Матеріал з Вікіпедії – вільної енциклопедії
стійкість - здатність плавучого засобу протистояти зовнішнім силам, що викликає його крен або диферент і повертатися в стан рівноваги після закінчення впливу, що обурює. Також – розділ теорії корабля, що вивчає стійкість.
Рівновагою вважається положення з допустимими величинами кутів крену та диферента (в окремому випадку, близькими до нуля). Відхилений від нього плавзасіб прагне повернутися до рівноваги. Тобто стійкість проявляється лише тоді, коли є виведення з рівноваги.
Остійність - одна з найважливіших морехідних якостей плавучого засобу. Щодо судів використовується уточнююча характеристика стійкість судна. Запасом стійкості називається ступінь захищеності плавучого засобу від перекидання. Зовнішній вплив може бути обумовлено ударом хвилі, поривом вітру, зміною курсу тощо.
Остійливістю називається здатність судна, виведеного з положення нормальної рівноваги будь-якими зовнішніми силами, повертатися у своє початкове становище після припинення дії цих сил. До зовнішніх сил, здатних вивести судно з положення нормальної рівноваги, належать вітер, хвилі, переміщення вантажів і людей, а також відцентрові сили та моменти, що виникають при поворотах судна. Судновод зобов'язаний знати особливості свого судна та правильно оцінювати фактори, що впливають на його стійкість. Розрізняють поперечну та поздовжню стійкість.
Постійністю називається здатність судна, відхиленого від положення рівноваги, повертатися до нього після припинення дії сил, що викликали відхилення.
Нахилення судна можуть походити від дії хвиль, що набігають, через несиметричне затоплення відсіків при пробоїні, від переміщення вантажів, тиску вітру, через прийом або витрачання вантажів.
Нахилення судна в поперечній площині називають креном, а поздовжньої - диферентом. Кути, які при цьому утворюються, позначають відповідно θ і ψ.
Остійність, яку судно має при поздовжніх способах, називають поздовжньою. Вона, як правило, досить велика, і небезпека перекидання судна через ніс або корму ніколи не виникає.
Остійність судна при поперечних способах називається поперечною. Вона є найважливішою характеристикою судна, що визначає його морехідні якості.
Розрізняють початкову поперечну стійкість при малих кутах крену (до 10-15°) і стійкість при великих способах, оскільки відновлюючий момент при малих і великих кутах крену визначається різними способами.
Мета роботи. Для двопалубного суховантажного судна, верхня та нижня палуби якого завантажені рівномірним навантаженням, підібрати розміри перерізів піллерсів з умов міцності та стійкості.
8.1. Теоретичний розділ
Для зниження навантаження на основні зв'язки палубних перекриттів суховантажних суден у трюмах та машинному відділенні встановлюються піллерси, які зменшують прольоти бімсів та карлінгів, що дозволяє зменшити їх розміри.
Піллерси встановлюються на перетині бімсів і карлінгсів і виконуються з труб із різним закріпленням кінців. Розміри перерізів піллерсів повинні задовольняти умови міцності та стійкості. Навантаження на кожен піллерс визначається з умови рівномірного розподілу загального навантаження на палубне перекриття між усіма піллерсами та опорним контуром (борта, поперечні перебирання).
Геометричні характеристики перерізу піллерса визначаються за формулами:
- Площа перерізу,
- момент інерції перерізу,
де d - Зовнішній діаметр труби (піллерса),
t – товщина стінки.
Схему розподілу навантаження на палубне перекриття між піллерсами наведено на малюнку 8.1.
Коефіцієнт запасу міцності для піллерса прийняти до = 0,8. Тоді напруги, що допускаються, будуть рівні,
де - межа плинності матеріалу піллерса.
Підбір перерізу піллерса з умови стійкості здійснюється з урахуванням відступу від закону Гука у такому порядку:
1) Задатися значеннями критичної напруги в частках від межі плинності, до якого необхідно забезпечити стійкість піллерса.
2) На графіку (рисунок 7.1) за прийнятим значенням критичної напруги визначити відповідну ейлерову напругу.
3) Визначити характеризує відступ від закону Гука коефіцієнт.
4) Обчислити розрахунковий момент інерції перерізу піллерса за формулою 
,
де - Коефіцієнт, що характеризує розрахункову довжину піллерса в залежності від типу закріплення його кінців:
– для вільного спирання, обох кінців,
– для жорсткого затискання обох кінців,
- Один кінець вільно опертий, інший - жорстко защемлений.
У зв'язку з тим, що площа перерізу піллерса F невідома, завдання вирішується підбором відношення 
, в результаті якого остаточно визначається площа перерізу та момент інерції перерізу піллерса відповідно до чинних стандартів. При цьому повинні задовольнятися вимоги міцності та стійкості,
де - напруга стиснення від діючого на піллерс стискає навантаження.
а) вид на палубне перекриття; б) переріз по трюмному шпангоуту
Малюнок 8.1 – Схема розташування піллерсів у трюмі суховантажного судна
8.2. Індивідуальне розрахункове завдання
При розрахунку міцності піллерсів верхньої та нижньої палуб навантаження на палубні перекриття вважається рівномірним, при цьому щільність вантажу на нижню палубу в 2 рази вища, ніж щільність вантажу на верхню палубу.
