, (2.2.60-2)
где M - изгибающий момент, действующий на балку в сечении, проходящем через середину выреза, ;
I - центральный момент инерции площади поперечного сечения балки в районе выреза, ;
z - отстояние точки, в которой определяется напряжение, от нейтральной оси балки, м;
- срезывающая сила, действующая на перемычку стенки в сечении, проходящем через середину выреза, кН; срезывающую силу в этом сечении следует считать распределенной между перемычками стенки пропорционально моменту инерции площади поперечного сечения перемычек ;
- длина выреза, м;
х - отстояние расчетного сечения от левой кромки выреза, м;
- момент инерции части площади поперечного сечения балки, расположенной над или под вырезом, относительно собственной нейтральной оси, ;
- отстояние рассматриваемой точки от нейтральной оси перемычки стенки, м;
V, - срезывающая сила, кН, и площадь поперечного сечения стенки, , в наиболее ослабленном сечении балки соответственно.
Суммирование напряжений
2.2.61 Расчетные напряжения связей корпуса от общего изгиба и от местной нагрузки должны быть определены в зависимости от значений, расположения и направления действующих внешних нагрузок.
Для определения расчетных напряжений при одновременном действии нескольких внешних нагрузок напряжения, рассчитанные для каждой из них в отдельности, следует просуммировать по правилам строительной механики. При этом должны быть приняты такие из возможных комбинаций от действия внешних нагрузок, при которых в проверяемой связи корпуса расчетные напряжения различных знаков будут достигать наибольших значений.
За расчетные напряжения в проверяемой связи корпуса необходимо принимать наибольшие нормальные и касательные напряжения, которые не должны быть больше допускаемых.
2.2.62 Прочность продольных балок корпуса, принимающих участие в общем продольном изгибе, необходимо проверять по напряжениям, получаемым в результате алгебраического сложения напряжений от общего продольного изгиба с напряжениями от местной нагрузки.
2.2.63 Для судов, не перевозящих грузы на палубе, суммарные напряжения необходимо вычислять только в связях днища. В связях палубы этих судов расчетными напряжениями являются напряжения от общего изгиба. Однако если у таких судов часть нагрузки с днища через пиллерсы передается на палубу и вызывает изгиб в ее связях, суммарные напряжения в связях палубы следует вычислять с учетом этой нагрузки (например, суммарные напряжения в связях палубы судов-площадок в состоянии порожнем).
2.2.64 Для всех судов, перевозящих грузы на палубе, суммарные напряжения в связях палубы вычисляются с учетом местной нагрузки на палубу.
2.2.65 Определение и суммирование напряжений проводятся для двух расчетных изгибающих судно моментов: при прогибе и при перегибе.
Напряжения от местной нагрузки для суммирования с напряжениями от общего изгиба, полученными от каждого из указанных моментов, вычисляются при соответствующей местной нагрузке.
2.2.66 Суммарные напряжения от общего изгиба и от изгиба перекрытия определяются для наружных и внутренних кромок его связей на опоре и в пролете.
Допускаемые напряжения
2.2.67 При расчетах напряжений от общего изгиба и от местной нагрузки и суммарных напряжений за опасные нормальные и касательные напряжения принимаются:
(2.2.67-1)
(2.2.67-2)
где - предел текучести материала;
- коэффициент, вычисляемый при 235 МПа <= <= 395 МПа по зависимости
, (2.2.67-3).
2.2.68 Нормы допускаемых напряжений приведены в табл. 2.2.68.
Таблица 2.2.68
┌──────────────────────────────┬─────────────────────┬─────────────────┐
│Наименование и характеристика │ Характеристика │ Нормируемые │
│ связей корпуса │расчетных напряжений │ значения │
│ │ от нагрузок │ допускаемых │
│ │ │ напряжений в │
│ │ │долях от опасных │
│ │ │ напряжений │
├──────────────────────────────┼─────────────────────┼─────────────────┤
│1. Жесткие связи │Нормальные напряжения│См. примечание 1 │
│эквивалентного бруса, │от общего изгиба │ │
│участвующие только в общем │ │ │
│изгибе и не несущие местной │ │ │
│нагрузки (продольные │ │ │
│непрерывные комингсы, связи │ │ │
│ненагруженных палуб и т.п.) │ │ │
│ │ │ │
│2. Жесткие связи │Нормальные напряжения│ 0,60 │
│эквивалентного бруса, │от общего изгиба │ │
│участвующие в общем изгибе и │ │ │
│несущие местную нагрузку │ │ │
│(связи днища всех судов, │ │ │
│нагруженных палуб и │ │ │
│нагруженных продольных │ │ │
│непрерывных комингсов, за │ │ │
│исключением комингсов судов с │ │ │
│двойными бортами классов "Л", │ │ │
│"Р" и "О") │ │ │
│ │ │ │
│3. Продольные непрерывные │Суммарные нормальные │ │
│комингсы и карлингсы судов, │напряжения от общего │ │
│перевозящих грузы на люковых │изгиба и от изгиба │ │
│крышках и на палубе, а также │перекрытий: │ │
│кильсоны судов всех типов │ │ │
│ │ │ │
│ │в пролете │ 0,75 │
│ │ │ │
│ │на опоре │ 0,95 │
