конструкции стальных корпусов
advertisement
РОССИЙСКИЙ РЕЧНОЙ РЕГИСТР КОНСТРУКЦИЯ СТАЛЬНЫХ КОРПУСОВ СУДОВ ВНУТРЕННЕГО И СМЕШАННОГО (РЕКА-МОРЕ) ПЛАВАНИЯ Рекомендации Р.019-2007 Москва 2007 Настоящие рекомендации по конструкции стальных корпусов и корпусов из легких сплавов судов внутреннего и смешанного (река-море) плавания разработаны канд. техн. наук В. Б. Протопоповым по заказу Российского Речного Регистра и содержат положения по компоновке набора основных районов корпуса, конструктивному оформлению элементов и узлов корпуса, способствующие оптимизации и унификации конструкций. Утверждены Издание приказом Российского Речного Регистра № 30-п от 03.08.2007 1 Введены в действие с 03.09.2007 1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 1.1 ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ПОЯСНЕНИЯ Термины, приводимые в настоящих Рекомендациях, следует понимать следующим образом: выстрижка — небольшое отверстие в стенках набора и листах для прохода сварных швов; голубница (проток) — отверстие для протока жидкости; двойной борт — часть корпуса, ограниченная бортом и внутренним бортом; междубортное пространство — отсек внутри двойного борта; двойное дно — часть корпуса, ограниченная снизу днищем, а сверху — вторым дном; междудонное пространство — отсек внутри двойного дна; диафрагма — выполненная из листа поперечная рамная связь, соединяющая наружный и внутренний борта; жесткая точка — место окончания элемента набора на поле листового элемента; кница скуловая (скругленная, фестонная) — кница, применяемая для обеспечения плавного окончания листовых элементов; кница сбеговая - кница, применяемая в местах окончания балок рамного набора или комингсов для плавного уменьшения их сечения; кница приставная — кница, устанавливаемая на балки набора; кница врезная — кница, входящая в состав рамы; лаз — вырез для доступа в междудонное и междубортное пространства; междудонный лист — наклонный или вертикальный лист, соединяющий настил второго дна со скуловым листом; навесная конструкция набора — конструкция, при которой рамный набор устанавливается поверх балок холостого набора; на «ус» — окончание балки с постепенным понижением ее высоты; платформа — палуба, проходящая не по всей длине или ширине отсека, а также горизонтальная рамная связь, соединяющая наружный и внутренний борта; полупереборка — переборка, проходящая не по всей длине, ширине или высоте отсека; пояс обшивки или настила — ряд листов, соединенных короткими сторонами (соединение по стыку), например, скуловой пояс, крайний пояс (пояс настила второго дна, прилегающий к борту); проставка — планка, соединяющая навесной рамный набор с обшивкой; распорка — изолированный стержень, соединяющий балки днища и второго дна или наружного и внутреннего бортов; СНП — сталь нормальной прочности; СПП — сталь повышенной прочности; тронк — возвышение в виде коробчатой конструкции на длине грузовых отсеков наливных судов; шпигат — отверстие в палубе или фальшборте для удаления воды. 1.2 ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО КОНСТРУИРОВАНИЮ 1.2.1 Все продольные связи, равноудаленные от нейтральной оси эквивалентного бруса, а также соединяющие их кницы и бракеты при применении стали повышенной прочности (СПП) рекомендуется выполнять из стали одной марки. 1.2.2 Для продольных балок холостого и рамного набора палубы, ширстрека, верхних поясов обшивки внутренних бортов и продольных переборок необходимо применять ту же сталь, что и для настила палубы, а для днищевых продольных балок, кильсонов, нижних поясов внутренних бортов и продольных переборок, междудонного листа и скулового пояса - ту же сталь, что и для днищевой обшивки. 1.2.3 Если рекомендации, указанные в 1.2.2, выполнить не представляется возможным, то в расчет общей прочности вводятся характеристики стали с меньшим значением предела текучести. 1.2.4 Протяженность продольных связей, выполненных из СПП, должна быть не менее шести теоретических шпаций в каждую сторону от мидель-шпангоута. В районе перехода продольной системы набора корпуса в поперечную не допускается заменять СПП на сталь нормальной прочности (СНП). 1.2.5 Если обшивка выполнена из СПП, а балки поперечного набора (флоры, бимсы, шпангоуты) - из СНП, допускаемые напряжения при расчете поперечной прочности корпуса или местной прочности балок назначаются исходя из механических характеристик материала балок. В тех случаях, когда толщины связей, определенные путем расчета прочности, меньше требуемых Правилами, применение СПП нецелесообразно. 1.2.6 При конструировании корпусов судов необходимо стремиться к соблюдению принципа совмещения связей в одной плоскости, чтобы образовались замкнутые конструкции: карлингс — рамная стойка поперечной переборки — кильсон; продольное ребро жесткости палубы или платформы — холостая стойка поперечной переборки — продольное ребро днища, двойного дна или платформы; флор — шпангоут — бимс; бортовой стрингер — шельф поперечной переборки — шельф продольной переборки и т. п. 1.2.7 Необходимо обеспечивать непрерывность возможно большего числа основных продольных связей корпуса. 1.2.8 В одном поперечном сечении корпуса не допускается прерывать более 1/3 продольных ребер жесткости, а также более двух продольных рамных связей, расположенных по днищу или по палубе судна. Сечения, в которых прерываются продольные связи, должны отстоять друг от друга не менее чем на 2 шпации. Переход от продольной системы набора к поперечной должен быть постепенным. 1.2.9 Не разрешается заканчивать продольные связи в районах, ослабленных большими вырезами и в районах концентрации напряжений, например, у скруглений углов прямоугольных вырезов, окончаний надстроек и продольных комингсов. 1.2.10 Стыки продольного набора рекомендуется размещать на участке, где напряжения от местного изгиба балки минимальны, или компенсировать возможное ослабление сечения балки по стыку с помощью дополнительного отрезка профиля или кницы. 2 КОНСТРУИРОВАНИЕ БАЛОК НАБОРА 2.1 КОНСТРУИРОВАНИЕ БАЛОК ХОЛОСТОГО НАБОРА 2.1.1 Для балок холостого набора применяются готовые прокатные профили — неравнополочный уголок, несимметричный полособульб и симметричный полособульб. 