Корпус судна - это сложная система, которая может быть разделена на две структуры: листовую (обшивки, настилы) и балочную (судовой набор). Из листовых структур особую роль в обеспечении технико-эксплуатационных качеств судна играет внешняя металлическая оболочка корпуса, состоящая из наружной обшивки днища и борта и настила верхней палубы. Полотнище обшивки или настила изготавливают из простых конструкций - металлических листов объединенных в поясья.
Листы обшивки в поясьях располагают длинной стороной вдоль судна, последовательно соединяя их между собой короткими сторонами. Размеры листов, используемых при изготовлении обшивки морских судов колеблются от 1-2,5 м по ширине до 4-10 м по длине при толщине 8-20 мм. Число типоразмеров листового и профильного проката, применяемого для изготовления корпуса судна, должно быть минимальным. Размещение поясьев наружной обшивки рекомендуется начинать от диаметральной плоскости, листов настила палуб - от бортов, не допуская совпадения с линиями приварки продольных связей. Минимальное расстояние между пазами (стыками) листов и угловыми швами, соединяющими балки набора с обшивкой или настилом должно быть не менее 75 мм.
При разработке конструкции корпуса в средней части проектируемого судна принята продольная система набора по днищу и палубе, а для бортов - поперечная. Поперечная система набора борта принята с рамными шпангоутами. Плоскость их установки совпадает с плоскостью установки сплошных флоров. В промежутке между рамными шпангоутами устанавливаются обыкновенные шпангоуты. Конструкция днища выбрана в виде двойного дна.
Нормальная шпация а в средней части судна выбрана в соответствии с требования п. 1.1.3 Правил РС и равна 0.8 м. Шпация в поперечном и продольном направлениях одинаковая. Рамная шпация принята равной 2.4м.
Длина расчетного отсека (грузовое помещение № 3) в районе миделя L1 = 26.4 м, высота трюма 5.9м.
Для конструкций проектируемого судна используется сталь повышенной прочности марки РСА32, предел текучести которой Rен = 315 МПа.
В качестве расчетных характеристик материала конструкций корпуса принимается расчетный нормативный предел текучести по нормальным напряжениям σn = 301 МПа
Наружная обшивка состоит из металлических листов, объединенных в поясья. Проектирование НО заключается в определении толщины и габаритных размеров листов обшивки и настилов.
Для определения толщины поясьев наружной обшивки вычисляются расчетные нагрузки в характерных точках конструкции (рисунок 4). Для определения расстояния расчетных точек от ГВЛ нужно знать ширину поясьев. Произведем разбивку периметра НО на поясья. Вначале определим ширину основных поясьев.
Ширина горизонтального киля:
Принимаем ширину горизонтального киля равной 1800мм для обеспечения расстояния между сварными швами 100мм.
Ширина ширстрека
Примем ширину ширстрека 1500мм.
Ширина палубного стрингера:
Примем: 
Очертания скулы обычно принимаются по дуге окружности. Радиус окружности скулы:
Принимаем R = 2.8 м.
Ширина скулового пояса:
где Δb1 и Δb2 - ширина плоских участков для присоединения скулового пояса к обшивкам борта и днища, соответственно. Принимаем Δb1 = Δb2 = 0.2 м. Тогда:
Ширину остальных поясьев принимаем в соответствии возможностями судостроительного предприятия по обработке листового материала в пределах
1.5 – 2.5 м.
Для принятия решения находим:
- ширину участка днищевой обшивки между кромками горизонтального киля и скулового пояса с одного борта:
b дн.обш. = 
- высоту участка бортовой обшивки между нижней кромкой ширстрека и верхней кромкой скулового пояса:
h обш. = 
- ширину участка палубы между кромкой палубного стрингера и продольным комингсом принимаем равной:
b п.обш. = 1.4 м.
Размеры поясьев наружной обшивки приведены на рисунке 7.
Проверка требования Правил о разнесении пазов поясьев и угловых швов, крепящих продольный набор к обшивке, на расстояние не менее 75 мм при таких размерах поясьев и продольной шпации 0.8 м показывает, что оно выполняется.
В соответствии с выполненным разбиением периметра поперечного сечения корпуса на поясья производим определение положения расчетных точек по высоте корпуса для вычисления нагрузок на обшивку со стороны моря.
Расчет нагрузок на наружную обшивку проводим в соответствии с п.1.3.2 Правил [1]. Схема распределения нагрузок по наружной обшивке дана на рисунке 2.1. Нагрузки определяем в характерных точках: точка 1 находиться в районе днища, точка 2 находиться в районе скулового пояса, точка 3 на высоте, равной половине осадки, точка 4 находиться на КВЛ, и точка 5 находиться на половине высоты надводного борта, точка 6 на уровне главной палубы.
Расчетная нагрузка для днищевых поясьев обшивки:
,
где 
- расчетное статическое давление, кПа;
- отстояние днищевого пояса обшивки от ГВЛ;
- расчетное давление, обусловленное перемещением корпуса относительно профиля волны для подводной части корпуса, кПа;
;
- волновой коэффициент для судов длиной от 90 до 300м
, для миделевого сечения;
,
,
,
,
.
Расчетная нагрузка для скулового пояса:
,
где 
- отстояние скулового пояса обшивки от ГВЛ;
:
Расчетная нагрузка для подводной части борта:
,
где 
- половина осадки;
:
.
Рисунок 4 – Распределение давления по наружной обшивке
Расчетная нагрузка ГВЛ:
,
где 
:
.
