ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЁТ МЕСТНОЙ ПРОЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИ КОРПУСА СУДНА
1.
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
1
=(1/6)
L
п
L
п=21,6 С
1
=3,6
Расстояние между сплошными флорами С2
=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 Fсм2
|
Отст.от оси срав. Z м
|
Стат.момент F*Z
|
Момент инерций перен. F*Z2
|
Собственый момент J см2
*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 Fсм2
|
Отст.от оси срав. Z м
|
Стат.момент F*Z
|
Момент инерций перен. F*Z2
|
Собственый момент J см2
*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 Fсм2
|
Отст.от оси срав. Z м
|
Стат.момент F*Z
|
Момент инерций перен. F*Z2
|
Собственый момент J см2
*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
4.
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 м²
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 м²
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
ΣR = -2500,14 кН
ΣQ = 2500 кН
ΣR = -2216,1 кН
ΣQ = 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 = 0,0636м²
· 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<1/4Sдн
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 σ2
.
Прочность обеспечена по середине.
|