2.1.2 При небольших значениях момента сопротивления в качестве балок холостого набора могут использоваться горячекатаные полосы или полосы, нарезанные из листового проката. Применение полосы может оказаться целесообразным также в случае, когда местная нагрузка на палубу незначительна (палуба сухогрузных открытых судов, палуба танкеров), а по условию общей прочности должна быть обеспечена большая площадь пояска эквивалентного бруса. 2.2 КОНСТРУИРОВАНИЕ БАЛОК РАМНОГО НАБОРА 2.2.1 Толщину стенки рамного набора в зависимости от толщины прилегающей обшивки рекомендуется принимать не менее значения, указанного в табл. 2.2.1-1. Таблица 2.2.1-1 Толщина обшивки, мм Толщина стенки, мм 4,0 4,0 4,5 4,0 5,0 4,5 5,5 5,0 6,0 5,0 7,0 6,0 8,0 6,0 9,0 7,0 10,0 7,0 11,0 8,0 При толщине обшивки 12 мм и более толщина стенки может быть уменьшена на 4 мм по сравнению с толщиной обшивки. Для стенок рамного набора, примыкающего к палубному стрингеру или комингсу открытых судов, может быть допущено большее уменьшение, но не более чем в 2 раза по сравнению с толщиной прилегающих листов указанных конструкций. Толщину стенок рамного набора грузовых судов длиной 50 м и более рекомендуется принимать не менее значений, указанных в табл. 2.2.1-2. Таблица 2.2.1-2 Наименование связей Рамный набор борта в средней и кормой части судна Рамный набор борта в носовой оконечности Рамный набор днища в носовой оконечности Минимальная толщина стенки рамной балки, мм: судов, перевозящих минерально-строительные прочих грузовых судов грузы на местных линиях при длине корпуса, м при длине корпуса, м 110 и 110 и 50 80 50 80 более более 6 7 8 5 6 8 7 8 8 6 7 8 6 7 8 6 7 8 Примечание: приведенные значения толщин не распространяются на рамные балки при навесной конструкции набора корпуса. 2.2.2 Толщина приваренной полки балки не должна превышать двух толщин ее стенки. Ширина симметричной полки не должна превышать 24 ее толщин, а толщина полки, приваренной с одной стороны стенки, — 12 толщин. Ширину отогнутого фланца следует принимать в пределах 8 — 12 его толщин. У Г-образных профилей отношение ширины фланца к его толщине должно быть не более 30. Ширина дополнительного малого фланца (гребешка) должна быть не менее 30 мм. 2.2.3 Минимальный момент сопротивления таврового профиля Wmin приближенно (как правило, с ошибкой в безопасную сторону) может быть найден по формуле, см3: Wmin=h(f+0,2hs), где h — высота стенки, см; f — площадь сечения полки, см2; s — толщина стенки, см. 3 ВЫРЕЗЫ В СТЕНКАХ БАЛОК И ПОДКРЕПЛЕНИЯ БАЛОК 3.1 Высота облегчающих вырезов и вырезов для лазов не должна превышать 50%, а ширина — 75% высоты рамной связи в данном сечении. При необходимости выполнить вырез больших размеров высота стенки должна быть увеличена (рис. 3.1). Высота балки может быть сохранена при условии выполнения дополнительных мер по усилению стенки в районе выреза и представлении расчетов, подтверждающих достаточную прочность и устойчивость стенки. Рис. 3.1 3.2 Высота вырезов для прохода балок холостого набора принимается равной не более 0,5 высоты балки рамного набора в данном сечении, а суммарная высота этих вырезов в стенке рамного набора двойного дна — 0,4 высоты стенки. В районе двойных бортов высоту выреза для прохода балок холостого набора в стенке рамного полубимса допускается увеличивать до 0,6 высоты стенки. Расстояние от кромок всех вырезов в рамных связях до кромок вырезов для прохода балок холостого набора принимается равным не менее высоты этих балок. Рекомендуется относить это указание к варианту, когда по стенке между указанными вырезами установлено ребро жесткости, а при отсутствии ребра - увеличивать это расстояние в 1,5-2 раза. При невозможности выполнить приведенные требования вырез для прохода балки холостого набора должен быть заделан. 3.3 Оси лазов и облегчающих вырезов следует совмещать с нейтральной осью площади поперечного сечения балок или с серединой их высоты. Расстояние от кромки выреза до обшивки должно быть не менее 15%, а до полки (свободного пояска) — не менее 30% высоты балки. Не рекомендуется устройство облегчающих вырезов в стенках балок рамного набора. Рекомендуемая форма вырезов — круг или сочетание прямоугольника с двумя полуокружностями. Углы прямоугольных вырезов должны скругляться с радиусом не менее 0,1 меньшей стороны прямоугольника, но не менее 20 мм. В бракетах допускаются круглые неподкрепленные вырезы диаметром, не превышающим 30% меньшей стороны бракеты. 3.4 Лазы во флорах двойного дна не следует размещать в районах, прилегающих к продольным переборкам и внутренним бортам, где действуют наибольшие перерезывающие силы. Не рекомендуется размещать вырезы для прохода балок холостого набора вблизи углов лазов. Вырезы должны располагаться на достаточном удалении от опор балки и мест приложения сосредоточенных усилий. Не следует делать вырезы на участках длиной 1,5 высоты балки от ее опоры, а также на длине, равной высоте балки от оси пиллерса. Приведенные ограничения не относятся к голубницам и вырезам для прохода балок холостого набора. Расстояние между кромками смежных вырезов рекомендуется принимать равным не менее высоты балки. 3.5 Голубницы (протоки) в узлах пересечения балок рамного набора рекомендуется выполнять по окружности. Высота голубниц (проток), расположенных в пролете балки, принимается равной не более 0,25 высоты балки, а длина — 15 толщин листа обшивки или 100 мм (что меньше). Рекомендуемая форма выреза — полуокружность. Расстояние между соседними голубницами (протоками) должно быть не менее 20 толщин обшивки и не менее 200 мм. В цистернах для ускорения перетекания жидкости допускается применение вырезов с увеличенной площадью (рис. 3.5, а). Для уменьшения опасности возникновения трещин, вызванных жесткими точками на обшивке, и одновременного обеспечения значительной площади выреза рекомендуется применение вырезов сложной формы (рис. 3.5, б). Рис. 3.5 Во избежание ослабления стенки в опасном сечении не следует применять вырез с увеличенной площадью в узле пересечения балок. 