При розрахунку стійкості піллерси розглядаються як центрально стислі стрижні за різних умов закріплення кінців. Для обліку відступу від закону Гука слід використовувати діаграму або рисунок 7.1 цих методичних вказівок. Схему розташування піллерсів і конструкцій у районі вантажних відсіків суховантажного судна наведено малюнку 9.1.
Вихідні дані до розрахунку прийняти за таблицею 9.1.
Звіт повинен містити схему розташування піллерсів у районі відсіку вантажних трюмів суховантажного 2-х палубного судна, розподіл навантажень на піллерси. Використовуючи вихідні дані, підібрати розміри перерізів пілерсів з розрахунку міцності та стійкості при дії стискаючого навантаження та висновок про їх стійкість.
Таблиця 8.1 - Вихідні дані для розрахунку піллерсів
| № | Ширина судна L, м | Довжина перекриття Lп, м | Верхній піллерс lв, м | Нижній піллерс lн, м | Межа плинності сталі, МПа | |||
| У | Н | |||||||
| Піллерс | ||||||||
| 15,0 | 11,2 | 3,0 | 5,2 | |||||
| 18,0 | 11,2 | 3,2 | 5,4 | |||||
| 21,0 | 11,2 | 3,4 | 5,6 | |||||
| 15,0 | 12,8 | 3,0 | 5,2 | |||||
| 18,0 | 12,8 | 3,2 | 5,4 | |||||
| 21,0 | 12,8 | 3,4 | 5,6 | |||||
| 15,0 | 14,0 | 3,0 | 5,2 | |||||
| 18,0 | 14,0 | 3,2 | 5,4 | |||||
| 21,0 | 14,0 | 3,4 | 5,6 | |||||
| 15,0 | 9,6 | 2,8 | 4,8 |
8.4. Контрольні питання
1) Дати визначення стійкості, ейлерової та критичної напруги.
2) Визначити основні тези методу Ейлера.
3) У випадках перевірки стійкості стрижнів враховуються відступи від закону Гука.
4) Вказати практичні методи обліку відступу від закону Гука при розрахунку стійкості стрижнів.
5) Напишіть порядок визначення розмірів перерізу стрижнів із умови стійкості з урахуванням відступів від закону Гука.
ПРАКТИЧНА РОБОТА № 9
РОЗРАХУНОК ПЛАСТИН ДНІЩОВОГО ОБШИВАННЯ КОРПУСУ СУДНА
Мета роботи: Для днищової обшивки корпусу судна при поперечній системі набору обчислити найбільший прогин, а також згинальні та повні напруги в пластині (у центрі та на довгій стороні опорного контуру).
9.1. Розрахунок пластин, що гнуться по циліндричній поверхні
9.1.1. Теоретичний розділ
При співвідношенні сторін опорного контуру вигин жорсткої пластини під дією рівномірно розподіленого навантаження (тиск на днище) можна вважати циліндричним, а розрахунок такої пластини привести до розрахунку одиничної балки-смужки. Для розрахунку балки-смужки застосовні формули балочної теорії вигину із заміною нормального модуля пружності Е на наведений модуль. Оскільки на пластини діють поздовжні зусилля від загального вигину корпусу судна, то напруги в балці-смужці можуть бути визначені за формулою складного вигину
,
де h - Товщина пластини,
- напруги від загального вигину корпусу (розтягуючі),
– згинальний момент у балці-смужці (на опорі або в середині),
- функція Бубнова, що враховує вплив поздовжніх сил на згинальний момент балки-смужки і залежить від аргументу u, рівного 
, (9.1)
a – коротка сторона пластини (довжина балки-пластини),
- Циліндрічна жорсткість,
- коефіцієнт Пуассона.
Пластина вважається жорстко защемленою на опорному контурі. Моменти у балці-смужці рівні на опорі 
, у середині прольоту
, (9.2)
де р- Тиск на обшивку днища судна при осаді d (див. таблицю 9.1).
Функції прийняти за таблицею 6.3 Довідника
9.1.2. Індивідуальне розрахункове завдання
Вихідні дані прийняти за таблицею 9.1.
Таблиця 9.1 - Вихідні дані
| № вар. | , м | , м | , м | , м | , МПа |
| 0,70 | 2,00 | 0,011 | 7,5 | ||
| 0,70 | 1,90 | 0,011 | 8,0 | ||
| 0,80 | 2,40 | 0,012 | 7,5 | ||
| 0,80 | 2,20 | 0,012 | 8,0 | ||
| 0,80 | 2,00 | 0,012 | 8,5 |
9.2. Перевірка міцності пластин із використанням довідкових даних
9.2.1. Теоретичний розділ
До жорстких пластин відносяться пластини з відношенням сторін b 60, де b - менший розмір контуру пластини, h - товщина пластини.
Рішення твердих пластин, отримані методом М. Леві, наведено до табличної форми.
Стрілка прогину, м, у центрі пластини визначається за формулою
. (9.3)
Погонні згинальні моменти визначені в центрі пластини та на опорному контурі за формулами
. (9.4)
де , - Довга і коротка сторона опорного контуру пластин, м.;
- Коефіцієнти визначаються по таблиці в залежності від закріплення пластини на опорному контурі і відношення сторін опорного контуру;
- Тиск на пластину (в центрі), МПа;
- Модуль пружності, МПа.
