RU2463197C1 - Бортовое перекрытие - Google Patents
Бортовое перекрытие Download PDFInfo
- Publication number
- RU2463197C1 RU2463197C1 RU2011118911/11A RU2011118911A RU2463197C1 RU 2463197 C1 RU2463197 C1 RU 2463197C1 RU 2011118911/11 A RU2011118911/11 A RU 2011118911/11A RU 2011118911 A RU2011118911 A RU 2011118911A RU 2463197 C1 RU2463197 C1 RU 2463197C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- outer skin
- frames
- guy
- plate
- skin plate
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Rod-Shaped Construction Members (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано при постройке и ремонте бортовых конструкций корпусов судов. Бортовое перекрытие содержит пластины наружной обшивки, подкрепленные шпангоутами и стрингерами. С внутренней стороны перекрытия параллельно шпангоутам в середине пролета каждой пластины наружной обшивки устанавливается упругая опора. Опора состоит из бруса и полосы, прикрепленной к основаниям смежных шпангоутов оттяжками. Пластина наружной обшивки поддерживается в середине пролета реакцией, распределенной по линии. Технический результат заключается в снижении трудоемкости изготовления и металлоемкости бортового перекрытия. 3 ил.
Description
Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано при постройке и ремонте бортовых конструкций корпусов судов.
Известно бортовое перекрытие судна, содержащее пластины наружной обшивки, шпангоуты и стрингеры (Барабанов Н.В. Конструкция корпуса морских судов. Л., Судостроение, 1981. - 552 с., с.42-43, рисунок 8 «г»).
Конструкция этого перекрытия обладает существенным недостатком, заключающимся в том, что при воздействии локальных интенсивных нагрузок, действующий на борта судов в процессе их эксплуатации в ледовых условиях, интенсивно деформируются пластины наружной обшивки борта в районе переменной ватерлинии с образованием гофров со стрелками прогиба, зачастую существенно превышающими нормативные значения. Это вызывает необходимость проведения ремонта бортовых конструкций с целью ликвидации последствий тяжелой эксплуатации судна одним из известных методов, например методом замены, методом подкреплений и т.д. Но любой из этих методов ремонта требует больших затрат трудовых и материальных ресурсов, значительно увеличивает металлоемкость судоремонтного производства, увеличивает сроки простоя судов в ремонте, что резко снижает эффективность эксплуатации судов различного назначения.
Известно бортовое перекрытие судна, подкрепленное шпангоутами и стрингерами (Авторское свидетельство №1172813, МПК В63В 3/14, В63В 59/02, опубл. 15.08.1985), включающее упругую прослойку, установленную с внутренней стороны перекрытия, опирающуюся по контуру шпации на внутреннюю полость полок шпангоутов.
К недостаткам конструкции можно отнести высокую ее материалоемкость, так как упругая прослойка опирается на внутреннюю полость полок шпангоутов, т.е. материал упругой прослойки распределен по всей шпации.
В качестве ближайшего аналога принято бортовое перекрытие судна, содержащее пластины наружной обшивки, шпангоуты и стрингеры, где для повышения несущей способности и ограничения стрелок прогибов пластин наружной обшивки бортового перекрытия при воздействии локальных интенсивных нагрузок между шпангоутами параллельно им устанавливаются дополнительные ребра жесткости, выполненные из металла высотой не менее 0.75 от высоты шпангоутов (Правила классификационных освидетельствований судов в эксплуатации // Российский Морской Регистр Судоходства. - СПб, 2010, с.312-320, рисунок 5.3.3.2).
Существенными недостатками конструкции являются:
- высокая металлоемкость, так как ребра жесткости должны иметь высоту не менее 0.75 от высоты шпангоутов;
- трудоемкость и сложность установки ребра жесткости на деформированную пластину, что обусловлено необходимостью обеспечения лекальных обводов при подкреплении поврежденной пластины.
Изобретение решает задачу снижения трудоемкости изготовления бортового перекрытия и его металлоемкости с сохранением несущей способности пластин наружной обшивки бортового перекрытия при воздействии локальных интенсивных нагрузок за счет использования силы реакции, действующей в середине пролета пластины наружной обшивки со стороны установленной упругой опоры.
