Листовые конструкции корпуса судна

Плиты наружной обшивки и настила обеспечивают непроницаемость корпуса и вместе с корабельными шпангоутами способствуют прочности и жесткости корпуса. Кроме того, пластинчатые конструкции применяют в каркасных балках (перекрытиях, клиньях, балках и т д.).

При определении толщины листов учитывают два положения:

• минимальная толщина конструкции определяется условиями износа, коррозии и технологичностью. Эта величина не зависит от категории и прочностных свойств стали и определяется в основном из опыта эксплуатации (по правилам РРР);
• толщина, определяемая расчетом на прочность и устойчивость плитных конструкций в зависимости от испытываемых эксплуатационных нагрузок.

Толщина, назначаемая при проектировании плитных конструкций, должна быть больше строительной толщины, полученной расчетным путем или назначенной по правилам ОПС.

Толщины плит должны быть не менее указанных в таблице. 1 независимо от результатов расчета и качества стали.

Примечания:

1. Толщины плит, приведенные в пп. 1-8, 11-14 и 16-20, соответствуют расстоянию, равному 550 мм.
2. Если доля толщины, полученная интерполяцией, больше или равна 0,25 мм, значения толщины округляются в большую сторону, если менее 0,25 мм — в меньшую сторону. Для толщин более 6 мм допускается закругление; вниз, если фракция меньше 0,50 мм, и вверх, если фракция больше или равна 0,50 мм.
3. Грузопассажирские и грузовые суда Сухогрузные суда классов «Р» и «Л» грузоподъемностью до 600 т и осадкой до 1,2 м по согласованию с Речным Регистром допускается, обосновывается проектировщиком, для уменьшения толщины палуб на других донных и грузовых палубах судов-платформ (п. 9), если погрузка — выгрузка осуществляется кранами грузоподъемностью не более 5 т, толщина листов должна быть не менее 7 мм для судов длиной более 35 м и 6 мм для судов длиной 35 м и менее.

4. При применении специальных антикоррозионных средств для листов из высокопрочной стали указанные в таблице толщины этих листов могут быть уменьшены по отношению к соотношению

   15.3/Чистый.

При расстоянии более 550 мм толщина стяжки указывается в пп 1-8, 11-14 и 16-20 табл. 1, следует увеличивать пропорционально увеличению расстояния, а если расстояние принимается менее 550 мм, толщина листов может быть уменьшена пропорционально, но не более чем на 10 %.

Толщину днищевого покрытия и скулового пояса на судах, предназначенных для эксплуатации на мелководье, рекомендуется увеличить на 1 мм по сравнению с указанными в пп. 1-3 и 20 поражений. 1.

Изменение толщины пластин в переходных зонах должно происходить постепенно. Разница в толщине соседних листов не должна превышать 30 % толщины самого толстого из соединяемых листов или 5 мм (в зависимости от того, что меньше).

Ширина траектории подрезки для судов с высотой борта Н > 2,5 м должна быть не менее 0,2 Н, а для палубного стрингера — не менее 0,6 м.

Для судов глубиной менее 2,5 м толщину сдвигового слоя можно принять равной толщине наружного покрытия.

Толщины листов, определяемые расчетом на прочность, приведены в соответствующих разделах руководства.

Толщина листов жесткости корпусов буксиров, ледоколов и пассажирских судов класса М-СП независимо от результатов расчета и качества стали должна быть не менее приведенных в табл. 2.

Примечания:

1. Заявленные значения минимальных толщин листов подшивки соответствуют расстоянию 550 мм и должны быть скорректированы с учетом фактического расстояния;
2. Наружная обшивка, обшивка палубы и переборки Толщина обшивки верхней палубы, кроме участков, указанных в пункте 6, при расстоянии, равном 350 мм, должна приниматься не менее 5,5 мм независимо от длины судна;
3. В случае, когда длина судна не соответствует значениям, указанным в таблице, минимальные толщины листов жесткости определяют путем линейной интерполяции табличных данных.

Конструирование набора балок и их соединений

Особенности судовых балок

Судовые балки (комплекты) в основном служат для усиления судовых листовых конструкций для обеспечения их прочности, жесткости и устойчивости при минимальной металлоемкости. Количество и размещение бимсов, их высота и другие размеры зависят от выбора материала корпуса, системы шпангоутов, шпации, чередования шпангоутов и ленточных шпангоутов.

