KLASYFIKACJI I BUDOWY STATKÓW MORSKICH

Transkrypt

1 PRZEPISY KLASYFIKACJI I BUDOWY STATKÓW MORSKICH ZMIANY NR 8/01 do CZĘŚCI III WYPOSAśENIE KADŁUBOWE 007 GDAŃSK

2 Zmiany Nr 8/01 do Części III WyposaŜenie kadłubowe 007, Przepisów klasyfikacji i budowy statków morskich, zostały zatwierdzone przez Zarząd PRS S.A. w dniu 0 czerwca 01 r. i wchodzą w Ŝycie z dniem 1 lipca 01 r. Copyright by Polski Rejestr Statków S.A., 01 PRS/AW, 05/01

3 Wprowadza się następujące zmiany do Części III WyposaŜenie kadłubowe 007: 1. W spisie treści zmienia się punkt 7.10: 7.10 Luki ładunkowe Zasady ogólne Wysokość zrębnic ObciąŜenia projektowe pokryw luków i zrębnic Kryteria oceny wytrzymałości pokryw Wymiarowanie elementów pokryw przy zastosowania ciśnienia projektowego p 15 i p L Szczegóły pokryw luków i strugoszczelność Zrębnice luków Urządzenia zamykające Podpory pokryw, stopery i konstrukcje podpierające stoperów System odwodnienia pokryw Niestrugoszczelne pokrywy luków znajdujących się nad pokładem nadbudówki na kontenerowcach. Dodaje się punkt.6.1.1: W celu spełnienia wymagań punktów.6.1. i statki powinny posiadać urządzenia sterowe zdolne do zapewnienia zgodności z powyŝszymi wymaganiami przy Ŝegludze w stanie największego zanurzenia w wodzie morskiej. Aby udowodnić tę zdolność, mogą być przeprowadzone próby morskie zgodnie z wymaganiami rozdz normy ISO 19019:005 Seagoing vessels and marine technology Instructions for playing carrying out and reporting sea trias. W sytuacji, gdy próby nie są wykonywane przy największym zanurzeniu w wodzie morskiej, taki stan załadowania moŝe być zaakceptowany, pod warunkiem Ŝe:.1 ster jest w pełni zanurzony (w stosunku do wodnicy, do której zanurzony jest statek znajdujący się w spoczynku), a statek ma moŝliwe do zaakceptowania przegłębienie, lub. obciąŝenie steru i jego moment skręcający dla stanu załadowania statku do prób zostały prawidłowo oszacowane i ekstrapolowane do stanu pełnego załadowania w sposób zadawalający PRS. W kaŝdym przypadku próby głównego urządzenia sterowego naleŝy przeprowadzić przy prędkości statku odpowiadającej maksymalnej liczbie ciągłych obrotów silnika głównego i maksymalnemu projektowemu skokowi śruby. 3

4 3. W punkcie usuwa się ostatnie zdanie. 4. Dodaje się podpunkt : 4.9 Na statkach o niekonwencjonalnym projekcie innych niŝ te wymienione w c) które nie mogą spełniać powyŝszych wymagań, nale- Ŝy tak zaprojektować mostek, aby osiągnąć poziom widoczności moŝliwie najbardziej zbliŝony do tego opisanego w niniejszym punkcie. System kamer przemysłowych moŝe zostać zaakceptowany jako środek do uzyskania widoku burty statku z mostka, pod warunkiem Ŝe: widok zapewniany przez system kamer przemysłowych spełnia wymagania zawarte w podpunkcie i jest równieŝ wyświetlany w miejscach, gdzie moŝe odbywać się manewrowanie statkiem, górna krawędź burty statku na trawersie jest bezpośrednio widzialna z miejsc, gdzie moŝe odbywać się manewrowanie statkiem, charakterystyki techniczne systemu kamer przemysłowych spełniają wymagania zawarte w Przepisach klasyfikacji i budowy statków morskich PRS, Część VIII Instalacje elektryczne i systemy sterowania. 5. Podrozdział 7.10 otrzymuje brzmienie: 7.10 Luki ładunkowe Zasady ogólne Podrozdział 7.10 obejmuje wymagania Międzynarodowej konwencji o liniach ładunkowych, 1966 wraz z Protokołem Wymagania niniejszego podrozdziału nie dotyczą tych masowców, do których mają zastosowanie wymagania zawarte w Publikacji Nr 84/P, ani tych zbiornikowców, do których mają zastosowanie wymagania zawarte w Publikacji Nr 85/P Luki ładunkowe powinny być ochraniane zrębnicami i pokrywami o odpowiedniej konstrukcji i wytrzymałości. CięŜar pokryw i umieszczonego na nich ładunku, z uwzględnieniem sił bezwładności generowanych przez ruchy statku, powinien być przenoszony na konstrukcję statku w formie nacisków na powierzchniach styku powyŝszych obu konstrukcji. Styk powinien być zrealizowany w formie ciągłego kontaktu płyt bocznych pokryw z konstrukcją kadłuba (zrębnic) lub na specjalnych elementach oporowych Wymagania podrozdziału 7.10 mają zastosowanie do stalowych zrębnic i pokryw luków ładowni i zbiorników ładunkowych przeznaczonych do przewozu ładunków suchych i ciekłych oraz balastu wodnego, wykonanych ze stali kadłubowej. Zastosowanie innych materiałów podlega odrębnemu rozpatrzeniu przez PRS.