Згинальні напруги в пластині визначаються за формулою
9.2.2. Індивідуальне розрахункове завдання
1) Визначити тип пластини.
2) Обчислити за наведеним вище методом згинальні моменти і напруги, а так само максимальний прогин у центрі пластини днища при осаді судна d.
Звіт повинен містити розрахунок міцності пластин методом розрахунку пластин кінцевої жорсткості; з визначенням згинальних моментів і сил, що перерізують, а також найбільших значень стрілки прогину і напруг.
9.3. Контрольні питання
1) Дайте визначення пластин, поясніть класифікацію пластин за жорсткістю та відношенню сторін опорного контуру.
2) У чому суть розрахунку платин кінцевої твердості.
3) Назвіть класифікацію пластин жорсткості.
4) Назвіть класифікацію пластин щодо сторін опорного контуру.
5) Опишіть метод розв'язання жорстких пластин.
ПРАКТИЧНА РОБОТА № 10
ВИЧИСЛЕННЯ ВИГНУЮЧИХ МОМЕНТІВ І ПЕРЕРЕЗИВАЮЧИХ СИЛ ПРИ ЗАГАЛЬНОМ ВИГИБУ СУДНА.
РОЗПОДІЛ МАС СУДНА ЗА ТЕОРЕТИЧНИМИ ОТСЕКАМИ.
Мета роботи
Розподілити маси судна за теоретичними відсіками для визначення інтенсивності навантаження при загальному вигині судна.
10.1. Теоретичний розділ
Корпус судна є коробчастою балкою поперечного перерізу, що знаходиться під дією мас і сил підтримки.
Щоб визначити величини згинальних моментів і сил, що перерізують, необхідно побудувати епюру навантаження, яка виходить алгебраїчним підсумовуванням мас і сил підтримки води в кожному перерізі корпусу судна. Дослідження показали, що доцільно і достатньо розбити довжину судна на 20 рівновеликих відсіків (теоретичних шпацій), у межах кожного з яких розподілені маси рівномірно. Правила розподілу мас по відсіках наведені у .
За результатами розрахунку слід побудувати ступінчасту криву мас, що становлять водотоннажність, за довжиною судна.
10.2. Індивідуальне розрахункове завдання
Для архітектурно-конструктивного типу (АКТ) судна, розробленого в курсовому проекті з дисципліни "Конструкція суден та плавучих споруд":
а) розбити корпус судна на відсіки відповідно до вимог Правил Реєстру, а також на 20 рівновеликих відсіків;
б) розподілити маси металевого корпусу як трапеції;
в) розподілити основні статті навантаження за теоретичними відсіками з урахуванням районів їх розташування за довжиною судна;
г) провести підсумовування у табличній формі всіх статей навантаження за теоретичними відсіками та визначити положення по довжині їхнього центру тяжкості;
д) за сумарними даними побудувати ступінчасту криву мас.
Звіт повинен містити вихідні дані, короткий опис методу розподілу мас, розбивку мас за теоретичними відсіками у табличній формі, а також схему відсіків судна та ступінчасту криву мас на форматі А-4.
10.4. Контрольні питання
1) Назвіть основні статті навантаження мас судна та опишіть характер їх розподілу за довжиною.
3) Опишіть спосіб розбивки мас корпусу за правилом трапецій.
4) Опишіть правила розбиття статей навантаження мас за довжиною судна.
ПРАКТИЧНА РОБОТА № 11
Набивати- Натягувати снасть втугу, вибирати слабину.
Набір судна- основа, скелет корпусу, що складається з поздовжніх та поперечних зв'язків, що надають йому необхідної міцності та жорсткості.
Навітряна сторона- та сторона судна (причалу тощо), якою воно звернене до вітру.
Навігація- наука про керування судном у морі.
Надбудова- закрите приміщення, що виступає вище палуби і тягнеться від борту до борту. Якщо між поздовжніми стінками приміщення та бортами залишається прохід, це – рубка.
Непотоплюваність- властивість судна залишатися на плаву у разі отримання пробоїни, заливання хвилею або перекидання.
НОК- Зовнішній, зовнішній кінець будь-якого горизонтального або похилого рангоутного дерева.
Нок-бензельний кут- Сугол вітрила, що кріпиться до нока гафеля або рею.
Ніс- Передня частина судна.
Про
Обводи- форма, зовнішні обриси корпусу судна, насамперед - його підводної частини.
Обмір- Вимір розмірів корпусу та парусного озброєння яхти з метою визначити відповідність їх правилам класифікації та спорудження даного класу.
Обшивка- водонепроникна оболонка судна.
Обух (обушок)- Болт з кільцем.
Оверштаг- Поворот яхти, при якому вона перетинає лінію вітру носом.
Вогонь- петля, що заплітається на кінці (або в середині) снасті.
Ковки- Різного роду металеві деталі, що закріплюються на дерев'яному рангоуті для приєднання такелажу.
Опад- відстань нижньої точки судна від поверхні води.