После решения всех основных задач проектирования корпусных конструкций возникает задача проектирования балок, их соединений и концов, при этом необходимо обеспечить:

• прочность и жесткость балки;
• устойчивость отдельных его элементов (поясов, стенок);
• устойчивость плоской формы изгиба;
• минимальный вес и габариты;
• технологичность (возможность резки, гибки, сварки).

Особенность корабельных бимсов в том, что они работают вместе с прикрепленным вещевым ремнем. Это необходимо учитывать при проектировании соединений балки с оболочкой. Например, на фиг. 1 показан правильный вариант, а на рис. 1, б — нерациональное соединение таврового профиля с обшивкой, так как в последнем случае момент сопротивления балки с поясом меньше.

Рис. 1 Соединение Т-образного профиля с обшивкой:
а — правильный; б — ошибка

При определении элементов поперечной конструкции набора корабля сечение бимсов набора корабля ширину приставного пояса с назначают следующим образом:

• для продольных связей с продольной системой шпангоутов, направляющих балок и шпангоутов с поперечной системой шпангоутов, а также шпангоутных связей

с1=0,5а, Форма. 1

где:

• а — расстояние между ребрами, см.

В любом случае ширину присоединяемого пояса не следует принимать более пятидесяти от толщины или 1/6 длины расчетного пролета (в зависимости от того, что меньше);

• при расчете шпангоутов, размещенных перпендикулярно натяжным балкам (балкам, шпангоутам, перекрытиям с продольной системой рам), а также карлингам, кильсонам и боковым ригелям с поперечной системой рам; Ширина присоединяемого пояса для этих соединений рассчитывается по формуле:

c2=c1+(b–c1)φ, Форма. 2

где:

• с1 — определяется по формуле 1;
• b — расстояние между одноименными полосами кадра;
• φ — понижающий коэффициент, назначаемый по табл. 3;

• при расчете соединений шпангоутов в одном направлении с комплектом ленивцев (карлинги и килевые зоны с продольной системой, шпангоуты с поперечной системой и т.п.) к расчетным значениям добавляются площади поперечного сечения комплекта ленивцев в поясе Площадь притачиваемого пояса, а ширина собственно притачиваемого пояса определяется по формуле:

c3=0.5d1+0.45100ta2, Форма. 3

где:

• d — расстояние между одноименными полосами шпангоута, см;
• а — расстояние между отдельными одноименными балками, см;
• t — толщина плиты, см.

В номенклатуре балок, выпускаемых промышленностью, указываются все геометрические элементы балок, в том числе с поясом и без пояса.

В статье Справочные показатели для проектирования мидель-шпангоута корабля. В приложении «Мидель-шпангоуты некоторых судов внутреннего плавания и судов смешанного плавания» показан выбор наиболее часто используемых бимсов.

Рамные балки

Балки рамного набора в основном изготавливают из таврового профиля, а иногда и из гнутого профиля. Стенка сварного тавра изготавливается из листа или широкой полосы, полка из полосы. Можно использовать предварительно сварные тройники, элементы которых приведены в OH9-594-68 «Тройники стальные сварные для морских судов», или можно подобрать элементы тройника методами проектирования балок оптимального сечения.

Рекомендуемая литература: Малотоннажные суда из армированного и стеклоцемента

Определить оптимальные размеры двутавровой сварной балки можно следующим образом (приведены максимальные значения изгибающих моментов М, перерезывающих усилий Н и допускаемых напряжений [σ], [τ]):

• площадь сечения балки;

f=N0,85τ, Форма. 4

• минимальные высота и толщина стены из состояния сопротивления сдвигу, ниже которых стена не теряет устойчивости;

h=mf=mN0,85τ Форма. 5

t≥fm=N0,85mτ Форма. 6

m=h=70÷80.

Для стальных пластин с Рен = 235 МПа m = 80.

Если толщина стенки балки определяется из условия минимальной конструктивной толщины t = t0, то оптимальная по массе высота стенки определяется по формуле:

hopt=k Wk–1 t0 Форма. 7

где:

k=2f2+f4f2–2f1+f;

• среднее значение k можно принять равным 4,5;
• затем:

прыжок≅1,16Wt0. Форма. 8

В этом случае необходимо проверить стенку балки на устойчивость

m1=hopt0.