5 Wymagania podrozdziału 7.10 dotyczą pokryw jednoposzyciowych lub dwuposzyciowych. Pokrywa jednoposzyciowa jest konstrukcją stalową lub z równowaŝnego materiału, spełniającą wymagania Prawidła 16 Międzynarodowej konwencji o liniach ładunkowych. Pokrywa ma ciągłe poszycie górne i boczne, ale jest otwarta od strony wewnętrznej, gdzie umieszczone są usztywnienia poszycia i wiązary. Pokrywa jest konstrukcją strugoszczelną, z uszczelkami i urządzeniami zamykającymi o ile takie elementy nie są wymagane w szczególnych przypadkach. Pokrywa dwuposzyciowa jest konstrukcją, która w stosunku do pokrywy jednoposzyciowej zawiera dodatkowo poszycie dolne, osłaniające od zewnątrz system usztywnień, wiązarów i innych elementów wewnętrznych. Wymagania podrozdziału 7.10 nie dotyczą pokryw przenośnych, których strugoszczelność zapewniana jest przez brezent i listwy dociskowe, jak równieŝ pokryw typu pontonowego, opisanych w Prawidle 15 Międzynarodowej konwencji o liniach ładunkowych. Pokrywy luków i zrębnice powinny być wykonane z materiału o właściwościach podanych w rozdziale, Części II Kadłub, Przepisów klasyfikacji i budowy statków morskich. Do produkcji pokryw luków powinien być stosowany materiał naleŝący do grupy wiązań I JeŜeli luki znajdują się w połoŝeniu 1 i (patrz 7.1.4), to ich zamknięcia powinny być strugoszczelne. NaleŜy zastosować ciągłe uszczelki ze spręŝystego materiału o względnie małej sztywności, dociskanego do zrębnicy, tak aby zapewnić wymaganą strugoszczelność. Podobne uszczelnienia naleŝy zastosować na połączeniach segmentów pokryw. Zastosowane elementy dociskowe w postaci płaskowników lub kątowników, przylegające do uszczelek, powinny mieć zaokrąglone krawędzie oraz powinny być wykonane z materiałów odpornych na korozję. Szczegółowe wymaganie dotyczące uszczelnień podano w punkcie Wymagania wytrzymałościowe stosowane są do pokryw luków o konstrukcji płytowej z usztywnieniami. Usztywnienia pokryw i ich wiązary powinny być ciągłe na całej szerokości i długości pokrywy w takim zakresie, jak to moŝliwe z praktycznych względów. JeŜeli jest to niemoŝliwe, naleŝy zastosować właściwe rozwiązania w celu zapewnienia dostatecznej zdolności do przenoszenia obciąŝeń. Nie naleŝy stosować ukosowanych zakończeń elementów. Odstęp wiązarów równoległych do kierunku usztywnień poszycia nie powinien przekraczać 1/3 rozpiętości wiązarów. Odstępstwo od powyŝszego wymagania moŝe być zastosowane, gdy wytrzymałość konstrukcji jest sprawdzona MES z zastosowaniem powłokowych lub bryłowych elementów skończonych. 5

6 Grubości t przywoływane w dalszych częściach podrozdziału 7.10 to grubości netto o ile nie określono inaczej. Grubości netto to minimalne grubości elementów konstrukcji spełniające wymagania punktów i Wymaganą grubość brutto otrzymuje się przez dodanie do grubości netto naddatków korozyjnych, t k, podanych w Obliczenia wytrzymałościowe z zastosowaniem modeli obliczeniowych w formie belek, rusztów lub MES naleŝy wykonywać z zastosowaniem grubości netto elementów konstrukcji NaleŜy zainstalować łączniki przenoszące obciąŝenia pomiędzy panelami pokryw, w celu ograniczenia względnych pionowych przemieszczeń paneli. Konstrukcja pokryw powinna być taka, aby niemoŝliwe było ich samoczynne otwarcie w warunkach morskich. Pokrywy w stanie zamkniętym powinny spoczywać na elementach oporowych zrębnicy w celu uniknięcia nadmiernego odkształcenia uszczelek. NaleŜy przedsięwziąć środki zabezpieczające ładownie przed przenikaniem do nich oleju z urządzeń napędowych pokryw Hydrauliczne urządzenia napędowe zamykania, otwierania i blokowania pokryw powinny odpowiadać wymaganiom rozdziału 7 Części VII Silniki, mechanizmy, kotły i zbiorniki ciśnieniowe. Powinny być przewidziane niezawodne urządzenia do utrzymywania pokryw lukowych w pozycji otwartej Ładownie na ładunki suche przystosowane do przewozu ładunków niebezpiecznych (patrz podrozdział. Części V Ochrona przeciwpoŝarowa) powinny mieć na pokładzie górnym stalowe pokrywy lukowe. Konstrukcja pokryw i ich urządzeń napędowych powinna być taka, aby umoŝliwić pewne zamknięcie luku w przypadku uszkodzenia ich napędu. Pokrywy luków ładunkowych na dolnym i górnym pokładzie powinny mieć napęd zapewniający płynny, pozbawiony szarpnięć ruch pokryw oraz wszystkich ich elementów. Konstrukcja urządzeń napędowych powinna być taka, aby w przypadku ich uszkodzenia nie występowało samoczynne zamknięcie pokryw w czasie ich otwierania lub zamykania. Powinny być zastosowane środki zabezpieczające przed przedostaniem się do ładowni oleju z urządzeń napędowych pokryw lukowych Statki z lukami o duŝych wymiarach, na których podczas pływania w warunkach sztormowych istnieje moŝliwość powstania znacznych odkształceń zrębnic luków, powinny spełniać następujące wymagania:.1 konstrukcja urządzenia zamykającego powinna umoŝliwiać jego poziome przemieszczanie się w miejscu docisku do zrębnicy, na długości przewidywanego poziomego przesuwania się pokrywy; 6