3.6 В стенках балок холостого набора рекомендуемая форма голубницы показана на рис. 3.6, а. Вариант, приведенный на рис. 3.6, б, следует применять в районах с интенсивной вибрацией, а также при применении непрерывной автоматической сварки холостого набора. Рис. 3.6 3.7 Вырезы (выстрижки) в стенках набора для пропуска стыкового сварного шва обшивки должны иметь полукруглую форму с радиусом 10-15 мм. Для пропуска монтажного шва, выполняемого при ранее установленном наборе, радиус должен быть не менее 20 мм. В непроницаемых конструкциях без установки на выстрижках заглушек допускается уменьшать радиус до 15 мм с последующей заплавкой выстрижки. 3.8 Для обеспечения устойчивости стенок балок рамного набора следует применять ребра жесткости, установленные параллельно пояскам балки (продольные ребра). Если сжатию могут подвергаться и верхний и нижний пояски стенки балки, необходимо устанавливать два ребра на расстоянии примерно 0,25 высоты стенки от поясков (рис. 3.8, а). При большой длине стенки с целью уменьшения расчетной длины продольных ребер рекомендуется устанавливать промежуточное поперечное ребро, создающее для продольных ребер жесткую опору (рис. 3.8, б). Профиль этого дополнительного ребра должен быть таким же, как и профиль продольных ребер. В тех случаях, когда знак момента не меняется, допустимо устанавливать одно продольное ребро на расстоянии 0,25 высоты стенки от сжатого пояска. Одно ребро, размещенное посередине высоты стенки, при изгибе малоэффективно, поэтому такой вариант подкрепления может применяться лишь в случае, когда связь испытывает только осевые усилия, например, для подкрепления участка внутреннего борта, расположенного под вторым дном, или кильсонов, расположенных под продольной переборкой. Рис. 3.8 3.9 В сечениях корпуса, где действуют одновременно большие изгибающие моменты и перерезывающие силы, наиболее эффективны наклонные (диагональные) ребра жесткости (рис. 3.9, а). Такой способ подкрепления может быть применен, если он не встречает конструктивных затруднений. В противном случае рекомендуется подкрепление, показанное на рис. 3.9, б. Рис. 3.9 3.10 Вариант с поперечными подкрепляющими ребрами, перпендикулярными пояскам балки, допустим для перевязки продольных балок днища и второго дна при условии, что устойчивость стенки между ребрами обеспечена, что подтверждается соответствующим расчетом. На участках, где условие устойчивости не выполняется, должны быть поставлены дополнительные промежуточные ребра жесткости (рис. 3.10, а). Вырезы на этих участках следует подкрепить дополнительными продольными ребрами (рис. 3.10, б и 3.10, в) или обечайкой (рис. 3.10, г). Толщина обечайки должна быть не менее толщины стенки, а ширина равной примерно десяти ее толщинам. Рекомендуется выполнять обечайку из двух симметричных половинок. Рис. 3.10 3.11 Ребра следует располагать как можно ближе к кромке выреза, но не ближе чем на 10 мм. Полку горизонтальных ребер на связях днищевого набора рекомендуется направлять вниз, если это не приводит к нежелательному уменьшению просвета лаза. При применении в качестве ребра жесткости полосы ее толщина должна быть не менее толщины стенки подкрепляемого набора, а ширина примерено равной 10 ее толщинам. Концы ребер, не приваренные к балкам холостого набора или ребрам поперечного направления непосредственно или с помощью книц, следует заканчивать на «ус». Зазор между концом ребра, оканчиваемого на «ус», и поперечной связью должен составлять 10-20 мм. Не допускается свободное окончание (на «ус») ребра вблизи неподкрепленной кромки выреза, в частности, поперечных ребер по стенке балок рамного набора у кромки выреза для прохода балок холостого набора. 4 СОЕДИНЕНИЕ И ОКОНЧАНИЕ БАЛОК НАБОРА 4.1 Расположенные в одной плоскости балки рамного набора должны свариваться между собой. В узле соединения, как правило, следует устанавливать кницы со стороной не менее высоты меньшего профиля в плоскости стенок соединяемых балок набора (рис. 4.1). 4.2 Кницы, устанавливаемые в узлах соединения балок рамного набора, должны иметь по свободной кромке полосу или фланец, оканчивающиеся на «ус» (рис. 4.2). В остальных случаях подкрепление свободной кромки требуется, если длина одной из привариваемых сторон кницы или бракеты превышает 35 ее толщин. Толщина приваренной полосы должна быть не менее толщины стенки кницы, ширина — не менее 8 толщин полосы, но не менее 40 мм по одну сторону от линии приварки. Ширина фланца должна быть не менее 8 толщин кницы, но не менее 40 мм. Максимальная ширина пояска, измеренная от стенки кницы, не должна превышать 10 его толщин. Площадь сечения полки кницы в узле соединения балок рамного набора должна составлять не менее 0,8 от площади меньшей полки соединяемых балок. Рис. 4.1 Рис. 4.2 4.3 В качестве основного узла соединения балок холостого набора, расположенного в одной плоскости, рекомендуются варианты с одним (рис. 4.3, а) или двумя (рис. 4.3, б) технологическими зазорами, равными 10 - 20 мм, и кницей, установленной встык. Кница должна перекрывать набор на протяжении не менее двух высот меньшего профиля. Смещение кницы от плоскости наружной стенки несимметричной балки холостого набора не должно превышать катета сварного шва, увеличенного на 1 мм. В обоснованных случаях допускается установка книц внахлестку, при этом перекрой по катетам кницы измеряется от конца полки балки, а перекрой по высоте балки должен равняться примерно одной трети высоты балки, но не менее 20 мм. Рис. 4.3 4.4 При толщине стенки меньшего профиля соединяемых балок холостого или рамного набора до 6 мм включительно толщина кницы должна быть не менее толщины этой стенки, при толщине стенки от 7 до 9 мм включительно допускается уменьшать толщину кницы по сравнению с толщиной стенки балки на 1 мм, а при толщине стенки 10 мм и более — на 2 мм. Для книц с полкой толщина ее стенки может уменьшаться на 1 мм при толщине стенки меньшей балки в интервале от 6 до 8 мм и на 2 мм при толщине 9 мм и более. В острых углах книц следует предусматривать притупления размерами 10 — 20 мм (см. рис. 4.3). При необходимости пропуска сварного шва в прямом или в тупом угле следует сделать вырез радиусом 10 — 20 мм (рекомендуемый вариант) или срез размерами от 10 × 10 до 20 × 20 мм. 4.5 В узле пересечения балок рамного набора, стенки которых находятся в разных плоскостях, с целью облегчения сборки допускается технологический зазор между стенкой и полкой разрезной балки (рис. 