Если окажется, что m1 > m, высоту балки перескакивать не надо, ah = mt0.

Площадь свободного пояса балки определяется следующим образом:

f1=Wh-fk1

где:

• W – требуемый модуль балки:

W=Mσ.

Ширина свободного пояса b1 выбирается из условия обеспечения устойчивости. При этом половина ширины пояса рассматривается как пластина, свободно опертая по трем краям и полностью свободная по четвертому.

Для такой стальной пластины напряжение Элера равно:

σ3=0,084100t1b1/22 МПа.

Приравнивая это напряжение к пределу текучести, получаем:

b1=100t133.0Чистый.

Специально для стали с пределом текучести 235 МПа b1 = 37t1, т.е.:

b1t1=37.

Для сталей с более высокими значениями Ren свободный буртик необходимо утолщать.

В любом случае толщину свободного пояса целесообразно выделять на два-три мм больше толщины стенки балки. Это связано с тем, что даже небольшое уменьшение толщины стенки значительно снижает модуль сопротивления балки ниже коррозионных свойств в морской и пресной воде.

Соотношение между размерами тавровых профилей приведено в таблице. 4.

Рис. 2 Обозначение размеров сварного тавра:
1 — стена; 2 — полка; 3 — прикрепленный ремень

На речных судах иногда применяют конструкцию корабельного набора — шпангоут с гнутой полкой. Основным преимуществом этих профилей является их технологичность. Но для гнутого профиля не удается добиться такого же рационального соотношения площади полки и стенки, как для таврового сечения, так как толщина полки равна толщине стенки, а максимальное ширина полки по условиям устойчивости не должна превышать 10-12 толщин. Для увеличения момента сопротивления гнутой профильной балки необходимо увеличить высоту профиля, что приводит к увеличению массы набора и уменьшению полезного объема помещения.

Из-за отсутствия симметрии гнутый профиль имеет внецентренное растяжение, сжатие и дополнительные напряжения от кручения. Место пересечения гнутых профилей оказывается конструктивно сложным и ослабленным. Перечисленные недостатки гнутого профиля ограничивают его применение на кораблях.

Во многих случаях трудно выдержать соотношение между высотой профиля рамы и толщиной стенки, необходимое для обеспечения устойчивости. Например, при высоте двойного дна 1000 мм стальная стенка перекрытия с Re = 300 МПа должна иметь толщину ~16 мм, хотя из соображений прочности и минимальных толщин достаточно 8 мм. Большая толщина значительно увеличивает массу конструкции, поэтому ее делают тоньше, а для обеспечения устойчивости устанавливают ребра жесткости (рис. 3). Например, под действием осевых сжимающих усилий продольные ребра целесообразно устанавливать на равном расстоянии друг от друга и от пояса балки (рис. 3, а).

Рис. 3 варианта размещения распорок

Целесообразно вместо колен использовать поперечные ребра для соединения набора заготовок с рамой (рис. 3, в).

В соответствии с требованиями «Правил» Конструктивные элементы корпуса из шпангоута устанавливают с отношением высоты h, см к толщине t, см, более

80235RenRen-в МПа

должны быть усилены ребрами, нормальными или параллельными кронштейнам набора рамы, при соблюдении следующих условий:

• расстояние между ребрами жесткости S, см, нормально установленных ремней в наборе рамы должно быть не более

S=0,24т/ч–9,5тРен/235т/ч–75235/Рен. Форма. 9

Момент инерции этих балок с прикрепленным поясом, см4, должен быть не менее

l=0,1Ст3лкс/ч, Бланк. 10

где:

• k — коэффициент, определяемый по табл. 5;

• момент инерции площади поперечного сечения ребер, параллельных стяжкам набора шпангоута с присоединенной стяжкой, см4, должен быть не менее

l=5,1·10–7Renf+atl2, Форма одиннадцать

где:

• f — площадь поперечного сечения ребра (без приставного буртика), см2;
• а — расстояние между ребрами жесткости, см;
• l — длина армированного участка, см.