Стійкість- здатність судна протистояти силам, що кренять, і після припинення їх дії повертатися в пряме положення.
Віддати снасть- Зняти її зі стопора, качки або кнехта і вільно відпустити.
Оснащення- Сукупність всіх тросів стоячого і бігучого такелажу.
Основна лінія (ОЛ)- Лінія теоретичного креслення судна, що проходить через нижню точку кіля паралельно площині ватерлінії. Зазвичай від ОЛ (чи площині ОП) ведеться відлік координат деталей корпусу за висотою.
Відтяжка- снасть, що служить для відтягування убік, у певному напрямку, деталі рангоуту або вітрила (напр., на «Оптимисті» - відтяжка гіка).
П
Паз- Поздовжнє з'єднання поясів обшивки, щілина між дошками обшивки або палуби.
Пайол- Настил із щільно підігнаних дерев'яних щитів, що закриває трюм.
Пал- Чавунна тумба, врита в землю, або кілька паль, вбитих у ґрунт, за які кріплять швартові.
Палуба- Закриття корпусу зверху, герметичний настил.
Перебірка- Вертикальна перегородка на судні, що розділяє внутрішні приміщення на відсіки або каюти.
Перо керма- Плоска робоча частина керма.
Піллерс- Вертикальна стійка, що підтримує бімс.
Плавник- Пластина, що закріплюється на днищі, що служить для підвищення стійкості на курсі. П. називається і кіль яхти, якщо він робиться у вигляді окремої крилоподібної деталі, що закріплюється до корпусу.
Плаз- рівна площадка (підлога, щит), де викреслюється в натуральну величину теоретичний креслення корпусу та обриси його окремих деталей. Існує також вітрильний П., на якому розмічають та змітують вітрила.
Планшир- Дошка або брус, що накриває вільну кромку борту безпалубного човна або верхню кромку фальшборту.
Загинь бімсів- поперечний вигин, кривизна, похилість палуби.
Погон- металевий прут, рейка, яким блок будь-якої снасті (наприклад, гика-шкота) вільно переходить з одного положення в інше, з борту на борт.
Підвітряна сторона- Сторона, протилежна навітряної, захищена від вітру.
Підволок- стеля, внутрішня поверхня палубного настилу, дахи рубки.
Підзор- кормове звисання, що нависає над водою кормова частина судна.
Підлегарс- поздовжній зв'язок набору корпусу шлюпки, що проходить бортами, на яку спираються банки.
Подуключина- Гніздо для уключини.
Напівширота- Проекція теоретичного креслення корпусу судна - вид зверху на праву половину корпусу.
Поцькувати- трохи послабити натяг снасті.
Пояс (пояся)- Дошка обшивки, що тягнеться від носа до корми судна (може бути складеним по довжині).
Привальний брус- потужний дерев'яний брус, закріплений на борту зовні для захисту корпусу від пошкоджень. На малих судах П.Б. називають також внутрішній брус, що з'єднує верхні кінці всіх шпангоутів і розташований усередині корпусу.
Привести судно до вітру- взяти курс ближче до лінії вітру, крутіше.
Накреслити- підігнати будь-яку деталь корпусу або обладнання точно з обведення корпусу.
Проа- двокорпусне судно, що складається з основного корпусу та аутригера - поплавка меншого об'єму, що закріплюється на поперечних балках з одного з бортів основного корпусу.
Протест- форма заяви до суддівської колегії вітрильних змагань на неправильні дії суперника, що суперечать правилам перегонів.
Пасмо- складова частина троса, звита з кількох каболок.
Пузо- опуклість вітрила, що сприятливо впливає на величину рушійної сили.
Пяртнерс- отвір у палубі, банку, для проходу щогли.
П'ятка- Внутрішній, звернений до щогли кінець гіка, гафеля; нижній кінець балера керма.
Р
Розбивка- Викреслення теоретичного креслення на плазі в натуральну величину.
Розвал борту- нахил верхньої частини бортів у зовнішню (від ДП) сторону.
Рангоут- загальна назва всіх щогл, реїв та ін. дерев на судні, що служать для постановки вітрил.
Орне весло- весло без потовщення (валька) для веслування однією рукою.
Рейок- рангоутне держак для розтягування по ньому шкаторини вітрила, якщо він не забезпечений гіком або гафелем.
Релінг- жорстка огорожа палуби в носі та кормі, зроблена з труб.
Рея (рей)- рангоутне дерево, що підвішується за середину до щогли для розтягування по ньому шкаторини прямого вітрила.
Рифи взяти- зменшити площу вітрила при посиленні вітру. Нижню частину вітрила скочують і підв'язують до гіка короткими зав'язками - риф-штертам або пришнуровують риф-сезнем. На малих яхтах застосовують різні патент-рифи – пристрої для навертання вітрила на гік.
Рульовий- Член екіпажу, що знаходиться на вахті біля штурвала, на румпелі. Яхтсмени, які склали іспити за спеціальною програмою і мають певний стаж плавання під вітрилами, отримують дипломи кермового 2-го та 1-го класу, що дають право на самостійне керування яхтами з парусністю відповідно до 30 та 60 м 2 з обмеженням району плавання.