7 . połączenia zawiasowe między sekcjami pokryw oraz między sekcją a zrębnicą luku powinny mieć odpowiednie luzy, zapewniające moŝliwość ich względnych przemieszczeń poziomych;.3 powierzchnia nośna zrębnicy luku powinna zapewniać odpowiedni styk ślizgowy, umoŝliwiający przesuwanie się po niej sekcji pokryw;.4 mocnik nośny zrębnicy luku naleŝy wzmocnić tak, aby był zapewniony ciągły styk z sekcjami pokryw (metal z metalem) Ochrona luków i zrębnic przed uszkodzeniami wywołanymi przez liny chwytaków urządzeń rozładunkowych moŝe być osiągnięta poprzez odpowiednie zamocowanie kształtowników ochronnych (np. półokrągłych) na wzdłuŝniku luku (np. w górnej części), na końcowym pokładniku luku i w górnej części zrębnicy luku ładowni Wysokość zrębnic Wysokość zrębnic luków ładunkowych powinna wynosić w poło- Ŝeniu 1 co najmniej 600 mm, a w połoŝeniu co najmniej 450 mm. W przypadku masowców, rudowców i statków kombinowanych naleŝy uwzględnić wymagania opisane w podrozdziale 1.3 (patrz takŝe ) Wysokość zrębnic luków ładunkowych zakrywanych pokrywami stalowymi z uszczelkami moŝe być zmniejszona w stosunku do wysokości wymaganej w , a nawet moŝna ich nie montować, jeŝeli PRS uzna szczelność zamknięcia pokryw i środki do ich zamykania za w pełni niezawodne ObciąŜenia projektowe pokryw luków i zrębnic Zasady ogólne Wymiary wiązań stalowych pokryw luków (grubość poszycia, gabaryty usztywnień poszycia i wiązarów) i zrębnic luków powinny być określane z uwzględnieniem obciąŝeń projektowych, określonych w , jeśli mają one zastosowanie. Kiedy dwa lub więcej segmentów pokrywy połączono zawiasowo, kaŝdy segment naleŝy rozpatrywać oddzielnie Pionowe obciąŝenia projektowe od środowiska W przypadku pokryw luków w połoŝeniach 1 i (patrz definicje w i rysunek , gdzie połoŝenia 1 i pokazano dla przykładowego statku) naleŝy uwzględnić zewnętrzne ciśnienie od działania morza, równe ciśnieniu p 15 określanemu zgodnie z tabelą Pionowe obciąŝenia projektowe od środowiska nie muszą być sumowane z obciąŝeniami od ładunku, obliczonymi wg i Na rys połoŝenia 1 i są pokazane w odniesieniu do przykładowego statku. 7

8 Pokład wolnej burty ** ** ** 1 * 1 1 ** 1 * T 0,5L Długość L * zmniejszone obciąŝenie na otwartych pokładach nadbudówki połoŝonych nad pokładem wolnej burty co najmniej na wysokości równej jednej standardowej wysokości nadbudówki ** zmniejszone obciąŝenie na otwartych pokładach nadbudówki statków o długości L > 100 m, usytuowanych nad najniŝszym pokładem w połoŝeniu, co najmniej na wysokości jednej standardowej wysokości nadbudówki Rys PołoŜenia 1 i na przykładowym statku W przypadku zwiększonej wolnej burty statku, obciąŝenie projektowe na pokrywach luków, zgodne z tabelą , na rzeczywistym pokładzie wolnej burty, moŝe być takie, jakie jest wymagane dla pokładu nadbudówki, o ile letnia wolna burta jest taka, Ŝe zanurzenie statku nie jest większe niŝ to odpowiadające minimalnej wolnej burcie, obliczonej dla załoŝonego pokładu wolnej burty, poło- Ŝonego w odległości nie mniejszej niŝ standardowa wysokość nadbudówki, h N, poniŝej rzeczywistego pokładu wolnej burty (patrz rys ), gdzie: h N = 1,05 + 0, 01L, [m] ( ) Zastosowana wartość h N powinna spełniać warunki: 1,8 h N,3, [m] ( ) Rzeczywisty pokład wolnej burty Przyjęty pokład wolnej burty ** ** ** 1 * ** ** h N T 0,5 L Długość L * zmniejszone obciąŝenie na otwartych pokładach nadbudówki połoŝonych nad pokładem wolnej burty co najmniej na wysokości równej jednej standardowej wysokości nadbudówki ** zmniejszone obciąŝenie na otwartych pokładach nadbudówki statków o długości L > 100 m, usytuowanych nad najniŝszym pokładem w połoŝeniu, co najmniej na wysokości jednej standardowej wysokości nadbudówki 8 Rys PołoŜenia 1 i dla przykładowego statku ze zwiększoną wolną burtą

9 Tabela ObciąŜenia projektowe p 15 dla luków na pokładach otwartych Pozycja 1 9,81 76 ObciąŜenie projektowe p 15 [kpa] x 1 x 0,75 0,75 < 1 1, L 0 L ( 1, ) dla 4 m L 100 m na pokładzie wolnej burty 9,81 x 4,8L , L L ( ) L na otwartych pokładach nadbudówki połoŝonych w odległości nie mniejszej od standardowej wysokości nadbudówki nad pokładem wolnej burty 9,81 ( 1,5 L + 116) 76 9,81 3,5 dla L > 100 m na pokładzie wolnej burty na statkach typu B zgodnie z ICLL ( ) x1 9,81 0,096L 1 + 3,04 0,0L1 + 1, L na pokładzie wolnej burty na statkach z wolną burtą mniejszą od tej dla statków typu B zgodnie z ICLL ( ) x1 9,81 0,145 L 1 8,5 0,1089 L1 + 9, 89 L L 1 = L, ale nie więcej niŝ 340 m na otwartych pokładach nadbudówki połoŝonych w odległości nie mniejszej od standardowej wysokości nadbudówki nad pokładem wolej burty 9,81 3,5 dla 4 m L 100 m 9,81 76 ( 1,1 L + 87,6) dla L > 100 m 9,81,6 na otwartych pokładach nadbudówki połoŝonych w odległości nie mniejszej od standardowej wysokości nadbudówki nad najniŝszym pokładem w pozycji 9,81,1 Znaczenie symboli w tabeli : L określono w p. 1..1, x 1 współrzędna wzdłuŝna środka obciąŝonego elementu konstrukcji, odmierzana od rufowego końca długości L, [m]. 9