Ребра допускается выполнять из полосы, если отношение высоты к толщине не превышает 10, при этом высота ребра должна быть не менее 50 мм, а толщина — не менее 0,8 толщины армированной стенки.

Отношение h/t для стен набора шпангоутов, подвергающихся большим местным нагрузкам (комплект лотков на всех кораблях, набор судовых палуб — площадок для погрузочных работ грейферами), не должен превышать

h/t=55235/чист. Форма. 12

Толщина приварной полки (тавра) не должна превышать двух толщин стенки. Ширина симметричной полки не должна превышать 24 ее толщины, а толщина полки, приваренной с одной стороны к стене, не должна превышать 12 толщин. Ширину отогнутой полки следует принимать в пределах 8 ÷ 12 толщин.

При наличии вырезов (колодцев) в панели рамной балки (флоры, косоуров) вместо одного горизонтального ребра вдоль люка устанавливаются два.

Вырезы в соединениях рам выполняются для облегчения конструкций, выхода в междонные пространства, проходов трубопроводов, вентиляционных каналов, кабельных трасс, для стока жидкости, прохода для балок в другом направлении. Во избежание значительного ослабления балок размеры вырезов в них ограничивают.

Разрезы делаются следующим образом.

Центр выреза расположен на нейтральной оси балки. Ширина овального и прямоугольного вырезов и диаметр круглого выреза не должны превышать половины высоты стены (b ≤ 0,5h; 2R ≤ 0,5h). Длина выреза, согласно Правилам Регистра, не должна превышать 75 % высоты стены (l ≤ 0,75h). Радиус угла прямоугольного выреза должен составлять не менее 20 % ширины выреза (r ≥ 0,2).

Минимальное расстояние, на котором вырезы отделены друг от друга, должно быть не менее высоты балки или длины выреза (a ≥ h, a ≥ l). Расстояние от края выреза до обшивки должно быть не менее 10 %, а до свободного пояса — не менее 30 % высоты пучка (h1 ≥ 0,1h, h2 ≥ 0,3h).

Не рекомендуется делать разрезы в стенке балки вблизи опор и колен, так как в этих местах обычно отмечаются максимальные изгибающие моменты и перерезывающие усилия и концентрация напряжений.

Рис. 4 Обозначение размеров вырезов

Расстояние от выреза до опоры должно быть не менее полутора высот балки для круглого выреза (с ≥ 1,5h) и двух высот балки для прямоугольного выреза (с ≥ 2h). Расстояние от выреза до конца кронштейна должно быть не менее половины высоты балки (d ≥ 0,5h).

По конструкции вырезы делятся на усиленные и неармированные. Вырезы для рельефа обычно не армируются.

Усиление вырезов можно выполнить с помощью (рис. 5):

• сварная полоса — обечайка (рис. 5, а). Для такой арматуры используется мало металла, а гибка и монтаж полосы — операции трудоемкие;
• полоса, приваренная с одной стороны стены (рис. 5, б). В этом случае регулировка не вызывает затруднений, но эффективность усиления снижается из-за асимметрии;
• горизонтальные стойки (рис. 5, в). Ребра привариваются на расстоянии 10÷20 мм от края выреза. Если вырез используется как отстойник, полки ребер обычно направляют в противоположную от выреза сторону, чтобы не уменьшать размеры смотрового колодца. Повышение жесткости корабельных конструкций. Ребра жесткости также служат для повышения устойчивости стены;
• вертикальные ребра (рис. 5, г). По сравнению с предыдущей версией эффективность такого усиления меньше;
• диагональные (косые) стойки (рис. 5, д). Такая компоновка может применяться в местах, где вместе с изгибающими моментами действуют значительные перерезывающие усилия;
• одновременное использование горизонтальных и вертикальных ребер (рис. 5, е, ж). Такие комбинированные усиления наиболее эффективны, но у них есть недостаток – небольшое увеличение массы и трудоемкость изготовления конструкции. Такое расположение рекомендуется для участков стенок шпангоута, примыкающих к внутренней, поперечной и продольной переборкам.

Рис. 5 видов вырезов под арматуру

Вырезы для стока жидкости называются голубями. Для ускорения потока жидкости желательно увеличить площадь вырезов. Однако в области выреза связь между направляющей балки и прикрепленным ремнем нарушена. Поэтому размер выреза ограничен. Обычно их размеры составляют 30 ÷ 50 мм. Возможные формы голубей показаны на рис. 6.