Румпель- важіль, за допомогою якого повертають перо керма.
Рундук- ящик з верхньою кришкою, який служить для зберігання особистих речей або постачання на судні.
Рибіна- 1. Дерев'яні щити з рейок або окремі дошки, які укладаються на дно шлюпки для запобігання обшивці. - 2. Лінія теоретичного креслення, звана також діагоналлю.
Рим- металеве кільце, одягнене в обух.
Ризикати- тимчасово та незначно ухилятися від курсу через погане управління, під дією ударів хвиль, внаслідок ризику самого судна – поганої стійкості на курсі.
З
Сегарс- кільця, що ковзають по щоглі, до яких прив'язується передня шкаторина косого вітрила.
Сідлуватість- Поздовжня кривизна палуби (лінії борту), що піднімається вгору в носі і (менше) в кормі.
Серп- Випукла частина шкаторини вітрила.
Вилиця- Випукла частина корпусу в місці переходу днища в борт; район переходу (у плані) середньої частини до країв.
Слаблень- Тросик, яким вітрило пришнуровують до щогли, гіку або рейку.
Слань- Див. Пайол.
Сліп- похилий майданчик для спуску суден на воду; іноді постачається рейками та візками.
Спінакер- Великий парашут, що нагадує, опуклий вітрило, який ставиться тільки на попутних курсах.
Сорлінь- трос для підйому підйомної частини пера руля або кріплення його до корпусу судна (для страховки).
Стаксель- Косе трикутне вітрило, що ставиться перед щоглою.
Старниця- потужна книця, що з'єднує кіль із ахтерштевнем (транцем).
Стапель- основа, на якій здійснюється складання корпусу судна.
Степс- Гніздо на кілі, в яке щогла вставляється своїм нижнім кінцем - шпором.
Стоячий такелаж- Сукупність тросів, які розкріплюють щогли в потрібному положенні.
Стрінгер- поздовжній брус, деталь набору корпусу, що проходить днищем і бортами. По вилиці ставиться вилицьовий С.
Конструкція днища без подвійного дна застосовується на невеликих транспортних суднах, і навіть на суднах допоміжного і промислового флоту. Поперечними зв'язками в цьому випадку є флори – сталеві листи, нижня кромка яких приварена до днищової обшивки, а до верхньої кромки приварена сталева смуга. Флори йдуть від борту до борту, де вони з'єднуються зі шпангоутами вилиць.
Поздовжніми зв'язками днищового набору на суднах без подвійного дна є брусковий і вертикальний кілі, а також стрінгери днища.
Брусковий кіль є сталевим брусом прямокутного перерізу, який зварюванням з'єднаний з вертикальним кілем, а з днищовою обшивкою — або зварюванням, або заклепками. Інший вид брускового кіля – три сталеві смуги, одна з яких (середня) має значно більшу ширину і є вертикальним кілем.
Вертикальний кіль виконується із сталевого листа, поставленого на ребро і що йде безперервно по всій довжині судна. Нижньою кромкою вертикальний кіль з'єднаний з брусковим кілем, а по верхній кромці приварена смуга.
Днищові стрінгери також виконуються із сталевих листів, але на відміну від вертикального кіля ці листи розрізаються на кожному флорі. Нижньою кромкою листи стрінгерів днища з'єднуються з днищової обшивкою, а по їх верхній кромці приварюється сталева смуга.
Дніщовий набір на суднах з подвійним дном (рис. 2). Усі суховантажні судна довжиною понад 61 м мають подвійне дно, яке утворюється між днищовою обшивкою та сталевим настилом другого дна, що накладається поверх днищового набору. Висота подвійного дна не менше 0,7 м, а на великих суднах 1 -1,2 м. Така висота дозволяє проводити роботи на подвійному дні при будівництві судна, а також при очищенні та фарбуванні відсіків подвійного дна в період експлуатації.
Поперечними зв'язками днищового набору на суднах з подвійним дном є флори, які бувають трьох типів:
- Суцільні;
- Водонепроникні;
- Відкриті (бракетні полегшені).
Суцільний флор складається із сталевого листа, поставленого на ребро. Нижньою кромкою флор з'єднаний обшивкою днища, а верхньої — з настилом другого дна. У суцільній флорі є великі овальні вирізи - лази, що забезпечують сполучення між окремими осередками подвійного дна. Крім великих вирізів, у листі суцільного флора у днищової обшивки та біля настилу другого дна робиться кілька невеликих вирізів — голубниць для проходу води та повітря.
Водонепроникний флор консруктивно нічим не відрізняється від суцільного, але він не має жодних вирізів.
Бракетний (відкритий) флор не має суцільного листа, а складається з двох балок профільної сталі нижньої, що йде по днищевій обшивці, і верхньої, яка йде під настилом другого дна. Верхня та нижня балки з'єднані між собою прямокутними обрізками листової сталі – бракетами.
Мал. 1 Дніщовий набір на суднах без подвійного дна: 1 - брусковий кіль; 2 - вертикальний кіль; 3 - горизонтальна смуга вертикального кіля; 4 - флор; 5 - верхня смуга флора; 6 - лист днищового стрінгера; 7 - смуга днищового стрінгера; 8 - книця; 9 - шпангоут
Поздовжніми зв'язками днищового набору на суднах з подвійним дном є вертикальний кіль, крайні міждонні листи та стрінгери днища.