4.5, а). Для обеспечения полного провара с обратной стороны поверхности полки в ответственных соединениях рекомендуется предусматривать выстрижки (рис. 4.5, б). Рис. 4.5 4.6 Для компенсации ослабления сечения полки балки по сварному шву в районах, подверженных воздействию значительных гидродинамических нагрузок или интенсивной вибрации, рекомендуется применять усиления (рис. 4.6). Рис. 4.6 а) трапециевидное усиление, б) радиальное усиление 4.7 При пересечении разных по высоте балок рамного набора необходимо, чтобы разница в высоте балок была достаточной для качественной приварки полок меньшей балки (рис. 4.7, а). Для устранения возникающих по концам полки жестких точек в ответственных узлах могут применяться варианты с местным увеличением высоты меньшей балки до высоты большей (рис. 4.7, б) или с полкой, срезаемой на «ус», и постановкой книц (рис. 4.7, в). Допускается вариант со сквозным пропуском балки с меньшей высотой сквозь стенку высокой балки при условии заделки выреза с помощью планок (рис. 4.7, г и д). Рис. 4.7 4.8 Допускается устанавливать стенку балки рамного набора на балку холостого набора (рис. 4.8). При этом толщина стенки балки холостого набора должна быть не менее толщины стенки балки рамного набора, а допускаемое смещение стенок набора - не более требуемого для катета шва. Рис. 4.8 4.9 Толщина книц, устанавливаемых в узле пересечения балок холостого и рамного набора, должна быть не менее значений, приведенных в 4.4, катет - не менее 1,5 высоты балки холостого набора. Допускаемое смешение кницы по отношению к стенке балки принимается согласно 4.3. Рекомендуется доводить кницу до полки балки рамного набора с технологическим зазором 10 - 20 мм. При необходимости повысить устойчивость полки балки рамного набора могут применяться кницы (бракеты), приваренные к полке. При этом сторона кницы, привариваемая к полке, не должна доводиться до свободной кромки полки на 10 - 20 мм. Вместо книц по высокой стенке балок рамного набора могут устанавливаться ребра жесткости, размеры которых должны соответствовать указаниям раздела 3. 4.10 Рекомендуемые формы и размеры вырезов в стенке балки рамного набора при кничном соединении показаны на рис. 4.10, а. Рекомендуемые формы и размеры вырезов для бескничного варианта с приваркой стенок балок показаны на рис. 4.10, б. Размеры, приведенные применительно к уголку, относятся и к несимметричному полособульбу. Допускается выполнять кромку выреза без наклона (на рис. 4.10 показана пунктиром). Рис. 4.10 4.11 Соединения с помощью планок, устанавливаемых встык или внахлестку, показаны соответственно на рис. 4.11-1. Толщина планки должна быть не менее толщины стенки балки рамного набора. При этом форма выреза для прохода балки холостого набора - та же, что и у кничного соединения. На рис. 4.11-2 приведены возможные модификации этого типа соединения. Планки со срезами размером 10 × 10 мм (рис. 4.11-2, а) рекомендуется применять на судах, эксплуатирующихся в морских районах. Рис. 4.11-1 Для повышения надежности соединения балок или в случае, когда необходимая высота выреза превышает допустимую, могут быть использованы комбинированные варианты, например, с одновременной сваркой стенки и установкой планки или с двумя планками, как показано для возможных вариантов на рис. 4.11-2, д и е. Рис. 4.11-2 4.12 В слабо нагруженных конструкциях, не подвергающихся воздействию интенсивных вибрационных или знакопеременных нагрузок, в частности в конструкциях выгородок, платформ, переборок, не подвергающихся давлению груза или балласта, надстроек, крышек люков, могут применяться узлы со свободным проходом балок холостого набора. При этом для полособульбов рекомендуется использовать форму вырезов, показанную на рис. 4.12. Рис. 4.12 Значения величин, указанных на рис. 4.12, находятся по следующим выражениям, мм: А = 0,3h + 20; В = b + 2d; d= 0,04h (но не более 5 мм); Н = h + d; R= r+ d, где b — ширина полки полособульба; h — высота полособульба; r — радиус закругления полки. 4.13 В случае, когда при пересечении с непроницаемой рамной связью балка холостого набора пропускается через эту связь, для достижения непроницаемости следует применять заделку выреза с помощью установленных внахлестку или встык планок (рис. 4.13). Рис. 4.13 4.14 При навесной конструкции набора в случае применения в качестве холостого набора полособульба или полосы соединение балок холостого и рамного набора рекомендуется выполнять с помощью книц (рис. 4.14, а). Балки холостого набора, выполненные из уголка, допускается соединять с прилегающей полкой балки рамного набора путем соединения полок двумя сварными швами (рис. 4.14, б). С целью включения в расчетное сечение балок присоединенного пояска обшивки допускается применение проставок в местах пересечения балок рамного набора с переборками (см. рис. 4.14, а), а также в местах перехода навесного набора в обычный («нарезной») (см. рис. 4.14, б). При этом свободные кромки проставки рекомендуется выполнять с фигурным вырезом, как показано на рис. 4.16-2. Рис. 4.14 4.15 При закреплении концов балок холостого набора, прерывающихся на переборках или рамных связях, не допускается приварка с помощью книц к неподкрепленным листам. В плоскости книц должно находиться ребро жесткости (рис. 4.15, а) или по концу одной из книц должно устанавливаться ребро жесткости из полосы (рис. 4.15, б) или прокатного профиля (рис. 4.15, в), доходящее до ближайших балок набора. Концы ребра допускается заканчивать на «ус». Рис. 4.15 4.16 Соединение продольных балок холостого набора, прерывающихся на непроницаемых рамных связях или непроницаемых переборках, рекомендуется выполнять с помощью книц или бракет, устанавливаемых с обеих сторон рамной связи или переборки. Толщина книц должна соответствовать указаниям 4.4. Необходимо, чтобы длина сварного шва, соединяющего кницу с продольной балкой, была не менее 2,5 высоты балки, а по свободной кромке отгибался фланец независимо от толщины и размеров сторон кницы (рис. 4.16-1). Рис. 4.16-1 Для обеспечения перетекания жидкости концы балок холостого набора допускается не доводить до непроницаемых поперечных связей на расстояние, не превышающее 10 толщин прилегающей обшивки или 100 мм, смотря по тому, что