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.
Рисунок 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 дает 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.
| Рисунок 5.4 - Судовые перекрытия 1 – балки главного направления; 2 – днищевое перекрытие; 3 – перекрестные связи; 4 – переборка; 5 – пластина. |
| Рисунок 5.3 - Типы сварных швов: а - встык без разделки кромок; б - встык с разделкой кромок и подваркой; в - угловой с разделкой кромок и подваркой; г - угловой без разделки кромок; д - тавровый односторонний без разделки; е - тавровый двусторонний с разделкой кромок. |
Рисунок 5.5 - Системы набора перекрытий: а – поперечная; б – продольная; в - клетчатая.
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 различают 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 с проектировано по продольной системе 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 (рисунок 5.6).
Если все перекрытия корпуса в средней части имеют продольную систему набора, то и корпус судна имеет продольную систему набора (рисунок 5.7).
Если часть перекрытий корпуса (обычно палуба и днище в средней части) спроектированы по продольной системе, а часть (обычно борта и вторая палуба) - по поперечной системе набора, то это судно имеет смешанную систему набора (рисунок 5.8, 5.9).
Рисунок 5.6 - Поперечная система набора корпуса судна без двойного дна
1 – обшивка днища; 2 – голубница; 3 – киль вертикальный; 4 – киль горизонтальный; 5 – ребро жесткости флора; 6 – стрингер днищевой; 7 – лаз(вырез); 8 – флор сплошной; 9 – кница скуловая; 10 – стрингер бортовой; 11 – шпангоут трюмный; 12 – лист накладной; 13 – шпангоут рамный трюмный; 14 – бимсовая кница; 15 – полубимс; 16 – фальшборт; 17 – стойка фальшборта; 18 – концевой бимс; 19 – планширь; 20 – бимс; 21 – переборка поперечная; 22 – карлингс; 23 – настил верхней палубы; 24 – комингс люка поперечный; 25 – ребро жесткости комингса; 26 – лист вварной утолщенный; 27 – стойка переборки рамная; 28 – стойка переборки; 29 – стрингер палубный; 30 – ширстрек; 31 – обшивка борта; 32– лист скуловой обшивки; 33 – стойка доковая; 34 – бракета; 35 – контрофорс; 36 – пиллерс; 37 – комингс
| Рисунок 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. |
Рисунок 5.9 - Мидель-шпангоут танкера по смешанной системе набора с двойными бортами и с двойным дном (справа показано сечение по рамным связям)
1- рамная стойка продольной переборки; 2 – продольная гофрированная переборка; 3 -рамный бимс; 4 - продольная подпалубная балка; 5 - карлингс; 6 - бимсовая кница; 7 - скругленыйширстрек; 8 - бракета; 9 - шпангоут; 10 - распорка; 11 – стойка второго борта; 12 - бракета; 13 - скуловой киль; 14 - продольная днищевая балка; 15 - продольная балка второго дна; 16 - флор; 17 - коробчатый киль; 18 - бракета.
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 100 м. Поэтому суда длиной от 100 до 170 м 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 170 м 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 170 м. Поэтому и применяют эту систему на судах большой длины.