Для решения поставленной задачи в известном бортовом перекрытии судна, состоящем из пластин наружной обшивки, подкрепленных шпангоутами и стрингерами, дополнительного подкрепляющего элемента, установленного в середине пролета каждой пластины наружной обшивки с ее внутренней стороны параллельно шпангоутам, предлагается подкрепляющий элемент выполнять в виде упругой опоры, состоящей из бруса высотой h и шириной d, опирающегося на полосу, связанную посредством оттяжек сечением F, установленных с интервалом b, с основаниями смежных шпангоутов, причем h, d, F, b предлагается выбирать из условия удовлетворения заданной податливости упругой опоры А согласно выражению
где А - податливость опоры, выбираемая в зависимости от требуемой степени повышения несущей способности балки- полоски пластины наружной обшивки;
h - высота бруса;
d - ширина бруса;
F - площадь поперечного сечения оттяжки;
b - расстояние между оттяжками;
Е∂ - модуль Юнга для материала бруса;
Е - модуль Юнга для материала оттяжки;
s - ширина балки-полоски пластины наружной обшивки;
f0 - начальная погибь пластины наружной обшивки;
а - поперечная шпация перекрытия.
В предлагаемом техническом решении нагрузка, воспринимаемая пластинами наружной обшивкой, передается на упругую опору, состоящую из бруса, опирающегося на полосу, и посредством оттяжек передается на смежные шпангоуты. Это приводит к тому, что пластина наружной обшивки поддерживается силами реакции, действующими в середине пролета, что существенным образом повышает несущую способность пластины наружной обшивки, так как изменение силовых факторов в средней части пролета существенным образом изменяет параметры изгиба.
На прилагаемых графических материалах изображено:
на фиг.1 - общий вид бортового перекрытия;
на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;
на фиг.3 - изменение стрелок прогиба пластин наружной обшивки при подкреплении по предлагаемой схеме для различных податливостей опоры
На графических материалах приняты следующие обозначения:
1 - пластина наружной обшивки;
2 - шпангоут;
3 - стрингер;
4 - оттяжка;
5 - полоса;
6 - брус;
f - стрелка прогиба пластины наружной обшивки;
q - интенсивность внешней нагрузки, действующей на пластину наружной обшивки;
А - коэффициент податливости опоры, роль которой выполняет брус, лежащий на полосе, поддерживаемой оттяжками.
Конструкция бортового перекрытия состоит из пластин наружной обшивки 1 с установленными на них шпангоутами 2 и стрингерами 3. С внутренней стороны установлен брус 6, опирающийся на полосу 5, прикрепленную к основаниям смежных шпангоутов при помощи оттяжек 4.
Бортовое перекрытие работает следующим образом. Внешнюю нагрузку воспринимает пластина наружной обшивки 1, в результате чего она прогибается между шпангоутами, действуя на упругую опору, состоящую из бруса 6, опирающегося на полосу 5, с которой нагрузка посредством оттяжек 4 передается на основания смежных шпангоутов 2. Таким образом, пластина наружной обшивки при действии внешней нагрузки поддерживается реакцией, распределенной по линии и приложенной в середине пролета, что способствует существенному повышению несущей способности пластины. Меняя параметры подкрепляющих элементов (площадь сечения оттяжек, расстояние между оттяжками, сечение бруса, материал бруса) можно изменять податливость опор в широком диапазоне и тем самым добиться ограничения роста стрелок прогибов пластин на требуемом уровне. Для выбора размеров подкрепляющих элементов строится зависимость сила - прогиб для неподкрепленной пластины, а также для пластины, в середине пролета которой установлена упругая опора, при этом ее податливость варьируется. В зависимости от того, на какую величину требуется уменьшить прогибы пластины, выбирается податливость упругой опоры, после чего с использованием приведенной формулы определяются площадь сечения оттяжек, расстояние между ними, а также высота и ширина бруса. При подкреплении недеформированных пластин посредством установки достаточно жестких подкрепляющих элементов пролет пластины уменьшается в два раза, а это будет соответствовать уменьшению стрелок прогиба пластин в 4 раза, т.к. прогибы пластин пропорциональны квадрату поперечной шпации.
Значения параметров устанавливаемых элементов (высота бруса, ширина бруса, площадь поперечного сечения оттяжки, расстояние между оттяжками) определяются из условия обеспечения необходимой податливости упругой опоры, конструктивно реализуемой посредством указанных элементов, с использованием следующего условия:
где А - податливость опоры, выбираемая в зависимости от требуемой степени повышения несущей способности балки, - полоски пластины наружной обшивки;
h - высота бруса;
d - ширина бруса;
F - площадь поперечного сечения оттяжки;
b - расстояние между оттяжками;
E∂ - модуль Юнга для материала бруса;
Е - модуль Юнга для материала оттяжки;
s - ширина балки-полоски пластины наружной обшивки;
f0 - начальная погибь пластины наружной обшивки;
a - поперечная шпация перекрытия.