Вертикальний кіль - лист, поставлений на ребро і що йде в діаметральній площині безперервно по всій довжині судна. Він виконується водонепроникним і поділяє подвійне дно на відсіки лівого та правого бортів. Замість вертикального кіля може встановлюватися тунельний кіль, який складається з двох листів, що йдуть паралельно до діаметральної площини на відстані 1 — 1,5 м один від одного.
З бортів міждонний простір обмежується міждонними листами (вилицьовими стрінгери), що йдуть по всій довжині подвійного дна безперервно і не мають жодних вирізів. Нижня кромка міждонного листа з'єднана із зовнішньою обшивкою, а верхньою — з настилом другого дна. Крайні міждонні листи зазвичай встановлюють похило, у результаті в трюмі по бортах утворюються лляла, у яких збирається трюмна вода.
Днищові стрінгери є вертикальними листами, що встановлюються по обидва боки від вертикального кіля. Їх розрізають кожному суцільному флорі, а проходу нижньої і верхньої балок бракетного флора у листі стрингера роблять вирізи відповідних розмірів.
Мал. 2 Дніщовий набір на суднах з подвійним дном: 1 - настил другого дна; 2 - водонепроникний флор; 3 - бракетний (відкритий) флор; 4 - суцільний флор; 5 - вертикальний кіль; 6 - днищовий стрінгер; 7 - крайній муждудонний лист (вилицевий стрінгер)
Поперечними зв'язками бортового набору є шпангоути. Розрізняють шпангоути прості та рамні. Звичайні шпангоути виконують із профільної сталі (нерівно-поличний куточок, углобульб, швелер та півособульб). Рамний шпангоут є нешироким сталевим листом. Цей лист зварним швом з'єднується з бортовою обшивкою, а його вільною кромкою приварюється сталева смуга.
Рамні шпангоути мають підвищену міцність і тому встановлюють їх, чергуючи зі звичайними, на суднах льодового плавання. Але установка рамних шпангоутів не завжди доцільна, тому що вони захаращують приміщення. Тому на суднах, що не мають льодових підкріплень, рамні шпангоути встановлюють лише в машинному відділенні, а в носовому трюмі, де потрібна підвищена міцність, встановлюють звичайні шпангоути збільшеного профілю - посилені або проміжні шпангоути.
Мал. 3 Бортовий набір: 1 - рамний шпангоут; 2 - прості шпангоути; 3 - бортовий стрінгер; 4 - зовнішня обшивка; 5 - ромбоподібна накладка
Нижній кінець шпангоуту кріплять до крайнього муждудонного листа вилицею, яку однією кромкою приварюють до зовнішньої обшивки, а другий - до міждонного листа. По вільній кромці вилиці відгинають фланець.
Поздовжніми зв'язками бортового набору є бортові стрінгери. Вони складаються із сталевого листа, по вільній кромці якого приварюється сталева смуга. Інший кромкою листок бортового стрінгера кріплять до бортової обшивки. Для проходу шпангоутів у аркуші стрінгера роблять вирізи. На рамних шпангоутах та поперечних перебираннях бортові стрінгери розрізають.
Поперечними зв'язками підпалубного набору є бімси, які йдуть безперервно від одного борту до іншого, де бімсовими книжками з'єднуються зі шпангоутами. У тих місцях, де в палубі є великі вирізи (вантажні люки, машинно-котельні шахти та ін.), Бімси розрізають, і вони йдуть від борту до вирізу. Розрізані бімси називають полубімсами. Полубімси біля борту з'єднують зі шпангоутами, а у вирізу - з поздовжнім комінгсом люка або шахти.
Бімси і напівбімси виготовляють із профільної сталі (нерівнополочні куточки, швелери, углобульби, півособульби). По кінцях вантажних люків, а також у місцях розташування палубних механізмів іноді встановлюють рамні бімси, які являють собою таврову балку, що складається зі сталевого листа, вільною кромкою якого приварена сталева смуга.
Мал. 4 Підпалубний набір: 1 - палубний настил; 2 - бімси; 3 - карлінгс; 4 - піллерс; 5 - бімсові книці; 6 - шпангоути; 7 - бортова обшивка
Для зменшення прольоту бімсів встановлюють подовжні підпалубні балки – карлінги, які створюють додаткові опори для бімсів. Число карлінгсів залежить від ширини судна і зазвичай не перевищує трьох. Карлінгс має таку саму конструкцію, як і бортовий стрінгер. Він також складається із сталевого листа, який однією кромкою з'єднаний зварним швом з настилом палуби, а до його вільної кромки приварена сталева смуга. Для проходу бімсів у листі рамного карлінгу роблять вирізи.
Проміжними опорами для карлінгсів є піллерси - вертикальні стійки трубчасті. Верхній кінець піллерса з'єднаний з карлінгсом, а нижній - спирається на підлогу нижньої палуби або другого дна. Щоб піллерси менше захаращували трюм, їх встановлюють лише кутами вантажного люка. На нових суднах піллерси зазвичай не встановлюють, а жорсткість палуби забезпечують підвищену міцність карлінгсів.
