Элементы перекрытия. Перекрытия в составе корпуса, системы набора перекрытий

Перекрытием называется система балок, перекрытых настилом или обшивкой. Элементами перекрытия являются балки различного профиля (полосы, угольники, полособульбы, т-образные и другие профили) и стальные листы.

Рис.5.2. Профильный прокат.

1 – равнобокий угольник; 2 - неравнобокий угольник; 3 – швеллер; 4 – двутавр; 5 – углобульб; 6 – тавр; 7 – полособульб; 8 – симметричный полособульб; 9 – люковый профиль; 10 – сегментный профиль; 11 – прутковая сталь; 12 – труба.

Преобладающим типом соединений стальных конструкций в судостроении являются сварные соединения. Сварка обеспечивает равнопрочность соединения свариваемых листов, балок и других деталей (даже таких массивных как детали ахтерштевня и форштевня). Широко применяется и даёт отличные результаты при высокой производительности труда автоматическая и полуавтоматическая электросварка под слоем флюса. Достаточно широко применяется ручная сварка и полуавтоматическая сварка в среде защитных газов.

Листы свариваются между собой, образуя полотнища. Балки привариваются к полотнищам, образуя перекрытия.

Наиболее часто расположенные балки перекрытий называют балками главного направления. Балки перекрытия, сравнительно редко расположенные и перпендикулярные балкам главного направления, называют перекрестными связями. Перекрестные связи поддерживают балки главного направления, поэтому они выше и через них проходят балки главного направления.

В зависимости от положения в корпусе судна разли-чают перекрытия: палубы, бортов, днища, переборок. Перекрытия на судне взаимонесущие, так как опираются друг на друга. В зависимости от ориентации основных балок различают систему набора судовых перекрытий. Если на перекрытии основные балки, т.н.балки«главного направления» расположены вдоль судна, то такое перекрытие апроектировано по продольной систе-ме набора. Если балки главного направления идут поперек судна, то это перекрытие - по поперечной системе набора. Говорить о системе набора перекрытий поперечных переборок нет смысла. При вертикальном расположении балок главного направления на поперечных переборках - переборки с (вертикальными) стойками, а при горизонтальном - с горизонтальными ребрами жесткости. В некоторых случаях расстояние между взаимно перпендикулярными балками перекрытия может быть примерно равным. В этом случае говорят, что перекрытие имеет клетчатую систему набора (например: двойное дно в районе МО...).

Система набора судна

Если все перекрытия корпуса судна имеют поперечную систему набора, то и корпус судна следует считать спроектированным по поперечной системе набора (рис.5.6).

Если все перекрытия корпуса в средней части имеют продольную систему набора, то и корпус судна имеет продольную систему набора (рис. 5.7.).

Рис.5.8. Поперечный разрез сухогрузного судна при смешанной системе набора .

1 – планширь; 2 – стойка фальшборта; 3 – полоса ватервейса; 4 – бимс рамный; 5 – настил палубы; 6 – карлингс; 7 – продольная подпалубная балка; 8 – комингс люка; 9 – пиллерс; 10 – бимс концевой; 11 – стойка переборки; 12 – переборка непроницаемая; 13 – настил второго дна; 14 – киль вертикальный; 15 – киль горизонтальный; 16 – стрингер днищевой; 17 – обшивка наружная днищевая; 18 – флор; 19 – лист крайний междудонный; 20 – киль скуловой; 21 – пояс обшивки скуловой; 22 – шпангоут трюмный; 23 – бимс второй палубы; 24 – обшивка наружная; 25 – шпангоут твиндечный; 26 – кница бимсовая; 27 – ширстрек; 28 – угольник стрингерный; 29 – фальшборт.

Поперечная система набора имеет ряд преимуществ: мощные балки – перекрестные связи не загромождают грузовые и другие помещения, борт при поперечной системе набора лучше воспринимает нагрузку от контактов с причалом и льдами, так как воспринимаются усилия большим количеством балок.

Поперечная система набора более технологична при постройке судна, так как балки сравнительно короткие и упрощена их установка. В то же время при поперечной системе набора требуется больше металла для обеспечения общей прочности судна при длине его более 100м. Поэтому суда длиной от 100м до 170 выполняют по смешанной системе набора. При этой системе набора наиболее полно участвуют в общем изгибе не только листы палубы и днища, но и большое количество балок главного направления палубы и днища, расположенных вдоль судна; при этом также увеличивается устойчивость листов палубы и днища при сжатии.