10 Poziome obciąŝenia projektowe od środowiska morskiego Poziome obciąŝenie projektowe od środowiska dla określenia wymiarów płyt bocznych pokryw luków i zrębnic na pokładzie otwartym wynosi: gdzie: f = L0 + 4,1 dla L 0 < 90 m, 5 1,5 300 L0 10,75 p A = ac (bc L f z), [kpa] ( ) f = dla 90 m L 0 < 300 m, 100 f = 10,75 dla 300 m L 0 < 350 m, 1,5 L ,75 f = dla 350 m L m, 150 c L = L 0 90 dla L 0 < 90 m, c L = 1 dla L 0 90 m, L 1 a = 0 + dla nieosłoniętych czołowych płyt zrębnic poprzecznych i płyt 1 bocznych pokryw nad tymi płytami zrębnic, L 1 a = 10 + dla płyt jak wyŝej, kiedy odległość od rzeczywistego pokładu 1 wolnej burty do letniej wodnicy ładunkowej przekracza minimalną nieskorygowaną tabelaryczną wolną burtę, zgodną z wymaganiami Międzynarodowej konwencji o liniach ładunkowych, o przynajmniej jedną standardową wysokość nadbudówki, h N (h N określono w punkcie ), L`1 a = 5 + dla płyt zrębnic wzdłuŝnych i osłoniętych czołowych płyt 15 zrębnic poprzecznych oraz płyt bocznych pokryw nad tymi płytami zrębnic, L1 x' a = dla płyt zrębnic poprzecznych od strony rufy i płyt bocznych pokryw nad nimi, w rufowej połowie statku, 100 L0 L1 x' a = dla płyt jak wyŝej, ale w dziobowej połowie statku, 100 L 0 L 1 = L 0, ale nie musi być większe niŝ 300 m, 10

11 x L 0,45 0 b = 1,0 + dla < δ + 0, L 0 x L 0,45 x 0 b = 1,0 + 1,5 dla δ + 0, L 0 x 0,45, 0,45, NaleŜy przyjmować 0,6 δ 0,8 m, ale przy obliczaniu wymiarów konstrukcyjnych tylnych ścian zrębnic i połoŝonych nad nimi płyt bocznych pokryw, w dziobowej połowie statku, wartość δ nie musi być przyjmowana mniejsza niŝ 0,8. x odległość, [m], pomiędzy rozpatrywaną poprzeczną zrębnicą lub połoŝoną nad nią boczną płytą pokrywy luku a rufowym końcem długości L 0. Przy wymiarowaniu zrębnic wzdłuŝnych lub połoŝonych nad nimi płyt bocznych pokrywy, długość takiej konstrukcji naleŝy podzielić na części o w przybliŝeniu równej długości, nie przekraczającej 0,15L 0 dla kaŝdego z odcinków, a x naleŝy przyjąć jako odległość pomiędzy rufowym końcem długości L 0 i środkiem kaŝdego rozpatrywanego odcinka, z odległość pionowa, [m], od letniej wodnicy ładunkowej do punktu środkowego rozpiętości usztywnienia, lub do środka pola płyty, b c = 0,3 + 0, 7 B b wartość przyjmowana do obliczenia c nie powinna być mniejsza niŝ 0,5, B b szerokość zrębnicy, [m], w rozpatrywanej lokalizacji, B rzeczywista maksymalna szerokość statku, [m], na nieosłoniętym pokładzie, w rozpatrywanej lokalizacji. ObciąŜenie projektowe p A nie powinno być przyjmowane jako mniejsze od obciąŝenia o wartościach minimalnych podanych w tabeli Tabela Minimalne obciąŝenie projektowe p Amin L 0 p Amin [kpa] [m] Nieosłonięte ściany czołowe Inne miejsca > 50 L < L 0 1,

12 ObciąŜenia od ładunku ObciąŜenie pokrywy od ładunku p L, [kpa], wynikające z nurzania i kiwania statku, powinno być obliczone wg wzoru: p L = p C (1+a V ) ( ) p C obciąŝenie statyczne od ładunku, [kpa], a V = F m współczynnik uwzględniający przyspieszenie pionowe, v0 F = 0,11, L m m = 1,0 dla 0, < 0 1 = m0 5( m0 1) dla 0 L0 x1 0,7, x L 0 x1 0,, L 0 m x1 x1 m = 1+ 0, 7 dla 0,7 < 1,0, 0,3 L0 L0 m 0 = 1,5 + F, ν 0 prędkość maksymalna przy zanurzeniu do letniej wodnicy ładunkowej; przyjmowana do obliczeń wartości ν 0 nie powinna być mniejsza niŝ L 0, [węzły], x 1 tak jak w tabeli ObciąŜenia skupione ObciąŜenia w formie sił P, spowodowane przez nurzanie i kiwanie (np. obciąŝenia od kontenerów), powinny być obliczane wg wzoru: ( ) P = P S 1 + a V, [kn] ( ) a V współczynnik określony w , P S siła statyczna, [kn]. Usztywnienia podlegające działaniu sił skupionych będą rozpatrywane przez PRS odrębnie ObciąŜenia od kontenerów W przypadku kontenerów przewoŝonych na pokrywach luków naleŝy rozpatrywać następujące obciąŝenia wynikające z nurzania, kiwania i kołysania bocznego (patrz rys ): M hm Az = 9,81 ( 1 + av ) 0,45 0, 4, [kn] ( ) b M hm Bz = 9,81 ( 1 + av ) 0,45 + 0, 4, [kn] ( ) b 1