Конкретный пример выбора параметров бруса и оттяжек
Рассмотрим бортовое перекрытие с поперечной шпацией а=0.6 м, толщиной обшивки t=0.01 м, шпангоутами из полособульба №20 и расстоянием между стрингерами 1.2 м. Влияние упругой опоры в центре пролета пластины на ее несущую способность иллюстрируется фиг.3, где реактивное усилие обеспечивается упругой опорой с коэффициентами податливости , , а также представлена зависимость сила-прогиб для неподкрепленной пластины (А3=∞). Данные зависимости получены в соответствии с (Бураковский Е.П., Концедаева Ж.Г. Повышение несущей способности изношенных и поврежденных пластин при восприятии интенсивных нагрузок // Сб. науч. тр. НТО им. акад. А.Н.Крылова. - Калининград, 1989. - Вып.4. - С.40-47) в рамках гипотезы «мгновенного раскрытия пластических шарниров», однако подобные кривые могут быть построены и с использованием других методов расчета, например метода конечного элемента. Пусть необходимо повысить несущую способность пластины до уровня, соответствующего кривой при . Принимая ширину балки-полоски s=0.01 м, модули упругости Е∂=0.0075·103 МПа и Е=2·105 МПа, начальную погибь пластины f0=0.01 м, варьируя значениями h, d, F, b с использованием приведенной формулы можно получить, что податливость опоры будет обеспечена, например, при следующих значениях параметров подкрепляющих элементов:
h=0.05 м;
d=0.05 м:
F=2·10-4 м2;
b=0.6 м.
Трудоемкость установки ребер жесткости (конструкция ближайшего аналога) между стрингерами для участка перекрытия длиной 10 метров составляет около 6.3 нормо-часа, для предлагаемой конструкции около 2 нормо-часов. При отсутствии стрингеров трудоемкость изготовления конструкции ближайшего аналога существенно возрастает, что вызывает необходимость установки дополнительных продольных ребер жесткости (Правила классификационных освидетельствований судов в эксплуатации // Российский Морской Регистр Судоходства. - СПб, 2010, с.312-320, рисунок 5.3.3.2), при этом трудоемкость изготовления предлагаемой конструкции не меняется. Подкрепляющие ребра жесткости в конструкции ближайшего аналога могут быть изготовлены из полособульба №16 при шпангоутах из полособульба №20. В этом случае масса подкрепляющих ребер, приходящихся на участок бортового перекрытия длиной 10 м, составит около 280 кг. Для предлагаемой конструкции вес подкрепляющих элементов около 120 кг. Таким образом, металлоемкость конструкции снижается более чем в 2 раза по сравнению с конструкцией ближайшего аналога, а трудоемкость снижается более чем в 3 раза.
Claims (1)
- Бортовое перекрытие судна, состоящее из пластин наружной обшивки, подкрепленных шпангоутами и стрингерами, дополнительного подкрепляющего элемента, установленного в середине пролета каждой пластины наружной обшивки с ее внутренней стороны параллельно шпангоутам, отличающееся тем, что подкрепляющий элемент выполнен в виде упругой опоры, состоящей из бруса высотой h и шириной d, опирающегося на полосу, связанную посредством оттяжек сечением F, установленных с интервалом b, с основаниями смежных шпангоутов, причем h, d, F, b выбраны из условия удовлетворения заданной податливости упругой опоры А и связаны с ней следующим выражением:
где А - податливость опоры, выбираемая в зависимости от требуемой степени повышения несущей способности балки-полоски пластины наружной обшивки;
h - высота бруса;
d - ширина бруса;
F - площадь поперечного сечения оттяжки;
b - расстояние между оттяжками;
E∂ - модуль Юнга для материала бруса;
Е - модуль Юнга для материала оттяжки;
s - ширина балки-полоски пластины наружной обшивки;
f0 - начальная погибь пластины наружной обшивки;
а - поперечная шпация перекрытия.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011118911/11A RU2463197C1 (ru) | 2011-05-11 | 2011-05-11 | Бортовое перекрытие |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011118911/11A RU2463197C1 (ru) | 2011-05-11 | 2011-05-11 | Бортовое перекрытие |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2463197C1 true RU2463197C1 (ru) | 2012-10-10 |
Family
ID=47079477