При длине судна более 170м все перекрытия (кроме оконечностей) делают по продольной системе набора. Продольная система загромождает грузовые помещения мощными балками, сложна технологически (продольные балки главного направления необходимо протягивать через переборки и поперечные связи вдоль всего судна), но обеспечивает уменьшение веса корпуса для судов длиной более 170м. Поэтому и применяют эту систему на судах большой длины.

Системы набора двойного дна

При поперечной системе набора двойного дна балками главного направления являются флоры, устанавливаемые на каждом шпангоуте. Перекрестными связями являются: вертикальный киль и стрингеры (рис.5.10.а).

При продольной системе набора двойного дна балками главного направления являются продольные ребра жесткости (балки) днища и второго дна, а перекрестными связями – флоры, которые устанавливаются через три –четыре шпации (рис.5.10.б).

Рис. 5.10. Конструкция днищевого перекрытия с двойным дном: а – поперечная система набора; б – продольная система набора.

1 – днищевая обшивка; 2 – ребро жесткости флора; 3 – флор сплошной; 4 – вертикальный киль; 5 – горизонтальный киль; 6 – стрингер днищевой проницаемый; 7 – настил второго дна; 8 – флор непроницаемый; 9 – скуловая кница; 10 – крайний междудонный лист; 11 – продольная балка второго дна; 12 – продольная днищевая балка.

Виды флоров

Флоры устанавливаются на каждом шпангоуте при поперечной системе набора, а при продольной системе набора днища – флоры устанавливаются через 3-4 шпации. Водонепроницаемые флоры, вертикальный киль и стрингеры служат для образования отдельных цистерн в двойном дне. В случае отсутствия повышенных нагрузок на двойное дно припоперечной системе набора, в средней части судна сплошные флоры могут устанавливаться через 2 – 4 шпации, в промежутке между ними устанавливаются бракетные или облегченные флоры. (Сплошные флоры вырезаны из цельного листа и могут иметь лазы (вырезы) и отверстия для протока жидкостей и воздуха (шпигаты или устаревший термин голубницы) .

Рис. 5.11. Виды флоров: а – сплошной проницаемый; б – непроницаемый; в – бракетный флор; г – облегченный флор.

1 – сплошной флор; 2 – ребра жесткости; 3 – непроницаемый флор; 4 – бракета; 5 – верхняя балка; 6 – нижняя балка.

Системы набора борта

При поперечной системе набора балками главного направления являются шпангоуты, а перекрестными связями – бортовые стрингеры. (рис.5.12.а)

Расстояние между шпангоутами называется шпацией.

При продольной системе набора балками главного направления являются продольные бортовые балки, а перекрестными связями – рамные шпангоуты (рис. 5.12.б)

Рис.5.12. Бортовые перекрытия: а – попереч-ная система набора; б – продольная система набора.

1 – обшивка борта; 2 – шпангоут; 3 – бортовой стрингер; 4 – рамный шпангоут; 5 – бортовая продольная балка; 6 – палуба.

Системы набора палубы

При поперечной системе набора балками главного направления являются бимсы, а перекрестными связями – карлингсы. (рис.5.13.а, 5.14, 5.15).

При продольной системе набора балками главного направления являются продольные подпалубные балки, а перекрестными связями – рамные бимсы (рис.5.14.б)

Рис.5.13. Конструк-тивные схемы палубного набора: а – при попереч-ной системе; б – при про-дольной системе.

1 – поперечная переборка; 2 – борт; 3 – карлингс; 4 – концевой люковый бимс; 5 – полубимс; 6 – продольная подпалубная балка; 7 – пиллерс.

Рис.5.14. Конструктивные элементы палубного перекрытия.

1 – бимс; 2 – карлингс; 3 – палубный настил; 4 – бимсовая кница; 5 – пиллерс.

Рис.5.15. Набор в районе грузового люка (схема и вид изнутри грузового трюма).

1 – настил палубный; 2 – полубимс; 3 – продольный комингс; 4 – поперечный комингс; 5 – продольная полупереборка; 6 – бимс концевой.