13 B y =,4M, [kn] ( ) a V współczynnik określony w , M maksymalna masa projektowa stosu kontenerów, [t], h m projektowa wysokość środka cięŝkości stosu nad wspornikami pokrywy luku, [m], b odległość pomiędzy punktami podparcia kontenerów, [m], A z, B z siły reakcji w kierunku pionowym, w naprzeciwległych naroŝnikach stosu kontenerów, B y siła reakcji w kierunku poprzecznym, w naroŝniku stosu kontenerów. h m M B y z B z b Rys Siły wynikające z obciąŝenia kontenerami Zaleca się zastosowanie tych samych wartości M i h m, które są uŝywane do obliczeń zabezpieczenia ładunku (mocowania kontenerów). JeŜeli załoŝono inne wartości M i h m, projektant powinien upewnić się, Ŝe obciąŝenie zastosowane w modelu obliczeniowym jest nie mniejsze niŝ zalecane wyŝej. JeŜeli wytrzymałość konstrukcji pokryw jest oceniana na podstawie analizy MES, zgodnie z , z zastosowaniem powłokowych lub tarczowych elementów skończonych, h m moŝe być przyjęte jako projektowa wysokość środka cięŝkości stosu ponad górnym poszyciem pokrywy. Wartości M i h m zastosowane do oceny wytrzymałości naleŝy podać na rysunku pokryw. W przypadku stosów kontenerów zamocowanych do specjalnych pomostów lub przewoŝonych w prowadnicach, moŝe być wymagane specjalne rozpatrywanie sił obciąŝających pokrywę luku. ObciąŜenia od kontenerów mogą być takŝe określane na podstawie specjalnej analizy przyspieszeń, stosownie do zastosowanego systemu zamocowań kontenerów. Analizę taką wykona PRS. Przypadki obciąŝeń opisane wyŝej i w punkcie powinny być równieŝ uwzględniane w warunkach częściowych, niejednorodnych stanach załadowania statku, które mogą wystąpić w praktyce, np. kiedy konkretne miejsca na stosy kontenerów są puste. 13

14 ObciąŜenie w przypadku częściowego załadowania pokryw luków moŝe być uwzględnione w sposób przybliŝony, gdy pokrywa nie jest obciąŝona przez skrajne stosy kontenerów (patrz rys ). Rys Częściowe załadowanie pokrywy ObciąŜenia wywołane przez spręŝyste odkształcenia kadłuba statku Pokrywy luków, które poza obciąŝeniami obliczonymi wg do są obciąŝone przez siły prostopadłe do PS, wywołane spręŝystymi odkształceniami kadłuba, powinny być tak projektowane, by całkowite naprę- Ŝenie nie przekraczało wartości dopuszczalnych podanych w ObciąŜenia od kół pojazdów Jeśli pokrywa poddawana jest działaniu obciąŝenia pochodzącego od wózka widłowego, to w obliczeniach wymiarów elementów pokrywy naleŝy uwzględnić wymagania podrozdziału 19.4 Części II Przepisów Kryteria wytrzymałości pokryw NapręŜenia dopuszczalne NapręŜenia zredukowane σ e w konstrukcjach pokryw, wyznaczane do grubości netto, nie powinny przekraczać 0,8 R e. Przy obciąŝeniach projektowych wg do , napręŝenia zredukowane σ e, wyznaczane dla grubości netto, MES, z zastosowaniem tarczowych lub powłokowych elementów skończonych, nie powinny przekraczać poziomu 0,9 R e. W przypadku zastosowania stali o granicy plastyczności większej niŝ 355 MPa dopuszczalna wartość σ e, nie większa niŝ R e, będzie ustalana przez PRS odrębnie W przypadku obliczeń z zastosowaniem modeli belkowych lub rusztów, napręŝenia zredukowane moŝna obliczać ze wzoru: σ e = σ + 3τ, [MPa] ( ) 14

15 gdzie: σ napręŝenie normalne, [MPa], τ napręŝenie styczne, [MPa] W przypadku obliczeń MES napręŝenia zredukowane moŝna wyznaczać ze wzoru: = σ x σ xσ y + σ y σ e + 3τ, [MPa] ( ) gdzie: σ x napręŝenie normalne, [MPa], w kierunku osi x, σ y napręŝenie normalne, [MPa], w kierunku osi y, τ napręŝenie styczne, [MPa], w płaszczyźnie x-y. x i y oznaczają współrzędne w kartezjańskim układzie współrzędnych, w płaszczyźnie rozwaŝanego elementu konstrukcji. W przypadku obliczeń MES z zastosowaniem tarczowych lub powłokowych elementów skończonych naleŝy uwzględniać napręŝenia wyznaczane w środkach elementów skończonych. W przypadku stosowania powłokowych elementów skończonych naleŝy oceniać napręŝenia w ich powierzchniach środkowych. Poziom napręŝeń w miejscach koncentracji napręŝeń będzie oceniany przez PRS odrębnie Poziom napręŝeń ściskających i stycznych w konstrukcji pokrywy luku powinien spełniać odpowiednie wymagania podane w Gdy pokrywa podlega obciąŝeniu od wózka widłowego, to wymiary elementów konstrukcji naleŝy wyznaczać z uwzględnieniem wymagań podanych w podrozdziale 19.4 Części II Kadłub Dopuszczalne ugięcie pokrywy Ugięcia wiązarów pokrywy spowodowane obciąŝeniem określonym w nie powinny być większe niŝ 0,0056l, gdzie l jest największą rozpiętością wiązarów. Szczególną uwagę na ugięcia pokryw luków naleŝy zwracać w sytuacjach, gdy pokrywy są przeznaczone do przewozu kontenerów i dopuszczalna jest metoda ich mieszanego składowania, gdzie np. czterdziestostopowy kontener umieszczony jest na wierzchu dwóch kontenerów dwudziestostopowych. NaleŜy takŝe uwzględniać moŝliwość stykania się odkształconych segmentów pokryw w obrębie poszczególnych ładowni statku Naddatki korozyjne i warunki wymiany elementów konstrukcji Wymagania dotyczące wymiarów wiązań zrębnic i pokryw luków, podane w poniŝszych punktach, zakładają zastosowanie naddatków korozyjnych o wartościach nie mniejszych od określonych w tabeli