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011118911/11A RU2463197C1 (ru) | 2011-05-11 | 2011-05-11 | Бортовое перекрытие |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2463197C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2672147C1 (ru) * | 2017-12-07 | 2018-11-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калининградский государственный технический университет" | Бортовое перекрытие |
RU2690784C1 (ru) * | 2018-05-18 | 2019-06-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калининградский государственный технический университет" | Бортовое перекрытие |
RU2716890C1 (ru) * | 2018-09-24 | 2020-03-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калининградский государственный технический университет" | Бортовое перекрытие |
CN110901955A (zh) * | 2019-12-06 | 2020-03-24 | 上海宇航系统工程研究所 | 框桁式结构的贮箱 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1172813A1 (ru) * | 1983-10-20 | 1985-08-15 | Калининградский технический институт рыбной промышленности и хозяйства | Бортовое перекрытие судна |
JPH0653393U (ja) * | 1993-01-07 | 1994-07-19 | 石川島播磨重工業株式会社 | 船体・海洋構造物の縦通肋骨材の補強構造 |
RU2068367C1 (ru) * | 1992-09-21 | 1996-10-27 | Анатолий Иванович Царенко | Бортовое перекрытие |
JP3071193B1 (ja) * | 1999-06-28 | 2000-07-31 | 株式会社新来島どっく | チップ船の外板構造 |
RU2382714C1 (ru) * | 2009-04-09 | 2010-02-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" | Бортовое перекрытие |
-
2011
- 2011-05-11 RU RU2011118911/11A patent/RU2463197C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1172813A1 (ru) * | 1983-10-20 | 1985-08-15 | Калининградский технический институт рыбной промышленности и хозяйства | Бортовое перекрытие судна |
RU2068367C1 (ru) * | 1992-09-21 | 1996-10-27 | Анатолий Иванович Царенко | Бортовое перекрытие |
JPH0653393U (ja) * | 1993-01-07 | 1994-07-19 | 石川島播磨重工業株式会社 | 船体・海洋構造物の縦通肋骨材の補強構造 |
JP3071193B1 (ja) * | 1999-06-28 | 2000-07-31 | 株式会社新来島どっく | チップ船の外板構造 |
RU2382714C1 (ru) * | 2009-04-09 | 2010-02-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" | Бортовое перекрытие |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2672147C1 (ru) * | 2017-12-07 | 2018-11-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калининградский государственный технический университет" | Бортовое перекрытие |
RU2690784C1 (ru) * | 2018-05-18 | 2019-06-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калининградский государственный технический университет" | Бортовое перекрытие |
RU2716890C1 (ru) * | 2018-09-24 | 2020-03-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калининградский государственный технический университет" | Бортовое перекрытие |
CN110901955A (zh) * | 2019-12-06 | 2020-03-24 | 上海宇航系统工程研究所 | 框桁式结构的贮箱 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2463197C1 (ru) | Бортовое перекрытие | |
US9238500B2 (en) | Cargo hold structure for a very large crude oil carrier | |
Shu et al. | Ultimate hull girder strength of a bulk carrier under combined global and local loads in the hogging and alternate hold loading condition using nonlinear finite element analysis | |
KR20070058213A (ko) | 콘테이너 운반선의 화물창에 설치되는 횡격벽 구조 | |
RU2382714C1 (ru) | Бортовое перекрытие | |
CN206049969U (zh) | 一种用于搁置及运输超大型船体机舱的门架 | |
Zhiyong et al. | Research on the bending efficiency of superstructure to hull girder strength of inland passenger ship | |
CN206494083U (zh) | 一种公务船的上层建筑槽型内围壁结构形式 | |
WO2019208548A1 (ja) | 洋上浮体構造物 | |
KR20130036578A (ko) | 트러스 구조가 적용된 선박의 외부 계류 터렛 시스템용 캔틸레버 | |
RU2486096C1 (ru) | Бортовое перекрытие | |
KR20140033928A (ko) | 컨테이너 운반선 및 그것의 선체 구조 | |
RU2690784C1 (ru) | Бортовое перекрытие | |
KR20140044126A (ko) | 유조선의 화물창 내 횡격벽 지지구조 | |
CN204775833U (zh) | 一种基于底部抨击加强设计的大外飘船舶 | |
RU2672147C1 (ru) | Бортовое перекрытие | |
RU2507103C1 (ru) | Бортовое перекрытие | |
RU2716890C1 (ru) | Бортовое перекрытие | |
KR20140067849A (ko) | 해양 구조물의 헬리콥터 데크 방진 설계 방법 | |
KR20130035028A (ko) | 대형 광석운반선의 이중저 늑판 구조 | |
Žiha | Tracing the ultimate longitudinal strength of a damaged ship hull girder | |
CN115610608B (zh) | 一种液货船双层底及双甲板区域变纵骨间距的设计方法 | |
RU2472665C2 (ru) | Бортовое перекрытие | |
KR20120134845A (ko) | 선박의 데크 하우스 브리지 윙 | |
CN107672750A (zh) | 一种框架式客舱底部结构 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150512 |