│ │ │ │
│4. Продольные балки │Суммарные нормальные │ │
│(неразрезные ребра жесткости) │напряжения от общего │ │
│ │и местного изгиба: │ │
│ │ │ │
│ │в пролете │ 0,85 │
│ │ │ │
│ │на опоре │ 0,95 │
│ │ │ │
│5. Обшивка корпуса и настилы │Нормальные напряжения│ │
│при поперечной системе набора │от местной нагрузки: │ │
│ │ │ │
│ │в пролете │ 0,80 │
│ │ │ │
│ │на опоре │ 0,95 │
│ │ │ │
│6. Обшивка и настилы при │Нормальные напряжения│ │
│продольной системе набора │от местной нагрузки: │ │
│ │ │ │
│ │в пролете │ 0,80 │
│ │ │ │
│ │на опоре │ 0,95 │
│ │ │ │
│7. Связи корпуса, │Касательные │ 0,60 │
│воспринимающие действие │напряжения │ │
│перерезывающей силы при общем │ │ │
│изгибе (обшивка бортов и │ │ │
│продольных переборок) │ │ │
│ │ │ │
│8. Поперечный рамный набор │Нормальные напряжения│ │
│корпуса: флоры, рамные │от местной нагрузки: │ │
│шпангоуты и бимсы │ │ │
│ │ │ │
│ │в пролете │ 0,75 │
│ │ │ │
│ │на опоре │ 0,85 │
│ │ │ │
│9. Поперечный холостой набор │Нормальные напряжения│ │
│корпуса: днищевые и бортовые │от местной нагрузки: │ │
│шпангоуты, бимсы и связи │ │ │
│внутреннего дна при поперечной│ │ │
│системе набора │ │ │
│ │ │ │
│ │в пролете │ 0,85 │
│ │ │ │
│ │на опоре │ 0,95 │
│ │ │ │
│10. Продольные и поперечные │Нормальные напряжения│ │
│переборки (в том числе и │от местной нагрузки: │ │
│стенки цистерн): │ │ │
│ │ │ │
│рамные стойки и шельфы │в пролете │ 0,85 │
│ │ │ │
│ │на опоре │ 0,90 │
│ │ │ │
│холостые стойки (ребра │в пролете │ 0,85 │
│жесткости) │ │ │
│ │ │ │
│ │на опоре │ 0,95 │
│ │ │ │
│листы переборок │в пролете │ 0,85 │
│ │ │ │
│ │на опоре │ 0,95 │
│ │ │ │
│11. Стенки балок рамного │Касательные │ 0,80 │
│набора │напряжения в сплошных│ │
│ │сечениях │ │
│ │ │ │
│ │Нормальные напряжения│ 0,95 │
│ │в районе вырезов │ │
│ │ │ │
│ │Касательные │ 0,80 │
│ │напряжения в районе │ │
│ │вырезов │ │
├──────────────────────────────┴─────────────────────┴─────────────────┤
│Примечания. │
│1. Для связей, указанных в пункте 1 таблицы, нормируемые значения │
│допускаемых напряжений в долях от опасных напряжений должны │
│приниматься равными: для судов класса "М" - 0,70, а для судов классов │
│"О", "Р" и "Л" - 0,75. │
│2. В расчетах прочности корпуса судна при подъеме из воды и спуске на │
│воду, при испытании на непроницаемость и герметичность, а также при │
│затопленном отсеке судна нормируемые значения допускаемых суммарных │
│напряжений (от общего изгиба и от местной нагрузки) необходимо │
│принимать равными 0,95 предела текучести материала связей. │
│3. Для изолированно работающих связей (пиллерсы и раскосы), │
│проверяемых на устойчивость, нормируемые значения допускаемых │
│напряжений при сжатии должны приниматься равными 0,50, для │
│пересекающихся раскосов - 0,75 критического напряжения, но не более │
│0,50 предела текучести материала связей. │
└──────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
┌──────────────────────────────┬─────────────────────┬─────────────────┐
Расчеты устойчивости
2.2.69 Проверочные расчеты устойчивости необходимо выполнять для следующих элементов корпуса:
.1 палубных перекрытий, днищевых перекрытий судов без двойного дна, продольных ребер жесткости палуб, днища, второго дна, бортов, продольных переборок на действие максимальных сжимающих напряжений, возникающих при общем изгибе;
.2 пиллерсов (одиночных и в составе ферм) и раскосов на действие максимальных сжимающих напряжений;
.3 бортовой обшивки и листов продольных переборок на действие максимальных касательных напряжений, возникающих при общем изгибе.
2.2.70 Проверку на устойчивость следует выполнять с учетом отклонений от закона Гука критических (исправленных эйлеровых) напряжений . Критические напряжения находятся в зависимости от эйлеровых напряжений , вычисленных в предположении, что материал элемента корпуса в момент потери устойчивости подчиняется закону Гука.
2.2.71 Для сжатых стальных стержней критические напряжения следует находить по формулам, МПа:
(2.2.71)
где - предел текучести материала.
2.2.72 Критические напряжения пластин, сжатых вдоль длинной кромки, МПа, должны вычисляться до формулам:
(2.2.72-1)
где - эйлеровы напряжения, МПа:
, (2.2.72-2)
t - толщина пластины, см;
а - длина короткой кромки, см;
- предел текучести материала, МПа.
2.2.73 Критические напряжения при сжатии днищевых и палубных перекрытий, а также продольных ребер жесткости должны быть не меньше предела текучести материала. При поперечной системе набора жесткость холостых шпангоутов днища и холостых бимсов должна быть не ниже критической. Допускается снижение критических напряжений днищевых и палубных перекрытий и продольных ребер жесткости до значений, при которых
, (2.2.73-1)
- максимальное напряжение сжатия, МПа, в перекрытии или продольном ребре при общем изгибе от действия расчетных нагрузок;