Файл: Бронский, А. И. Основы выбора конструкций корпуса судна.pdf

расположенных сверху на палубе фундаментных балок при соот­

А-А

Piic. 2. Изменение конструк­ ции набора палубного пере­ крытия па рыбомучной базе «Пятидесятилетне СССР» при

и некоторые методы устранения несовместимости. Однако во всех этих примерах можно установить и количественные закономерности

11

(величины межпалубных расстоянии в свету, свободные раз­ меры палубы в плане, значения расчетных напряжении в конст­

изменения принципиальных общесудовых решений (размерений, общего расположения), т. е. в рамках оптимального проекта судна, не ухудшая его технико-экономических показателей.

При проектировании судов и корпусных конструкций выявле­ ние необходимых исходных требований и проверка их совместимо­ сти осложняются тем, что условия эксплуатации, как правило, задаются не в явном количественном выражении, а в обобщенной форме.

Так, в задании не приводятся характер, величина и повторяе­ мость усилий, действующих на судно в целом и к а ж д у ю конструк­ цию в отдельности, а указываются общие условия эксплуатации, анализ которых позволяет получить необходимые количественные показатели с той пли иной степенью достоверности. Например, задание района плавания косвенным образом характеризует пара­ метры волнения, ледовые нагрузки, условия коррозии, температур­ ные режимы наружного воздуха и воды в течение ежегодного периода эксплуатации судна. Приведенная в задании номенклатура грузов позволяет оценить их объемно-весовые показатели и, следо­ вательно, усилия, действующие на перекрытия корпуса, требуемую температуру в трюмах, которая влияет на выбор марок материала конструкций корпуса. Большое значение имеют некоторые специ­ альные, оговоренные в задании, условия эксплуатации: швартовка в море, требующая специальных подкреплении бортовых перекры­ тий и смежных конструкций, плавание на мелководье (соответ­ ствующее подкрепление днищевых перекрытий), наличие корро- зионно-активных сред в отдельных помещениях судна, что, в свою очередь, заставляет прибегать к целому комплексу дополнительных конструктивных мероприятий. Перечень таких специальных требо­ ваний может быть продолжен, он постоянно расширяется по мере специализации флота и увеличения номенклатуры его операций.

этим она не исчерпывается. В каждом конкретном случае необхо­ димо учитывать большое число дополнительных условий, которые определяют в той или иной степени конструктивное решение. К ним относятся габаритные ограничения, условия непроницаемости или

12

герметичности помещении, технологические возможности изготов­ ления и монтажа конструкций и многое другое.

Таким образом, первый этап проектирования заключается в качественном анализе функциональных и эксплуатационных тре­ бований задания, количественной формулировке величин внешних воздействий, проверке совместимости и в необходимых случаях

вкорректировке требований задания .

II этап. Разработка вариантов проектных решений. Судно в це­ лом, его корпус и л ю б а я конструкция могут быть выполнены в раз­

принципиально возможных типов конструктивного решения при проектировании отбираются те, которые не противоречат исходным данным. В результате устанавливаются качественные характери ­ стики одного или нескольких типов проектного решения для про­ ведения дальнейшего количественного анализа . Так, при проекти­ ровании корпуса судна решаются вопросы выбора системы набора различных перекрытий (продольная, поперечная, применение гоф­ рированных конструкций), вида конструктивного оформления узлов,

переменных характеризует некоторое проектное решение в рамках выбранного конструктивного типа.

Переменными могут быть любые параметры, каким-либо обра­ зом характеризующие проектируемое сооружение и допускающие вариации своих величин. Корпусные конструкции описываются двумя группами переменных — физико-механическими константами материала (пределом текучести, ударной вязкостью и др . ), кото­ рые в заданных условиях эксплуатации целиком зависят от его марки, и геометрическими размерами конструкции (шпацией на­ бора, толщиной листов, р а з м е р а м и профилей, расстояниями между палубами или переборками и др . ) .

13

пиальной схеме выбора оптимальных решении, но требует в от­

усталостные характеристики. Выбор конкретных показателей в каж ­ дом случае определяется спецификой эксплуатационных требова­ ний, предъявляемых к конструкции.

Так, к палубам, на которых размещаются грузовые помещения, предъявляются требования достаточной прочности, и в качестве показателей поведения целесообразно принимать параметры напря­ женного состояния конструкции. Если ж е на палубе расположены неуравновешенные механизмы (дизель-генераторы, компрессоры

Простейшим примером таких уравнений могут служить зави­ симости между максимальными напряжениями и геометрическими характеристиками однопролетной свободно опертой балки при ста­ тическом поперечном изгибе:

т. е. количественное выражение эксплуатационного тре­ бования по величине воспринимаемого внешнего воз­ действия;

14

система показателей поведения а при заданной совокупности экс­ плуатационных требований Q. Однако это не означает, что любые

закономерностям или не удовлетворяют условиям нормальной без­ аварийной эксплуатации конструкции.

Такими недопустимыми или нежелательными решениями явля ­ ются случаи неустойчивости элементов или конструкции в целом, чрезмерно малые толщины (ниже минимально допустимых), повы­ шенные габариты балок (которые могут, например, препятствовать нормальному размещению груза, обслуживанию или ремонту обо­

рования допустимых пределов изменения реакции конструкции на

строительной механики — выбор допускаемых напряжений и дефор­

ее размеров. В общем же виде решения, которые не удовлетворяют предъявленным функциональным требованиям и физическим зако­

Так, в рассмотренном примере изгиба однопролетной балки очевидным является ограничение максимальных действующих на­ пряжений определенным верхним пределом, обеспечивающим заданные гарантии неразрушимости конструкции:

Во многих случаях требования совместимости конструкции корпуса с общесудовыми решениями удобнее формулировать не в виде исходных данных для проектирования корпуса, а в виде

15