Повреждение переборок и пиллерсов

Поперечные и продольные переборки и полупереборки, а также пиллерсы в носовой части судна являются вместе с бортами опорными конструкциями, на которые передается большая гидродинамическая нагрузка в момент удара судна днищем о воду.

Бортовые перекрытия благодаря криволинейной форме обладают большей податливостью, чем переборки, а эпюра гидродинамических давлений имеет обычно максимум в районе диаметральной плоскости. Поэтому значительная часть суммарной нагрузки воспринимается переборками. Несмотря на очевидность этого, никаких специальных требований к конструированию переборок в носовой части не предъявляется. Их проектируют подобно таким же конструкциям в остальных районах корпуса, где отсутствуют динамические нагрузки. Это приводит к возникновению многочисленных повреждений в переборках и полупереборках.

В настоящее время на судах применяется несколько видов расположения опорных конструкций (рис. 191, 192).

Рис. 191. Схемы расположения пиллерсов и полупереборок в районе действия гидродинамических давлений на судах со скоростью 10—14 уз: а — Кавказ; б—Мурманск, в — Светлогорск, г — Эльва; д — Яна; е — Либерти.

1 — пиллерса; 2 — полупереборки; 3 — переборка в диптанке; 4 — поперечная переборка; 5 — подвесная продольная переборка.

Рис. 192. Схемы расположения пиллерсов, переборок и полупереборок в районе гидродинамических давлений на крупных судах со скоростью 17—20 уз: а — Омск, б — Орехов, в — Уссурийск; г — Пула.

1 — пиллерса; 2 — поперечные переборки; 3 переборки в диптанке; 4 — полупереборки.

На судах средних размеров и сравнительно тихоходных, имеющих поперечную систему набора, повреждения в опорных конструкциях встречаются сравнительно редко. На теплоходе Кавказ повреждения пиллерсов (рис. 193) можно объяснить тем, что значительная часть скуловых книц в трюме № 1 была разрушена, в результате чего передача усилий на борт уменьшилась, а на пиллерс резко возросла. Опорные кницы пиллерса потеряли устойчивость.

Рис. 193. Повреждения пиллерсов (а), крайнего междудонного листа (б) и набора (в) на плавбазе Кавказ.

На крупных судах с высокой скоростью район действия повышенных гидродинамических давлений распространяется на два носовых трюма (25—30% от длины судна). На этих судах увеличились свободные пролеты балок перекрытий. Часто днищевые перекрытия опираются только на борта и поперечные переборки (Орехов — в трюме № 2; Выборг — в трюмах № 1 и 2).

Повреждения переборок на крупных судах могут иметь как общий, так и местный характер. В том и другом случае наблюдается потеря устойчивости.

Общая потеря устойчивости возникает от сдвига (рис. 194, 185).

Рис. 194. Повреждения полупереборки и продольной переборки диптанка на судах типа Пула.

1 — полупереборка; 2 — бухтины от сдвига; 3 — бухтина в районе передачи усилия от киля на переборку.

Местные повреждения переборок являются результатом сжатия при действии сосредоточенной нагрузки.

На рис. 195 показаны бухтины и трещины в узле пересечения полупереборки с настилом внутреннего дна на судах типа Уссурийск, вызванные тем, что часть гофров полупереборки не лежит в одной плоскости с вертикальным килем, а стенка швеллера у конца полупереборки — с флором.

Сосредоточенное действие усилий, передающихся со стороны днища на переборку, имеет место и в трюме № 2 (см. рис. 195). Здесь полупереборка установлена между стенками туннельного киля и опирается на них с помощью двух книц.

Рис. 195. Повреждения узла пересечения полупереборки, настила внутреннего дна и вертикального киля на судах типа Уссурийск: а — в трюме № 1; б — в трюме № 2.

1 — бухтина от потери устойчивости; 2 — полупереборка; 3 — трещины; 4 — вертикальный киль; 5 — флор.

На судах типа Омск переборка между трюмами № 1 и 2 имеет нижнюю часть до настила диптанка плоской, а верхнюю — гофрированной (рис. 196). Усилия со стороны днища передаются через плоскую часть переборки на гофрированную. Однако только половина гофров установлена в одной вертикальной плоскости с нижней частью переборки. Малая длина линии непосредственного контакта между Плоской и гофрированной частями вызывает перенапряжение зон гофров, лежащих в одной плоскости с плоской переборкой. Кроме этого, стойки плоской части переборки располагаются точно посредине линии контакта, способствуя увеличению неравномерности в передаче усилия.

Рис. 196. Повреждение поперечной переборки на судах типа Омск.

1 — бухтины от потери устойчивости; 2 — зоны потери устойчивости ребер жесткости; 3 — флор в диптанке.

Расчеты показывают, что уже при небольших динамических воздействиях напряжения в месте контакта значительно превышают допускаемые из условия устойчивости.

Подобные конструктивные ошибки встречаются и на судах других типов.

Повреждение стоек плоских переборок (см. рис. 196, 185) в виде потери устойчивости в районе соединения с кницами можно объяснить следующим образом. Обычно кницы устанавливаются для обеспечения заделки конца стойки в расчете на действие гидростатического давления воды. Однако для переборок в носовой части судна кницы выполняют и другие функции, в частности передают усилия от прилегающих конструкций. Часто оказывается так, что горизонтальная грань кницы находится на балке, которая при действии гидродинамических давлений получает значительные перемещения относительно переборки. При этом в узле возникает изгибающий момент, существенно превосходящий расчетный от гидростатического давления воды.