меньше. Для увеличения площади протока и уменьшения эффекта жесткой точки рекомендуется применять фигурную форму окончания балки, показанную на рис. 4.16-2. Рис. 4.16-2 4.17 Балки холостого набора, как правило, должны заканчиваться на поперечных рамных связях с помощью книц. Сторона кницы, привариваемая к полке, не должна доводиться до свободной кромки полки на 10-20 мм (рис. 4.17). Рис. 4.17 4.18 В допустимых случаях окончание балок холостого набора и ребер жесткости на «ус» должно выполняться в соответствии с рис. 4.18-1. При подходе к наружной обшивке полки рамного набора должны заканчиваться на «ус» в соответствии с рис. 4.18-2. Аналогичным образом следует оформлять срезаемые на «ус» выполненные из полосы концы полок книц. Рис. 4.18-1 Рис. 4.18-2 4.19 В местах пересечения с переборками балки рамного набора следует крепить с обеих сторон переборки кницами, причем продольные балки должны перекрываться кницами на длине не менее высоты этих балок. Стенки балок должны привариваться к обшивке переборок. У переборок машинного отделения и оконечностей, а также переборок, испытывающих воздействие поперечных знакопеременных нагрузок, полки балок рекомендуется заканчивать на «ус» или применять иные варианты конструкции (фестонные кницы, ребра жесткости в плоскости полок), обеспечивающие устранение жестких точек. В остальных случаях допускается приварка полок к обшивке переборки. 4.20 Продольные балки рамного набора необходимо заканчивать на поперечных переборках или поперечном рамном наборе. С противоположной стороны должна быть установлена сгонная кница протяженностью не менее 1,5 высоты оканчиваемой балки, доведенная до поперечной балки рамного набора и приваренная к ней. Высота кницы должна равняться высоте оканчиваемой рамной балки с уменьшением на конце до 1/4 этой высоты. Толщина стенки и размеры полки кницы должны приниматься такими же, что и у оканчиваемой балки. Полку следует оканчивать на «ус» (рис. 4.20, а и б). Если оканчиваемая балка рамного набора переходит в продольную балку холостого набора, доводить кницу до поперечной балки не требуется (рис. 4.20, в). Рис. 4.20 4.21 Изменение высоты стенки и ширины полки продольных балок рамного набора в средней части корпуса должно осуществляться в соответствии с рис. 4.21-1. В остальных случаях допускается уменьшать длину переходного участка до двух разностей высоты балок. Для уменьшения высоты отфланцованного или прокатного профиля рекомендуется использовать клинообразный вырез (рис. 4.21-2), который заваривается после подгибки верхней части профиля. Рис. 4.21-1 Рис. 4.21-2 Излом балки из плоскости ее стенки следует выполнять на поперечных рамных связях. Угол слома, как правило, не должен превышать 15°. 5 ГОФРИРОВАННЫЕ КОНСТРУКЦИИ 5.1 Применение гофрированных конструкций допускается для переборок, внутренних бортов, цистерн, цепных ящиков. Рекомендуется использовать гофрированные листы для выгородок, стен и крыш надстроек, люковых закрытий и других второстепенных конструкций. 5.2 Для прочных переборок следует применять сквозные гофры трапециевидного сечения (коробчатые гофры). На продольных переборках гофры размещаются, как правило, горизонтально. Такие переборки при условии их достаточной протяженности включаются в состав эквивалентного бруса. Короткие местные переборки могут выполняться с вертикальными гофрами. На поперечных переборках гофры в большинстве случаев целесообразно размещать вертикально. На продольных переборках с горизонтально расположенными гофрами в плоскости рамных шпангоутов должны устанавливаться рамные стойки. Постановка шельфов при этом не требуется. На поперечных переборках с вертикальными гофрами в плоскости бортовых стрингеров следует, как правило, устанавливать шельфы по всей ширине переборки или частичные шельфы на участке от борта до ближайшей рамной стойки. На судах, не испытывающих значительных нагрузок на борта, или при наличии в плоскости переборки рамного шпангоута допускается ограничиваться кницами (рис. 5.2). Рис. 5.2 5.3 Гофрированные переборки, устанавливаемые на шпангоутах с криволинейными очертаниями, следует снабжать плоскими участками, прилегающими к днищу и бортам. С целью повышения долговечности и ремонтопригодности рекомендуется применение плоских участков в виде рамного бимса и флора и в средней части корпуса. Толщины верхних и нижних плоских участков гофрированной переборки должны быть не менее толщин нижних и верхних поясов плоских переборок. При отношении ширины листа плоского участка к его толщине, превышающем значения, указанные в разделе 3 для стенок балок рамного набора, лист должен быть подкреплен ребрами жесткости. Лист плоского участка следует размещать в одной плоскости с гранями, параллельными плоскости переборки. Участки, прилегающие к бортам, испытывающим значительные местные нагрузки, рекомендуется выполнять плоскими. При этом ширина плоского участка должна быть не менее шага гофра, но не менее 0,4 м, а толщина — не менее толщины стенки рамного шпангоута. При отношении ширины плоского участка к толщине, превышающем 60, он должен подкрепляться горизонтальными ребрами жесткости, расстояние между которыми не должно превышать 0,5 м. На судах, имеющих в формуле класса слова «лед» или «ледокол», наличие прилегающего к борту плоского переходного участка, подкрепленного горизонтальными ребрами жесткости, является обязательным. 5.4 В тех случаях, когда вертикальные гофры поперечной переборки непосредственно привариваются к обшивке или настилу, рекомендуется принимать шпацию продольных балок холостого набора днища или палубы равной шагу или половине шага гофров и совмещать балки с осью гофра (рис. 5.4-1). Пересечение балки с наклонной гранью гофра не допускается. Балки рамного набора должны проходить через ось гофра. При наличии плоского участка по горизонтальному концу переборки шаг гофров по отношению к положению балок может быть произвольным. Для устранения жестких точек на полотнище переборки по концам книц должны устанавливаться горизонтальные ребра жесткости, доходящие до ближайших граней гофра (рис. 5.4-2). Рис. 5.4-1 Рис. 5.4-2 В случаях, когда переборка с вертикальными гофрами приваривается к настилу второго дна или к настилу палубы с набором, размещенным поверх палубы, при значительной высоте профиля гофров (ориентировочно более 200 мм) в плоскости граней, параллельных плоскости переборок и не совпадающих с плоскостью флора или бимса, под настилом второго дна или на настиле палубы в плоскости этих граней следует устанавливать ребра жесткости. 