытие в нижней его части больше, чем в верхней, трюмные шпангоуты имеют большее сечение, чем твиндечные. Нижние концы трюмных шпангоутов соединяют с крайним междудонным листом или с днищевым набором при помощи скуловых книц или путём обычного перекроя бортовым шпангоутом днищевого флора (рис. 5.37). Высота скуловой кницы, измеренная от верхней кромки флора, должна
|
составлять не менее 0,1 пролёта шпангоута, т. е. расстояния от второго дна до палубы. Верхние концы шпангоутов крепят к подпалубному набору также с помощью книц, называемых бимсовыми (см. ниже). В районе МКО в соответствии с Правилами Регистра устанавливают не реже чем через каждые пять шпаций рамные шпангоуты усиленного профиля и бортовые стрингеры — горизонтальные балки, идущие вдоль борта. При этом рамные шпангоуты должны иметь высоту стенки не менее 0,1 пролёта между настилом второго дна и самой нижней палубой в этом районе, а бортовые стрингеры — высоту, равную высоте рамного шпангоута. Расстояние между бортовыми стрингерами и настилом второго дна или палубой не должно превышать 2,5 м. Рамные шпангоуты и стрингеры обеспечивают повышенную прочность борта в этом очень важном отсеке корпуса. Бортовой набор в форпике и ахтерпике, а также на протяжении 0,15 длины судна от носового перпендикуляра тоже усиливают. Это выражается в уменьшении расстояния между шпангоутами (в пиках — не более 600 мм, в носовой части на протяжении 0,2L — не более 700 мм), в установке бортовых стрингеров не реже чем через 2 м и в усилении прочности самих шпангоутов (рис. 5.38).
Кроме того, Правила пред-писывают усиливать на 15 % прочность бортовых шпангоутов в районе балластных и топ-ливных цистерн либо устанав-ливать на этих участках борто-вые стрингеры.
Для усиления прочности бортового перекрытия при дей-ствии ледовой нагрузки в бор-товой набор включают проме-жуточные шпангоуты, которые ставят между основными (рис. 5.39), а также бортовые стрин-геры, устанавливаемые не реже чем через 1,4 м друг от друга. Размеры этих подкреплений и протяжённость района, в котором их устанавливают, определяют по Правилам Регистра в зависимости от ледового класса судна.
У танкеров с поперечной системой набора бортовых перекрытий (рис. 5.40, а) набор состоит из основных, а также рамных шпангоутов (устанав-ливаемых в плоскости рамных флоров на танкерах, у которых расстояние между поперечными пере-борками превышает 10 м) и нескольких бортовых стрингеров, расположение и размеры которых оп-ределяются Правилами Регистра. Бортовые стрин-геры соединяют с поперечными переборками и с рамными шпангоутами с помощью книц.
При продольной системе набора бортовое перекрытие танкера (рис» 5.40, б) состоит из горизонтально расположенных продольных балок, опирающихся на широко расставленные рамные шпангоуты, которые устанавливают в плоскости рамных флоров. Высота стенки рамных шпангоутов должна быть не менее 0,08 пролёта между внутренними кромками флора и рамного бимса и может уменьшаться к верхнему концу и увеличиваться к нижнему на 10 % (так как нагрузка в нижней части корпуса увеличена по сравнению с верхней). В связи с тем, что рамные шпангоуты танкеров, особенно крупных, имеют большую высоту, их подкрепляют кницами.
|
На танкерах с двумя продольными переборками в бортовых танках часто ставят распорки, перевязывающие бортовые стрингеры с набором продольных переборок. Распорки устанавливают в плоскости рамных шпангоутов как при продольной, так и при поперечной системе набора (рис. 5.40). При отсутствии распорок высоту рамного шпангоута увеличивают с 0,08 до 0,11 длины пролёта между внутренними кромками флора и бимса.
Применение продольной системы бортовых перекрытий на танкерах даёт некоторый выигрыш в массе корпуса, поэтому дляних данная система довольно характерна. Этому способствует и то, что крупные танкеры не плавают в ледовых условиях, в которых была бы эффективнее поперечная система бортового набора.