16 Tabela Naddatki korozyjne t k dla pokryw i zrębnic luków Zastosowanie Konstrukcja t k [mm] Luki na pokładach otwartych kontenerowców, samochodowców, statków do przewozu papieru, statków pasaŝerskich Luki na pokładach otwartych wszystkich pozostałych typach statków objętych wymaganiami niniejszego podrozdziału Pokrywy luków 1,0 Zrębnice luków odrębnie ustalane przez PRS, ale nie mniej niŝ 1,0 mm Pokrywy luków ogólnie,0 Nieosłonięte poszycie i poszycie dolne pokryw dwuposzyciowych Wewnętrzna konstrukcja pokryw dwuposzyciowych oraz wiązarów skrzynkowych Zrębnice nie zaliczane do wzdłuŝnych ciągłych wiązań kadłuba statku Zrębnice zaliczane do wzdłuŝnych ciągłych wiązań kadłuba statku 1,5 1,0 1,5 odrębnie ustalane przez PRS, ale nie mniej niŝ 1,5 mm Wsporniki i usztywnienia zrębnic 1, Wymagana jest wymiana tych części konstrukcji stalowej pokryw jednoposzyciowych i poszycia pokryw dwuposzyciowych, gdzie zmierzona grubość jest mniejsza niŝ t net +0,5 mm (t net grubość netto). Gdy zmierzona grubość mieści się w przedziale od t net +0,5 mm do t net +1,0 mm, zamiast wymiany elementów konstrukcji moŝna zastosować malowanie (zgodnie z wymogami wytwórcy farb) lub coroczne pomiary grubości. Pomiar grubości wewnętrznej konstrukcji pokryw dwuposzyciowych jest wymagany, gdy ma być przeprowadzona wymiana poszycia górnego lub dolnego poszycia pokrywy lub gdy zostanie to uznane za konieczne przez inspektora PRS, na podstawie oględzin korozji poszycia lub stanu odkształcenia konstrukcji. W tych przypadkach wymiana elementów konstrukcji wewnętrznych jest wymagana tam, gdzie zmierzona grubość jest mniejsza niŝ t net. W przypadku gdy zgodnie z zastosowany jest naddatek korozyjny równy 1 mm, wymagana jest wymiana tych elementów konstrukcji, których zmierzona grubość jest mniejsza niŝ t net. Kiedy zmierzona grubość mieści się w przedziale t net do t net +0,5 mm, zamiast wymiany elementów konstrukcji moŝna zastosować malowanie (zgodnie z wymogami wytwórcy farb) lub coroczne pomiary grubości Naddatków korozyjnych moŝna nie stosować w przypadku elementów konstrukcji wykonanych ze stopów aluminium. 16

17 Obliczenia wytrzymałości wiązarów pokryw Zasady ogólne Obliczenia wytrzymałości pokryw luków mogą być wykonywane z zastosowaniem teorii zginania belki, analizy rusztu lub MES. NaleŜy uwzględnić wymagania punktu Parametry efektywnych przekrojów poprzecznych do obliczeń z uŝyciem teorii zginania belki lub analizy rusztu Parametry przekroju naleŝy określać z uwzględnieniem pasa współpracującego poszycia. MoŜna przy tym uwzględnić pola poprzecznych przekrojów usztywnień równoległych do rozpatrywanych wiązarów w obrębie szerokości pasa (patrz rys ). Szerokość e m pasów współpracujących wiązarów powinna być określana z zastosowaniem tabeli , z uwzględnieniem typu obciąŝenia. Mogą być wymagane specjalne obliczenia dla określenia efektywnej szerokości jednostronnych lub niesymetrycznych mocników. Efektywne pole przekroju płyt nie powinno być mniejsze niŝ pole przekroju mocnika. Szerokość e m pasa współpracującego płyt ściskanych, z usztywnieniami prostopadłymi do środników wiązarów, powinna być określana wg Tabela Efektywna szerokość e m pasa współpracującego wiązarów l/e e m1 /e 0 0,36 0,64 0,8 0,91 0,96 0,98 1,00 1,00 e m /e 0 0,0 0,37 0,5 0,65 0,75 0,84 0,89 0,90 NaleŜy stosować: e m = e m1 gdy wiązary są obciąŝone przez obciąŝenie ciągłe lub przez przynajmniej 6 równomiernie rozłoŝonych na całej długości sił skupionych, e m = e m gdy wiązary są obciąŝone przez 3 lub mniej sił skupionych. Wartości e m dla pośredniej liczby sił skupionych mogą być otrzymane metodą interpolacji liniowej. l odległość między miejscami zerowymi momentu zginającego, l = l 0 dla wiązarów na podporach przegubowych, l = 0,6l 0 dla wiązarów utwierdzonych na obu końcach, gdzie l 0 jest niepodpartą długością wiązara. e szerokość pasa poszycia podpieranego przez wiązar, mierzona jako odległość środków płyt z obu stron wiązara. 17