5.5 Балки рамного набора гофрированных переборок должны удовлетворять тем же требованиям, что и аналогичные балки плоских переборок. При подсчете момента сопротивления площади сечения балки в качестве расчетного принимается сечение с наименьшей высотой, а при проверке устойчивости стенки — с наибольшей (соответственно h1 и h2 на рис. 5.5, а). Ширина присоединенного пояска балок рамного набора, расположенных поперек гофров, со стенкой, соединенной с обеими гранями, параллельными плоскости переборки, непосредственно (рис. 5.5, а и б) или с помощью планок (рис. 5.5, в), принимается равной 12 толщинам гофрированного листа. У балок, стенка которых соединена только с одними гранями, присоединенный поясок отсутствует. В сухих отсеках для обеспечения необходимого момента сопротивления допускается применять балки с двумя полками типа швеллера или двутавра (рис. 5.5, г). При стыковке гофрированных листов на стенке балки (рис. 5.5, е) стенка должна быть вырезана по форме гофров и при этом выступать не более чем на 10 мм. Рис. 5.5 5.6 Толщины гофрированных переборок рекомендуется принимать не менее толщин плоских переборок в соответствующих районах корпуса, при этом в качестве шпации следует принимать ширину большей грани. Отношение ширины граней гофра к его толщине не должно превышать 55. Момент сопротивления площади поперечного сечения трапециевидного гофра определяется по формуле: W = th(а + b/3), где буквенные обозначения соответствуют рис. 5.6. Рис. 5.6 5.7 Для второстепенных конструкций могут быть применены листы с раздельными трапециевидными, треугольными или полукруглыми гофрами. При необходимости заглушить гофр допускается использовать планки. 6 ДНИЩЕВОЙ НАБОР 6.1 На грузовых и пассажирских судах длиной более 60 м рекомендуется продольная система набора днища. Для увеличения поперечной прочности и жесткости корпуса при отсутствии в грузовом трюме поперечных переборок может быть применена комбинированная система набора — продольная в районе двойных бортов и поперечная в районе трюма. Допускается применение комбинированной системы и в пределах одного перекрытия, при которой участки, прилегающие к бортам, набраны по продольной системе, а средний по ширине район — по поперечной. 6.2 При продольной системе набора на судах всех типов расстояние между сплошными флорами следует принимать не более 2,0 м. При поперечной системе расстояние между сплошными флорами не должно превышать 2,0 м на грузовых судах и 2,4 м на пассажирских судах. 6.3 При продольной системе набора борта на участке между рамными шпангоутами по скуле в плоскости каждого практического шпангоута должны устанавливаться кницы, доходящие до ближайших продольных балок борта и днища. 6.4 На судах без двойных бортов настил второго дна следует доводить до наружного борта. В переходных районах с целью устранения недоступных зон в междудонном пространстве допускается применение наклонных или вертикальных междудонных листов. Допускается также применение поднимающихся к борту крайних листов второго дна, перекрывающих скуловое закругление. 6.5 На наливных судах допускается применение наклонного к диаметральной плоскости второго дна. При этом рекомендуется высоту двойного дна у диаметральной плоскости принимать не менее 800 мм. Устройство во втором дне продольного желоба (корыта) для стока жидкости, приводящего к существенному местному росту напряжений, не рекомендуется. Если в силу эксплуатационной необходимости такой желоб применяется, должны быть предусмотрены конструктивные меры по сохранению площади верхнего пояска флора и снижению концентрации напряжений. 6.6 При продольной системе набора допускается установка распорок, соединяющих балки холостого набора днища и второго дна. На наливных судах применение распорок не рекомендуется. Площадь поперечного сечения распорки f, см2, и минимальный момент ее инерции i, см4, должны быть не менее определяемых по формулам: f = 0,42db(T + h/2), i = 2,28 fl2, где Т — осадка судна в грузу, м; h — высота волны, м; d — рамная шпация, м; b — расстояние между продольными ребрами жесткости, м; l — длина распорки, м. Рекомендуется выполнять распорку из равнополочного уголка. 6.7 Типовая конструкция бракетного шпангоута с возможными вариантами узлов соединения балок с бракетами показана на рис. 6.7. Толщину бракет следует принимать равной толщине флоров. Если бракета непосредственно не контактирует с настилом второго дна, ее толщину можно принимать равной толщине флоров без дополнительного утолщения на грузовые операции с помощью грейфера. Между бракетами допускается установка распорок, соединяющих верхнюю и нижнюю балки бракетного флора и делящих пролет балок бракетного флора пополам. 6.8 Допускается конструкция с составными сплошными флорами, состоящими из тавровых или отфланцованных балок днища и второго дна, соединенными листовыми элементами с вырезами под лазы (рис. 6.8-1, а) или состоящими из одной балки и листового элемента (рис. 6.8-1, б). Рис. 6.7 Рис. 6.8-1 При высоте двойного дна, превышающей 1,4 м, допускается применение раздельного набора, состоящего из тавровых или отфланцованных балок, соединенных распорками (рис. 6.8-2) или распорками с раскосами. Рис. 6.8-2 6.9 На судах, перевозящих на втором дне контейнеры, положение флоров и кильсонов следует согласовывать с размещением контейнеров. В случае, когда под фитингом проходит только флор или кильсон, в узле должны устанавливаться бракеты с полкой по свободной кромке. Если положение фитинга не совпадает ни с флором, ни с кильсоном, под ним следует устанавливать рамную связь (соответственно местный кильсон или флор), доходящую до ближайших рамных связей поперечного направления. Ширина бракеты в случае, если она устанавливается на балках холостого набора, должна быть не менее 0,3 высоты двойного дна. Если бракета ориентирована поперек балок холостого набора, она должна доводиться до ближайших балок. Толщина бракет должна равняться толщине флоров. 