Рис. 6 видов и форм голубей

Голуби часто сочетаются с вырезами для выполнения сварных швов. При сборке конструкции ранее выполненные на строительной площадке сварные швы не должны препятствовать плотному сцеплению стены с покрытием и другими соединениями. Поэтому углы стены вырезают в местах прохождения швов по прямой с размером а = 10 ÷ 20 мм или по окружности с радиусом R = 10 ÷ 20 мм. При пересечении стены стыком плит встык делается полукруглое отверстие — «прорезь» радиусом R = 10÷15 мм (последнее становится ненужным, если для обеспечения плотного прилегания стены швы в площадь пересечения вырубается). При сварке пазов на обшивке с уже установленными на комплекте балками размеры вырезов для прохода шва увеличиваются (R = 15 ÷ 30 мм).

Вырезы для выполнения сварных швов показаны на рис. 7.

Рис. 7 вырезов под сварку

Существуют определенные требования к вырезам для завершения набора заготовок. Таким образом, общая высота вырезов h4 + h5 на рис. 7, г, е не должны превышать 0,4 высоты балки рамы.

Профили холостого набора

Для балок холостого набора обычно применяют неравноквадратную, асимметричную и симметричную ленточные колбы. Сравнение этих профилей с точки зрения использования материала показывает, что начиная с № 7 асимметричная ленточная лампа превосходит квадратную, а производительность симметричной ленточной лампы даже выше.

При изгибе напряжения в полке несимметричных профилей распределяются неравномерно. Это происходит из-за эксцентрического растяжения сжатия и ограниченного кручения.

Устойчивость асимметричной полосовой лампы меньше, чем у симметричной.

Выбор профиля также влияет на технологию сборки и сварки:

• узел безкнничного соединения натяжного набора с рамой проще выполнить с асимметричным профилем аналогично соединению деталей в виток,
• квадрат легче согнуть, чем полоску-лампочку,
• при соединении деталей встык утепленных профилей удобнее варить квадратом, так как возможен непровар в металле колбы. В некоторых случаях полосовые луковицы соединяются встык, как показано на рис. 8.

Рис. 8 Подключение полосовых ламп

Кницы

Стяжки используются для соединения деталей, лежащих в одной плоскости. Соединение частей корпуса судна. Соединение деталей без кронштейнов (например, шпангоут и бимс) с помощью только сварки может не обеспечить требуемой прочности соединения. Натяжение также снижает концентрацию напряжений в местах соединения, создавая заделку балки на опоре. Трикотаж может устанавливаться для повышения местной прочности конструкций в зоне интенсивных нагрузок (например, в районе скулы), для компенсации ослабления балки в местах излома (при пересечении поперечных переборок), и т д.

Пример установки колен при изломе продольных балок в районе поперечной переборки показан на рис. 9.

Рис. 9 Вяжем в местах обрыва балок

Назначение колен видно из рис. 10.

Рис. 10 форм, иллюстрирующих цель вязания

Ручка, показанная на рис. 10, а, обеспечивает прочность и устойчивость узла. Эта резинка тоже может потерять устойчивость. Чтобы этого не произошло, к нему необходимо приварить полку или отогнуть фланец.

Регулировка коленей снижает концентрацию напряжения в суставах (рис. 10, в).

На рис. 10, в показан случай, когда реакции передаются от холостого набора к рамному набору посредством колен, а на рис. 10, д — восприятие усилий (момент, поперечная и осевая сила) на разъемную балочную опору.

Эластичный создает уплотнение балок на опоре. Если концы балок не соединяются вязкой, а заканчиваются их сведением, балку при расчете на прочность следует считать свободно опертой. Благодаря заделке максимальные напряжения в балке снижаются.

Это интересно: Стационарные двигательные установки для малотоннажных судов

Трикотаж усиливает несущие части бруса. За счет увеличения площади и момента сопротивления поперечного сечения балки по колену уменьшаются напряжения от сдвига и изгиба в опорной зоне. Так как при переходе от опоры к пролету момент быстро уменьшается, то при достаточных размерах кронштейна можно рассчитать пролетный момент, который при равномерно распределенной нагрузке в два раза меньше опорного и в три раза меньше максимального момента для свободно опертой балки. Это позволяет уменьшить профиль балки и, поскольку масса самого кронштейна невелика, уменьшить общий расход металла.