Поздовжня система набору
Характеризується наявністю великої кількості поздовжніх балок, що йдуть дном, бортами і під палубою. Ці балки виконують із профільної сталі та встановлюють на відстані 750-900 мм один від одного. При такому числі балок легко забезпечити загальну поздовжню міцність судна, оскільки, з одного боку, балки беруть участь у загальному вигині судна, а з іншого – підвищують стійкість тонких листів обшивки та палубного настилу.
Поперечну міцність за такої системи набору забезпечують широко розставлені рамні шпангоути і поставлені поперечні перебірки.
Рамні шпангоути, що йдуть по бортах, днищу (днищовий рамний шпангоут або флор) і під палубою (рамний бімс), встановлюють через 3-4 м. Рамний шпангоут виготовляють із сталевого листа шириною 500-1000 мм. Одну його крайку приварюють до зовнішньої обшивки, а по іншій приварюють сталеву смугу. Для проходу поздовжніх балок
у листі рамного шпангоуту роблять вирізи.Мал. 5 Системи набору: а - поздовжня; б - комбінована, 1 - рамний шпангоут; 2 - книці; 3 - поперечна перебирання; 4 - стійки перебирання; 5 - зовнішня обшивка; 6 - поздовжні балки; 7 - шпангоути; 8 - виличні книці; 9 - днищовий рамний шпангоут (флор); 10 - днищовий флор; 11 - поперечна перебирання
Поперечні перебирання на суднах поздовжньої системи повинні встановлюватися частіше, ніж при поперечній системі, оскільки широко розставлені рамні шпангоути не забезпечують достатньої поперечної міцності судна.
На поперечних перебираннях поздовжні балки розрізають і їх кінці кріплять до перебирання великими кницями. Іноді поздовжні балки пропускають через перебирання, а задля забезпечення непроникності місця проходу — обварюють.
Поздовжня система набору застосовується лише у середній частині довжини судна, де за загальному згині виникають найбільші зусилля. Краї на суднах поздовжньої системи виконують по поперечній системі, тому що тут можуть діяти додаткові поперечні навантаження.
Поздовжня система набору має такі переваги:
- Простіше в порівнянні з поперечною системою забезпечення загальної міцності, що дуже важливо для великих суден, що мають велику довжину і порівняно малу висоту борту;
- Зменшення маси корпусу на 5-7% при однаковій із поперечною системою міцності;
- Простіша технологія будівництва, так як балки поздовжнього набору в основному прямолінійної форми і не потребують попередньої обробки.
Водночас ця система має низку недоліків:
- Захаращення суднових приміщень рамним набором і великою кількістю книжок;
- Обмеження довжини трюмів є частою постановкою поперечних перебірок, що ускладнює вантажні операції.
З цих причин поздовжня система набору на суховантажних суднах майже не застосовується. Але її широко використовують на нафтоналивних судах, де ці недоліки немає істотного значення. Нафтоналивні судна, набрані за поздовжньою системою, мають у районі вантажних танків одну або дві поздовжні перебирання, які також виконуються за поздовжньою системою.
Комбінована система набору
При згинанні судна найбільш напруженими будуть поздовжні зв'язки палуби та днища. Поздовжні зв'язки бортів напружені меншою мірою. Тому встановлювати поздовжні балки по бортах нераціонально, оскільки вони незначно впливають на загальну міцність судна. Доцільніше по бортах мати поперечні балки і, таким чином, забезпечити поперечну міцність.
Виходячи з цього акад. Ю. А. Шиманський в 1908 р. запропонував комбіновану систему набору, при якій днище та палуба виконуються за поздовжньою системою, а борти – по поперечній. Така комбінація дозволяє найбільш раціонально використовувати матеріал і порівняно легко забезпечити як поздовжню, і поперечну міцність. Наявність поздовжніх балок по палубі та днищу дозволяє зберегти переваги поздовжньої системи, а наявність поперечних балок борту усуває її недоліки, тому що в цьому випадку виявляються непотрібними рамний набір та часта постановка поперечних перебірок.
Мал. 6 Мідель-шпангоут судна поперечної системи: 1 - Флор; 2 - вертикальний кіль; 3 - днищовий стрінгер; 4 - піллерс; 5 - міждонний лист (вилицевий стрінгер); 6 - вилицьова книця; 7 - трюмний шпангоут; в - бортовий стрінгер; 9 - бімсова книця; 10 - бімс нижньої палуби; 11 - шпангоут твіндека; 12 - Бімс верхньої палуби; 13 - стійка фальшборту; 14 - планшир; 15 - про дольний комінгс люка
Комбіновану систему набору застосовують як у суховантажних, і на нафтоналивних суднах. При цьому суховантажні судна виконуються з подвійним дном, набраним по поздовжній системі. У цьому випадку замість поздовжніх балок із профільної сталі по днищу і під настилом другого дна допускається встановлення додаткових стрінгерів з днищами з великими вирізами.
Зображення суднового набору на суднових кресленнях
Одним із основних суднових креслень є мідель-шпангоут (рис. 6) - поперечний переріз судна. У зв'язку з тим, що конструкція набору на тому самому судні може бути неоднаковою в різних місцях, зазвичай викреслюють не один переріз, а кілька, що дозволяє дати повне уявлення про конструкцію суднового набору.