Недостатком продольной системы набора, применяемой на танкерах, является ухудшение условий мойки бортовых танков, так как смываемые остатки нефти задерживаются на продольных балках. Правила Регистра рекомендуют на танкерах длиной более 180 м применять по бортам продольную систему набора.
алубы и платформы
Палубы представляют собой горизонтальные перекрытия, расположенные по всей (или почти по всей) длине судна; такие же перекрытия, но расположенные на части длины или ширины судна, называют платформами. В корпусе судна может быть одна или несколько палуб и платформ (рис. 5.41).
|
Верхняя непрерывная палуба корпуса является важнейшей продольной связью, обеспечивающей общую прочность корпуса. Эту палубу, называемую также главной палубой, рассчитывают на действие усилий от общего изгиба, а также на действие местных нагрузок от массы палубного груза, давления вкатывающейся на палубу воды во время шторма, массы льда при обмерзании в зимних условиях и т. д. Палубные перекрытия состоят из палубного настила и палубного набора (рис. 5.42).
|
Палубный набор включает подпалубные балки — поперечные (бимсы) и продольные (карлингсы).
При поперечной системе палубного набора (рис. 5.43, а) бимсы, установленные на каждом шпангоуте, поддерживаются одним или несколькими карлингсами, представляющими собой сварные тавровые балки с вырезами в стенках, через которые проходят бимсы, имеющие, как правило, меньшую высоту. Вместе со шпангоутами борта и флорами днища бимсы образуют в одном поперечном, сечении корпуса шпангоутную рамку. В местах расположения рамных шпангоутов устанавливают усиленные рамные бимсы.
|
При продольной системе палубного набора (рис. 5.43, б) бимсы в виде высоких рам ставят в плоскости бортовых рамных шпангоутов (при продольной системе бортового набора) и рам днищевого перекрытия. В этом случае в продольном направлении помимо карлингсов располагают продольные рёбра, которые проходят сквозь рамные бимсы,
Продольную систему палубного набора применяют обычно только на крупных судах, где она позволяет получить некоторый выигрыш в массе палубного перекрытия. Однако из-за наличия высоких поперечных рам рационально использовать подпалубное пространство затруднительно, поэтому даже на крупных сухогрузных и пассажирских судах продольную систему палубного набора используют редко. Палубные перекрытия опираются на борта, продольные и поперечные переборки, а при большой величине пролёта поддерживаются ещё и пиллерсами (рис. 5.44), или полупереборками, Установка пиллерсов способствует уменьшению массы палубных перекрытий. Пиллерсы ставят либо по концам грузового люка в ДП (два пиллерса на каждый трюм), либо по углам грузового люка (четыре пиллерса на каждый трюм). На многопалубных судах пиллерсы, по возмож-ности, располагают один под другим, причём, чем ниже находится пиллерс, тем большую нагрузку он воспринимает и, следовательно, тем больше его размеры,
Большие вырезы в палубах в районе грузовых люков подкрепляют по периметру мощными балками — комингсами, которые опираются на пиллерсы или, чаще, на про-дольные полупереборки, устанавливаемые в ДП (рис. 5.45).
Усиленные бимсы, совпадающие с носо-вой или кормовой кромкой грузового люка, называют концевыми бимсами,
Высота комингсов грузовых люков на верхней палубе (от палубного настила) рег-ламентируется Правилами Регистра с учётом безопасности при заливании. У судов даль-него плавания она должна быть не менее 600 мм в носовой части судна на протяжении 1/4 длины от носового перпендикуляра и не менее 450 мм — в остальном районе судна.
На нижележащих палубах верхние кром-ки комингсов грузовых люков располагают заподлицо с настилом палубы (в закрытых во-
|
донепроницаемых помещениях высота комингса Правилами Регистра не регламентируется). Верхние кромки комингсов грузовых люков служат опорным контуром для люковых закрытий и имеют соответствующее оформление.
Бимсы, расположенные врайоне грузовых люков между бортом и продольным комингсом грузового люка, называют полубимсами (рис. 5.45). Если бимс не покрыт палубным настилом, его называют холостым.