Расчетная нагрузка для надводного борта:
,
- расчетное давление, обусловленное перемещением корпуса относительно профиля волны для надводной части корпуса, кПа;
, для миделевого сечения;
,
Расчетная нагрузка на уровне главной палубы (точка 6):
Ледовая нагрузка – условная расчетная нагрузка на корпус судна от воздействия льда. Районы ледовых усилений показаны на рисунке 5. Рассчитываем значение нагрузки от льда только на миделе.
Интенсивность ледовой нагрузки на миделе – в районе BI:
,
где 
- коэффициент принят для ледового класса Ice3;
Рисунок 5 – Районы ледовых усилений
- водоизмещение по ГВЛ;
.
Высота распределения ледовой нагрузки в районе BI:
,
где 
, 
- коэффициенты, принимаемые по табл. 3.10.3.3.1 и табл. 3.10.3.3.3 соответственно как для класса Ice2;
- коэффициент:
Ширина ледового пояса:
, где
- ледовая ватерлиния;
- ледовая балластная ватерлиния;
Ширину ледового пояса принимаем 3.1м.
Найденные значения давления на наружную обшивку и ВП позволяют перейти к вычислению толщин соответствующих поясьев, которые определяются на основе рассмотрения работы элементарных панелей (пластин) судовой обшивки. На рисунке 5 представлены фрагменты обшивки (настила) с выделением отдельных пластин.
Рисунок 5 – Фрагменты обшивки и элементарные пластины. а) днищевая обшивка (настил ВП); б) бортовая обшивка.
Толщина листовых элементов судового корпуса должна быть не менее, определяемой по формуле:
, мм,
где, а = 0.8 м - шпация основного набора;
- коэффициент изгибающего момента для наружной обшивки (п. 2.2.4.1 Правил);
– расчетный нормативный предел текучести по нормальным напряжениям, определен ранее:
- коэффициент значение, которого не должно приниматься более 1, следовательно, примем 
;
- рамная шпация, определена выше;
- коэффициент допускаемых напряжений, при продольной системе набора, в средней части судна (п. 2.2.4.1 Правил);
- расчетное давление на элемент обшивки;
- запас на износ;
- среднегодовое уменьшение толщины для данного пояса обшивки, определяемое по табл. 1.1.5.2 Правил;
- планируемый срок службы конструкции, если он специально не задан.
Толщина обшивки в районе ледовых усилений:
, 
,
,
Примем толщину обшивки в районе ледовых усилений 20мм.
Дальнейшие вычисления толщины обшивки борта и днища выполняем в табличной форме (таблица 4).
Таблица 4 – Определение толщины НО и ВП в расчетных точках
| Расчетные величины и обозначения | Обшивка днища | Обшивка борта (надску-ловой пояс) | Обшивка борта в районе ГВЛ (ледовый пояс) | Обшивка борта (подшир-стречный пояс) | Настил палубы |
| Расчетные точки | |||||
| 1 и 1’ | |||||
| Меньший размер пластины а, м | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 |
| Коэффициент k = 1,2 - 0,5а/b ≤ 1 | |||||
| Расчетное давление р, кПа | 103.99 | 22.97 | 19.97 | ||
| Коэффициент kσ | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 |
| Предел текучести σn, МПа | |||||
| s’, мм | 9.9 | 7.8 | 5.9 | 4.3 | |
| Интенсивность износа и, мм/год | 0.2 | 0.18 | 0.19 | 0.21 | 0.1 |
| Срок службы Т, год | |||||
| Запас на износ Δs, мм | 2.4 | 2.2 | 3.4 | 2.5 | 1.2 |
| Толщина пластины sп = s’+ Δs, мм | 12.3 | 21.4 | 8.4 | 5.5 | |
| smin = (5,5 + 0,04L) √η, мм | 9.7 | 9.7 | 9.7 | 9.7 | - |
| smin = (7,0 + 0,02L) √η, мм | - | - | - | - | 8.6 |
| Принятая толщина s = max(sп, smin), мм |
Используем полученные значения толщин для вычисления толщины основных поясьев.
Толщина горизонтального киля должна быть увеличена по отношению к толщине обшивки днища на 2-3 мм.
Принимаем sгк = 16 мм.
Толщину ширстрека принимаем sш = 12 мм.
Толщину скулового пояса должна быть не менее большей из толщин обшивки днища и надскулового пояса обшивки борта. Принимаем sскп = 14 мм.
Толщину палубного стрингера принимаем sп.стр = 12 мм.
По результатам расчета составляем итоговую таблицу 5.
Таблица 5 - Итоговые значения строительной толщины поясьев наружной обшивки, верхней палубы и габаритные размеры листов, образующих поясья
| Название листовой конструкции и условное обозначение ее толщины | Значение толщины s, мм | Габаритные размеры листов в поясьях bл×1л, мм |
| Обшивка днища | 2400 ×8400 | |
| Горизонтальный киль | 1800 × 8400 | |
| Скуловой пояс | 2400 × 8400 | |
| Надскуловой пояс | 2000 × 8400 | |
| Обшивка борта в районе ГВЛ (ледовый пояс) | 1600 × 8400 | |
| Подширстрековый пояс | 1050× 8400 | |
| Ширстрек | 1500 × 8400 | |
| Палубный стрингер | 1500 × 8400 | |
| Настил верхней палубы | 1400 × 5600 |
Рисунок 6 – Поясья обшивки