Однако вязание снижает технологичность конструкции, увеличивает трудоемкость производства и уменьшает полезный объем трюма.

В острых углах колени притупляются на 10÷15 мм для улучшения условий сварки. Для прохода сварного шва и облегчения сборки в правом углу колена делается пропил 10×10 мм или 20×20 мм.

Конструкция кронштейнов, соединяющих балки с натяжным роликом и рамой, показана на рис. 11 и рис. 12.

Рис. 11 Конструкция кронштейнов соединения балок с натяжным комплектом

Рис. 12 Конструкция кронштейнов, соединяющих балки с рамным комплектом

При соединении балок с натяжным комплектом кронштейны должны перекрывать комплект не менее чем на две высоты меньшего профиля.

Переплетная вязка нежелательна, так как приводит к ухудшению качества сварки и щелевой коррозии. Оборудование, виды и способы сварки материалов в судостроении. Такие кронштейны удобно использовать при изменении угла между соединяемыми балками на каждом шпангоуте (например, на участках с криволинейными контурами). Длина и толщина кронштейна, привариваемого к рамному комплекту, должны быть не менее высоты и толщины меньшего профиля, подлежащего соединению.

Стяжки, соединяющие сварные тавровые балки, имеют приварную полосовую полку. Сечение этой полосы принимается таким же, как у наименьшего из соединяемых профилей. Возможны два варианта окончания ремней. В первом к полочкам набора подводят вязальную полосу и приваривают к ним. Во втором полоска вязания отрезается в «усы». Первый вариант дает несколько большую статическую прочность, второй более технологичен.

Соединение холостых балок с рамными

Наборные балки, стены которых расположены в одной плоскости (балки и рамы, рамы и перекрытия и т п.), должны, как правило, соединяться с помощью кронштейнов, установленных в плоскости стен ставных балок. Допускается соединение балок с поперечным направляющим комплектом с коленами внахлестку.

При соединении балок с набором рамы кронштейны должны перекрывать набор не менее чем на высоту меньшего профиля, при соединении балок с натяжным набором — не менее чем на две высоты меньшего профиля для перекрытия кронштейнов, нахлест измеряется от фланец балки. Толщина колен, соединяющих балки с рамой и направляющим комплектом, должна быть не менее толщины стенки соединяемых балок. Допускается уменьшение толщины кронштейнов, соединяющих балки комплекта направляющих:

• колена без полки — на один мм при толщине стенки балки от семи до девяти мм включительно и на два мм при толщине от десяти мм и более;
• для колен с фланцем или с приварной полосой — на один мм при толщине стенки в пределах от шести до восьми мм и на два мм при толщине девять мм и более.

На рис. 13 показано соединение кронштейна боковой рамы с полом, а на рис. 14 — бесконечное соединение.

Рис. 13 Соедините раму с полом с помощью резинки

Рис. 14 Бесконечное соединение рамы с полом

На рис. 15.

Рис. 15 Вариантов соединения книги на стыке заготовки и набора рамок

Бесконечное соединение в узлах пересечения натяжного и рамного комплекта показано на рис. 16.

Рис. 16 Бесконечные возможности соединения на стыке между промежуточным колесом и рамой

Использование гибких соединений позволяет избавиться от лишних деталей (вязок) и уменьшить длину сварки. В этом случае усилие от балки на направляющее устройство передается на балку рамы через сварной шов, соединяющий стенки балок (рис. 16, а, б). По прочности такие соединения уступают кнопочным, особенно при небольшой высоте натяжного набора, когда шов получается коротким. К недостаткам бесконечного соединения следует также отнести необходимость крепления края выреза в стене к раме, приставленной к стене. Довольно часто шаг вырезов не совпадает с шагом балок, что приводит к дополнительным операциям при сборке (подрезка краев выреза, размещение накладок и т.п.).