18 Ogólne wymagania dotyczące obliczeń MES Przy obliczeniach wytrzymałości pokryw luków z uŝyciem MES, geometria pokrywy powinna być modelowana w stopniu maksymalnie zbliŝonym do rzeczywistości. Wielkość elementów skończonych powinna być taka, aby uwzględnić efekt pasa współpracującego poszycia. W Ŝadnym przypadku szerokość elementów skończonych nie moŝe być większa od odstępu usztywnień. W rejonach punktów przyłoŝenia sił i w rejonach wycięć, siatka powinna być odpowiednio zagęszczona. Wartość stosunku długości do szerokości elementów nie powinna przekraczać 4. Wysokość elementów skończonych, na które podzielono środniki wiązara nie powinna być większa niŝ 1/3 wysokości środnika. Usztywnienia podpierające płyty obciąŝone ciśnieniem powinny być uwzględnione w modelu MES. Usztywnienia stosowane w celu zapobiegania wyboczeniu płyt mogą być pominięte w obliczeniach Wymiarowanie elementów pokryw przy zastosowanym ciśnieniu projektowym p 15 i p L Lokalna grubość netto płyt Lokalna grubość netto płyt poszycia górnego pokrywy nie powinna być mniejsza niŝ: p t = Fp 15,8s, [mm] ( ) 0,95R Grubości płyt nie powinny być mniejsze niŝ 1% odstępu usztywnień lub 6 mm, w zaleŝności od tego, która z powyŝszych wielkości jest większa. F p współczynnik uwzględniający napręŝenia membranowe, F p = 1,50 ogólnie, F p = 1,90 σ r /σ, gdy σ r /σ 0,8, dla płyt w obszarze pasa współpracującego wiązara, s odstęp usztywnień, [m], p ciśnienie p 15 określone wg lub ciśnienie p L według , [kpa], σ r napręŝenia normalne w górnym poszyciu pokrywy, [MPa]; napręŝenia normalne w poszyciu pokrywy mogą być określane w odległości s od środników sąsiednich wiązarów prostopadłych do usztywnień poszycia oraz w odległości s/ od środnika wiązara równoległego do usztywnień (patrz rys ). NaleŜy przyjąć większe z obu napręŝeń. Rozkład napręŝeń normalnych σ pomiędzy dwoma równoległymi wzdłuŝnikami określono w , σ = 0,8R e, [MPa]. e 18

19 Dla ściskanych pasów współpracujących naleŝy wykazać wystarczającą wytrzymałość na wyboczenie wg Lokalna grubość netto płyt dla obciąŝeń od kół pojazdów będzie rozpatrywana przez PRS odrębnie. Wymagana grubość dolnego poszycia pokryw dwuposzyciowych i wzdłuŝników skrzynkowych wynika z obliczeń wytrzymałościowych wg , z uwzględnieniem napręŝeń dopuszczalnych określonych w Wartość grubości netto dolnego poszycia pokrywy, traktowanego jako element wytrzymałościowy, nie powinna być mniejsza niŝ większa wartość z poniŝszych dwóch: t = 6,5s, [mm] ( ) t = 5 mm ( ) s odstęp usztywnień poszycia pokrywy, [m]. Grubość dolnego poszycia pokrywy, które nie jest traktowane jako element wytrzymałościowy, będzie rozpatrywana przez PRS odrębnie. σ [ σ ( y = s / ) σ ( x s) ] r = max r, x1 ; r, y = s σ r,y σ r,x 1 1 s s/ x y Rys Wyznaczanie napręŝeń normalnych w poszyciu pokrywy Wymiary netto usztywnień poszycia Wartości netto wskaźnika przekroju W i pola przekroju na ścianie A s usztywnień pokrywy utwierdzonych na obu końcach, poddanych obciąŝeniu ciągłemu, nie mogą być mniejsze niŝ: 104l sp W =, [cm 3 ] ( ) R e 10lsp As =, [cm ] ( ) R e 19

20 l rozpiętość usztywnienia, [m]; powinna być ona przyjęta jako odstęp wiązarów lub odległość pomiędzy wiązarem a podparciem usztywnienia przy krawędzi pokrywy, s odstęp usztywnień, [m], p ciśnienie, określone wg lub , [kpa]. Wskaźnik przekroju netto usztywnień naleŝy określić zakładając pas współpracujący poszycia o szerokości równej odstępowi usztywnień. W przypadku usztywnień w formie płaskownika i usztywnień zapobiegających wyboczeniu, wartość h/t w nie powinna być większa niŝ 15k 0,5, gdzie: h wysokość usztywnienia, [mm], t w grubość netto usztywnienia, [mm], 35 k =. R e Usztywnienia równoległe do wiązarów i ułoŝone w obrębie szerokości efektywnej określonej zgodnie z powinny być ciągłe w miejscach krzy- Ŝowania się z wiązarami i mogą być uwzględniane przy obliczaniu parametrów przekroju wiązarów. NaleŜy sprawdzić, czy sumaryczne napręŝenia w usztywnieniach, wywołane przez zginanie wiązarów i zginanie lokalne wskutek ciśnienia działającego na poszycie, nie przekraczają napręŝeń dopuszczalnych określonych w W przypadku usztywnień pokryw luków poddawanych ściskaniu naleŝy sprawdzić, czy spełniają one kryteria podane w , dotyczące wyboczenia giętego i skrętnego. Wymiary usztywnień pokryw luków poddawanych obciąŝeniom od kół pojazdów naleŝy określić poprzez bezpośrednie obliczenia z uwzględnieniem napręŝeń dopuszczalnych wg albo ten problem będzie rozpatrywany przez PRS odrębnie Wymiary netto wiązarów Wymiary wiązarów są otrzymywane na podstawie obliczeń wg z uwzględnieniem napręŝeń dopuszczalnych podanych w NaleŜy sprawdzić wg , czy wszystkie części składowe wiązarów nie są zagroŝone wyboczeniem. W przypadku płyt poszycia ściskanych w dwóch kierunkach kryteria wyboczenia naleŝy sprawdzić w obszarze pasów współpracujących określonych wg Grubość netto, [mm], środników wiązarów nie powinna być mniejsza niŝ większa grubość spośród poniŝszych dwóch: t = 6,5 s, [mm] ( ) s odstęp usztywnień poszycia pokrywy luku, [m]. t = 5 mm ( ) 0