6.10 Если второе дно заканчивается на внутреннем борте, высота флора в междубортном пространстве у внутреннего борта должна равняться высоте двойного дна, а толщина его полки должна быть не менее толщины настила второго дна. При этом необходимо обеспечить плавный переход от настила второго дна к полке этого флора с помощью фестонных или приставных книц, расположенных в плоскости полки (рис. 6.10-1). Ширина фестонной кницы или суммарная ширина полки и приставных книц в месте присоединения их к внутреннему борту должна быть не менее 0,25 расстояния между флорами. Толщину книц следует принимать равной толщине настила второго дна. Допускается уменьшение толщины кницы на 2 мм по сравнению с утолщенным по условию погрузки и разгрузки грейфером настилом второго дна. Рис. 6.10-1 Если в двойных бортах применены диафрагмы, на уровне настила второго дна должны быть установлены горизонтальные кницы, доведенные до ближайших вертикальных ребер жесткости (рис. 6.10-2, а) или до полосы обечайки, подкрепляющей вырез в диафрагме. При расстоянии между ребром и внутреннем бортом, меньшем 300 мм, по крайней мере одна из книц должна доводиться до следующего ребра (показана на рисунке пунктиром). Толщина и общая ширина книц должны соответствовать значениям, указанным выше. В случае, когда нижняя часть диафрагмы вводится в состав днищевой секции, соединение верхней и нижней частей диафрагмы рекомендуется осуществлять через промежуточную полосу с кницами (рис. 6.10-2, б), размеры которых указаны выше для полки флора в межбортовом пространстве. Рис. 6.10-2 6.11 При продольной системе набора днища и второго дна, доходящего до наружного борта, на участке между флорами в плоскости каждого практического шпангоута, в том числе и при продольной системе набора борта, должны устанавливаться скуловые бракеты, доходящие до ближайших продольных балок днища и второго дна. Толщину бракет следует принимать равной толщине флора. 6.12 Рекомендуемые конструктивные варианты узла пересечения холостого продольного набора с непроницаемыми флорами показаны на рис. 6.12. Рис. 6.12 6.13 В местах окончания двойного дна его настил должен плавно переходить в полки кильсонов одинарного дна с помощью фестонных книц. Толщина полки кильсонов и книц должна быть не менее толщины настила. Окончания фестонных книц рекомендуется разносить по длине судна (рис. 6.13-1). Рис. 6.13-1 Рис. 6.13-2 В двойном дне кильсоны рекомендуется заканчивать сбеговыми кницами на протяжении рамной шпации, но не менее двух шпаций. Свободные кромки книц должны подкрепляться ребрами жесткости (рис. 6.13-2) или окантовываться полосой. 6.14 Слом второго дна допускается размещать на сплошном флоре. При необходимости увеличения высоты двойного дна настил меньшего по высоте двойного дна должен быть пропущен внутрь большего по высоте двойного дна в виде фестонных книц на протяжении не менее двух шпаций. На этом участке в плоскости кильсонов должны быть установлены бракеты, соединяющие настилы меньшего и большего двойного дна. На сухогрузных судах уступ рекомендуется совмещать с поперечной переборкой. Допускается выполнять частичный подъем второго дна в районе скуловых подворотов с сохранением высоты двойного дна в средней по ширине части отсека. 6.15 На небольших сухогрузных судах допускается применение низкого (глухого) двойного дна, недоступного для проведения работ в междудонном пространстве. Возможные варианты такого двойного дна показаны на рис. 6.15. Вариант, приведенный на рис. 6.15, а, может применяться как при продольной, так и при поперечной системах набора. При такой конструкции на обычный рамный набор из сварного таврового или отфланцованного профиля накладываются листы, подкрепленные разрезными ребрами жесткости. Рекомендуется совмещать направление ребер панелей с направлением балок холостого набора днища. Часть настила второго дна, прилегающая к полке балки рамного набора, может включаться в качестве присоединенного пояска в состав этих балок. При продольной ориентации ребер жесткости настил второго дна может вводиться в состав эквивалентного бруса как продольно ориентированные пластины. Разрезные ребра в состав присоединенного пояска и в сечение эквивалентного бруса не включаются. Вариант, приведенный на рис. 6.15, б, применим при поперечной системе с флорами, установленными на каждом шпангоуте. Рис. 6.15 6.16 Рекомендуется утолщать листы обшивки, расположенные под фундаментами. Для увеличения жесткости обшивки в машинном отделении могут применяться противовибрационные ребра жесткости, которые допускается выполнять разрезными на флорах с окончанием на «ус». 6.17 Сплошные флоры в машинном отделении следует, как правило, устанавливать на каждом шпангоуте. В зависимости от длины машинного отделения и конструкции фундамента может быть допущено отступление от этого требования. 6.18 Размещение кильсонов должно быть согласовано с положением фундаментов под главные механизмы. Стенки фундаментов, или по крайней мере одна из них, должны совмещаться со стенкой кильсонов. Следует стремиться к непрерывности кильсонов на всем протяжении машинного отделения. В случае несовпадения положения кильсонов в машинном отделении и соседних отсеках излом линии кильсонов или их перевязку рекомендуется выполнять вне машинного отделения. Прерываемые кильсоны в местах перевязки должны перепускаться друг за друга не менее чем в пределах рамной шпации и заканчиваться сбеговыми кницами. Возможные варианты размещения кильсонов показаны на рис. 6.18. В тех случаях, когда из-за сужения обводов приходится оканчивать кильсоны в пределах машинного отделения, не допускается осуществлять их окончание в районе фундаментов под главные механизмы. Не рекомендуется также оканчивать вблизи фундаментов балки холостого набора в случаях, когда продольная система частично перепускается в машинное отделение. Рис. 6.18 6.19 Размеры сечения флоров в машинном отделении назначаются исходя из необходимого момента сопротивления флоров в средней части судна. При наличии расчетов, подтверждающих разгружающее воздействие на днищевое перекрытие пиллерсов, установленных в машинном отделении, требуемый момент сопротивления флоров может быть уменьшен. Применение отфланцованного профиля для флоров и кильсонов в машинном отделении не допускается. Отношение высоты неподкрепленной ребрами стенки флоров и кильсонов к их толщине не должно превышать 70. 