Мал. 7 Конструктивний поздовжній розріз корпусу по діаметральній площині
Іншим кресленням конструкції суднового набору є конструктивний поздовжній розріз корпусу діаметральної площини. На цьому кресленні зазвичай у вигляді схеми зображують всі зміни конструкції набору по довжині судна (рис. 7).
Крім цих основних креслень суднового набору, викреслюють багато креслень окремих вузлів конструкцій тощо.
Підпалубний набір складається з поздовжніх та поперечних балок, жорстко пов'язаних із набором бортів. Поздовжні балки називаються підпалубними стрінгерами, а поперечні балки – бімсами.
Бімси поєднуються з верхніми гілками шпангоутів. Під бімсами встановлюються вертикальні стійки. піллерси. Піллерси підтримують палуби і рівномірно розподіляють вагу на ін. зв'язку.
У місцях вирізів палуб бімси розрізаються. Кінці бімсів зміцнюються короткими поздовжніми балками. карлінгами, які своїми кінцями поєднуються з цілими бімсами.
У палубних наборах над машинними та котельними відділеннями на великих ділянках бімси не встановлюють. Задля збереження міцності крайні бімси таких ділянок роблять посиленими, тобто. складаються з кількох балок і з'єднуються з рамними шпангоутами.
= Матрос II класу (стор.41) =
При поперечній системі набору палуб балками головного напряму є бімси та напівбімси, а поздовжніми перехресними зв'язками – карлінгси. Бімси встановлюють від борту до борту на кожному шпангоуті та кріплять до бортового набору за допомогою книжок. Проміжними опорами для бімсів служать карлінгси та діаметральні напівпереборки у трюмах. Полубімси мають у своєму розпорядженні також на кожному шпангоуті в районах великих вирізів у палубах і спирають на борти і карлінгси, встановлені вздовж вирізів. Відповідно до Правил, бімси може бути нерозрізними, тобто. проходити не перериваючись через вирізи в карлінгсах, або розрізними на карлінгсах. У 1-му випадку бімси приварюють до кромок вирізів у карлінгсі, які підкріплюють вертикальними ребрами жорсткості, у 2-му випадку в місцях з'єднання бімса з карлінгсом встановлюють книці з обох боків його стінки. Полубімси також кріплять до карлінгів за допомогою книжок.
Карлінгси приварюють до поперечних перебирань і кріплять кницями до посилених стояків, які зазвичай встановлюються на перебірках.
При великій довжині вантажного трюму карлінги у прольоті підпирають піллерсами – вертикальними стійками трубчастого перерізу, які встановлюють у кутах великих вирізів. Однак піллерси створюють перешкоди при штивці вантажу в трюмах, тому карлінги спирають на рамні бімси, розташовані по кінцях люків і, в свою чергу, спираються на діаметральні напівперебірки, розташовані від поперечних перебірок до вирізів у палубі.
При поздовжній системі набору палубних перекриттів балками головного напрямку служать поздовжні підпалубні ребра жорсткості, відстань між якими приймають рівними відстанями між ребрами днища. Таке розташування поздовжніх ребер палуб і днища при вертикальних стійках поперечних перебірок забезпечує кожному ребру опору на стійці перебирання. Проміжними опорами для підпалубних ребер жорсткості служать рамні бімси, а в районах великих вирізів - рамні напівбімси. Поздовжні підпалубні балки, що проходять через вирізи в рамних бімсах, приварюють до країв вирізів, а в місцях проходу балок по стінках рамних бімсів встановлюють вертикальні ребра жорсткості. Якщо підпалубні балки розрізають на поперечних перебірках, кінці балок з'єднують з перебірками кницами. Правила рекомендують встановлювати на кожній балці 1 безперервну кницю і вварити її у відповідний проріз у листі перебирання.
Листи настилів палуб розташовують уздовж судна, що дозволяє раціонально розподіляти їх по ширині судна з урахуванням їх товщини. Найбільш товстими роблять листи палубного настилу, розташовані біля бортів судна – палубні стрінгери, які зазвичай приварюють до ширстреку впритул, або приєднують на заклепках за допомогою стрінгерного косинця. В цьому випадку заклепувальне з'єднання служить бар'єром проти поширення тріщин.
Особливість настилу палуб у районі вантажних трюмів – великі вирізи для вантажних люків, які несприятливо впливають на міцність палуб, викликаючи концентрацію напруги в їх кутах. Щоб зменшити концентрацію напруг, кути вирізів закруглюють і підкріплюють вварними листами товщиною, що дорівнює 1,35 товщини листа, що підкріплюється, але не більше 30мм. По краях великих вирізів у верхній палубі встановлюють закруглений у кутах комінгс висотою близько 600мм, який запобігає попаданню забортної води в трюми, а також служить підкріпленням вирізу, зменшуючи концентрацію напруги. Вирізи в палубах над машинно-котельними відділеннями огороджують поздовжніми та поперечними вигородками на всю висоту міжпалубного простору.
=Теорія та пристрій судна (стр.77)=