При использовании симметричной ленточной луковицы в качестве заготовочного комплекта сложнее выполнить бесконечный соединительный узел. Чаще соединение производят путем наложения дополнительных планок, которые могут быть приварены к стенке рамного набора встык (рис. 16, в) или внахлест. Применяется также вырезная форма (рис. 16, г), позволяющая сначала установить на обшивку каркасную балку (показана штриховой линией), а затем перемещать ее для приварки к натяжным балкам. При сборке такую ​​операцию не всегда можно провести.

Для облегчения течения плавучих грузов на танкерах без двойного дна площадь окон в стенке шпангоута увеличена (рис. 16, д).

Герметичность в месте пересечения балок натяжного и шпангоутного набора может быть достигнута установкой заглушек (рис. 16, е) или выполнением в стенке шпангоутного набора вырезов, которые по форме соответствуют профилю свободноставного бруса (рис. 16, г). В последнем случае направляющая балка должна быть протянута через вырезы, что значительно усложняет сборку конструкции.

На речных судах в ряде случаев применяют бесконечную крестовину, где стенки бимсов не свариваются (рис. 16, з). В этой конструкции усилие передается от комплекта натяжителя к комплекту рамы через участок обшивки между стенкой балки и краем окна. Напряжения в этой изгибаемой части резко возрастают, а на концах выреза появляются твердые точки, что приводит к образованию трещин в обшивке под действием многократных и ударных нагрузок. Кроме того, отсутствие перевязки с рамным набором на значительной длине способствует потере устойчивости формы плоского изгиба (блокировки) балок натяжного набора. Поэтому такой узел может быть разрешен только в статически нагруженных конструкциях с малой ответственностью.

Толщина колен принимается равной толщине стенки.

Пересечение балок рамного набора. Окончание балок

Балки, размещенные в одной плоскости, соединяются коленями. Размер колена должен быть не менее высоты стены наименьшего из соединяемых брусьев, а толщина принимается равной толщине наименьшего из соединяемых профилей. Аналогичные рекомендации относительно полочки для вязания. Конструкция корабельного набора Соединение бимсов с шпангоутом показано на рис. 17.

Рис. 17 Соединение рамных балок

Концы стенок балок каркаса должны быть приварены к оболочке или к полке балки перекрытия. Следует отметить, что, в отличие от стены, торец полки балки (в данном случае балка рамы) не приваривается к обшивке, а сводится к «усам». В противном случае по краям конца полосы, приваренного к обшивке, появятся твердые точки. Кроме того, наличие зазора между планкой полки и обшивкой несколько упрощает сборку.

Типичное соединение лучей, идущих в разные стороны, показано на рис. 18.

Рис. 18 Балки поперечной рамы

Технологический зазор (рис. 18, а) упрощает сборку и сварку, но снижает прочность разъемной балки. В этом случае для компенсации снижения прочности производится усиление полки разъемной балки, как показано на рис. 19.

Рис. 19 Усиление полки разрезной балки

Сложнее обеспечить надежные фланцевые соединения в местах пересечения полочных балок. Если сделать это соединение, как показано на рис. 20, а, между полками получается большой зазор и в шов необходимо наплавить много металла, что сопровождается возникновением значительных сварочных напряжений. Поэтому конец разъемной балки часто обрезают до формы профиля сплошной балки (рис. 20, б), что улучшает условия сварки, но приводит к дополнительной термической резке.

При пересечении балок рамы на разной высоте полка приваривается к разрезной ближней балке к высокой стене (рис. 21).

Рис. 20 Соединение балок с пересекающимися полками

Рис. 21 Поперечные балки разной высоты

Для оформления концов балок следует отметить целесообразность закрепления концов балок. В первую очередь это относится к балкам, участвующим в обеспечении общей продольной прочности.

Конструкция конца балки на примере кильсона показана на рис. 22.

Рис. 22 Конец рамной балки

Концы балок ленивца должны быть по возможности закреплены с помощью скоб, причем последние не должны заканчиваться на безопорных листах во избежание возникновения узлов жесткости. В некоторых случаях используются бесконечные концы натяжных балок. При этом конец балки не подгоняют на 10÷15 мм к какому-либо жесткому соединению поперечного направления, а для уменьшения концентрации сводят в «ус» (рис. 23).

Рис. 23 Обрежьте свободные концы профилей:
а — полосовая колба и квадрат; б — квадрат с дополнительной отделкой бесплатно