6.20 При наличии в машинном отделении полного или частичного двойного дна его конструкция должна соответствовать рекомендациям, приведенным в настоящем разделе. При этом толщина стенок флоров и кильсонов должна быть увеличена не менее чем на 1 мм по сравнению с требуемой без учета погрузки грейфером толщиной стенок флоров и кильсонов междудонных отсеков вне машинного отделения. Частичное двойное дно должно заканчиваться фестонными кницами в соответствии с приведенными в 6.13 рекомендациями. 6.21 В форпике и ахтерпике, а на судах класса «О» и выше - и на всем протяжении носовой оконечности флоры, как правило, должны устанавливаться на каждом шпангоуте. На судах с санообразными обводами оконечностей в форпике и ахтерпике допускается продольная система набора с флорами, установленными через две шпации. 6.22 Отношение высоты стенки флоров и кильсонов в носовой оконечности и ахтерпике к ее толщине не должно превышать 60, а в форпике судов, швартующихся носом к необорудованному берегу - 40. Применение в форпике и ахтерпике самоходных судов класса «О» и выше отфланцованных флоров и кильсонов не допускается. 6.23 На судах с двойным дном флоры, не входящие в состав рамного шпангоута, могут выполняться из сварного таврового или отфланцованного профиля высотой не менее 1/3 высоты двойного дна. Профиль этих флоров должен соответствовать указаниям раздела 2. 6.24 Кильсоны следует продлевать как можно дальше в оконечности. В двойном дне допускается устанавливать между основными кильсонами промежуточные, выполненные из сварного таврового или отфланцованного профиля. Диаметральный кильсон должен соединяться со штевнем. Допускается делать его разрезным на флорах. В районе сужения обводов, где установка стенки диаметрального кильсона затруднена, полки флоров должны быть соединены полосой («струной») с сечением, не меньшим сечения полки флора. 7 БОРТОВОЙ НАБОР 7.1 При проектировании судов внутреннего и смешанного (река-море) плавания рекомендуется применение поперечной системы набора борта с чередующимися рамными и холостыми шпангоутами. В обоснованных случаях допускается применение однородной поперечной системы или продольной системы бортового набора с использованием рамных шпангоутов, а также комбинированной системы (продольной в верхнем и нижнем районах борта и поперечной в среднем районе). Допускаются как продольная, так и поперечная системы набора внутреннего борта. Размеры рамного и холостого набора необходимо принимать не менее размеров соответствующего набора наружного борта без учета ледовых подкреплений. На судах длиной более 80 м рекомендуется продольная система набора внутреннего борта. При поперечной системе набора наружного или внутреннего бортов с целью увеличения расчетной площади верхнего пояска эквивалентного бруса допускается устанавливать по ширстреку и верхней части внутреннего борта оканчиваемые на «ус» разрезные продольные ребра жесткости. При назначении профиля ребер необходимо проверить их устойчивость расчетом, считая ребра свободно опертыми на шпангоутах. Допускается использование полосы в качестве профиля ребер. 7.2 Обшивка внутреннего борта должна или доводиться до днищевой обшивки, или при окончании на настиле второго дна иметь продолжение в междудонном пространстве в виде дополнительного кильсона. 7.3 В двойных бортах между рамными шпангоутами рекомендуется устанавливать распорки. При этом требуемые моменты сопротивления балок рамного набора могут быть уменьшены на 30% при одной распорке и на 50% — при двух. Минимальная площадь сечения распорки F должна быть не менее рассчитанной по формуле, см2: F = 0,22dH2, а минимальный момент инерции площади сечения I — не менее рассчитанного по формуле, см4: I = 0,22H2dl2, где Н — высота борта, м; d — рамная шпация, м; l — длина пролета распорки, м. Рекомендуется выполнять распорки из равнополочного уголка и устанавливать их в узле пересечения рамных шпангоутов с бортовыми стрингерами. Если распорка устанавливается вне указанного узла, стенка рамного шпангоута должна быть подкреплена ребром жесткости или кницами. Допускается применение распорок, соединяющих балки холостого набора наружного и внутреннего бортов. 7.4 Вместо раздельных балок рамных шпангоутов наружного и внутреннего бортов могут применяться диафрагмы. Ширина и высота лазов в диафрагме не должны превышать соответственно 0,5 и 1,0 ширины двойного борта. Диафрагму следует подкреплять вертикальными ребрами жесткости или комбинацией из вертикальных и горизонтальных ребер. 7.5 При поперечной системе набора наружного борта должно быть установлено не менее одного бортового стрингера при высоте борта, превышающей 2 м, и не менее двух стрингеров при высоте 4 м и более. При продольной системе должно быть установлено не менее одного стрингера при высоте борта, превышающей 3 м, и не менее двух при высоте 4,5 м. На судах с высотой борта, превышающей 2 м, рекомендуется устанавливать бортовой стрингер на уровне нижнего привального бруса. При замене привального бруса привальной полосой установка такого стрингера обязательна. При продольной системе набора борта и диафрагмах в двойных бортах требуется установка стрингера только в районе ледового пояса и на уровне привальной полосы. Стрингеры внутреннего борта рекомендуется устанавливать на уровне стрингеров наружного борта. По сравнению с наружным бортом число стрингеров по внутреннему борту может быть сокращено, в частности, за счет исключения стрингеров на уровне дополнительных стрингеров, устанавливаемых на наружном борте по условию ледового плавания и на уровне привального бруса. При продольной системе набора внутренних бортов бортовые стрингеры на них допускается не устанавливать. 7.6 Вместо располагаемых на одном уровне стрингеров наружного и внутреннего бортов могут быть установлены платформы. Ширина и длина лазов в платформе не должны превышать соответственно 0,5 и 0,75 ширины двойного борта. Платформу следует подкреплять продольными ребрами жесткости или комбинацией из продольных и поперечных ребер. В пределах ближайших