21 Wymiary skrajnych wiązarów (brzegów pokrywy) są otrzymywane z obliczeń wg , z uwzględnieniem dopuszczalnych napręŝeń wg Grubość netto, [mm], tych wiązarów, podlegających bezpośrednio działaniu wody morskiej, nie powinna być mniejsza niŝ największa grubość spośród poniŝszych trzech: t p A = 15,8s, [mm] ( ) 0,95R e t = 8,5s, [mm] ( ) p A ciśnienie określone w , [kpa], s odstęp usztywnień poszycia pokrywy luku, [m]. t min = 5 mm ( ) Sztywność skrajnych wiązarów pokrywy powinna być wystarczająca, aby zapewnić odpowiednie ciśnienie docisku uszczelnienia na odcinkach pomiędzy urządzeniami zamykającymi. Moment bezwładności przekroju poprzecznego tych wiązarów nie powinien być mniejszy niŝ: 4 6qs SD I =, [cm 4 ] ( ) q obciąŝenie od docisku uszczelki, [N/mm]; zastosowana w powyŝszym wzorze wartość nie moŝe być mniejsza niŝ 5 N/mm, s SD odstęp urządzeń mocujących, [m], przyjmowany jako maksymalna wartość spośród odległości a i pomiędzy sąsiednimi urządzeniami, mierzonych wzdłuŝ obwodu pokrywy (patrz rys ); zastosowana wartość nie powinna być mniejsza niŝ,5 a c, gdzie: a c = max(a 1,1 ; a 1, ), [m]. a 1 = a a 1. a 1. a a 3 a 1.1 s SD = max (a i, a i+1 ) Rys Odległość pomiędzy urządzeniami zamykającymi, mierzona wzdłuŝ pokrywy 1

22 Do obliczenia rzeczywistej wartości momentu bezwładności skrajnych wiązarów pokrywy naleŝy przyjmować szerokość pasa współpracującego poszycia pokrywy o wartości równej mniejszej wartości z poniŝszych dwóch: 0,165 s SD, połowa odległości pomiędzy brzegiem pokrywy a sąsiednim wiązarem Wymiary i połączenie ze skrajnymi wiązarami pokrywy elementu konstrukcji wypełnionego uszczelką gumową (kątownika lub profilu równowaŝnego) powinny być odpowiednie, aby zapewnić równomierny docisk uszczelki na całej długości Stateczność Zasady ogólne Konstrukcja pokryw luków powinna spełniać kryteria stateczności określone w niniejszym punkcie Stateczność konstrukcji zrębnic luków będzie rozpatrzona przez PRS odrębnie. NapręŜenia ściskające i ścinające powinny być przyjmowane w obliczeniach jako dodatnie, a napręŝenia rozciągające jako ujemne Definicje a długość dłuŝszego boku pojedynczego pola płyty, [mm] (w kierunku osi x, patrz rys ), b szerokość krótszego boku pojedynczego pola płyty, [mm] (w kierunku osi y, patrz rys ), α = a/b wydłuŝenie pojedynczego pola płyty, n liczba szerokości pojedynczego pola płyty w obrębie częściowego lub całkowitego pola płyty (patrz rys ), t grubość netto płyty, [mm], σ x napręŝenie membranowe, [MPa], w kierunku osi x, σ y napręŝenie membranowe, [MPa], w kierunku osi y, τ napręŝenie ścinające, [MPa], w płaszczyźnie x-y, E moduł spręŝystości podłuŝnej (Younga), [MPa], materiału; dla stali: E =, MPa, F 1 współczynnik uwzględniający wpływ usztywnień na wyboczenie płyty, o wartościach podanych w tabeli (patrz takŝe tabela ).

23 Tabela Wartość współczynnika F 1 Usztywnienia ukosowane na obu końcach 1,00 Wartości orientacyjne 1 dla przypadków gdy oba końce są skutecznie połączone z sąsiednimi konstrukcjami 1,05 dla płaskowników 1,10 dla płaskowników łebkowych 1,0 dla kątowników i teowników 1,30 dla ceowników i wiązarów o duŝej sztywności W przypadku paneli płytowych posiadających róŝne usztywnienia krawędzi naleŝy stosować uśrednioną wartość F 1. 1 Dokładniejsze wartości mogą być określone poprzez obliczenia bezpośrednie. MoŜna przyjąć większą wartość pod warunkiem jej weryfikacji z zastosowaniem nieliniowych obliczeń MES wyboczenia częściowego pola płytowego, które będą zaakceptowane przez PRS; przyjęta wartość F 1 nie moŝe być jednak większa niŝ,0. t σ e = 0,9E referencyjna wartość teoretycznych napręŝeń krytycznych, b [MPa], σ ψ = iloraz wartości napręŝeń normalnych działających wzdłuŝ σ1 naprzeciwległych krawędzi płyty, σ 1 maksymalna wartość napręŝeń ściskających, [MPa], σ minimalna wartość napręŝeń ściskających lub napręŝeń rozciągających, [MPa], S współczynnik bezpieczeństwa (dla wymiarów netto wiązań), o wartościach: S = 1,5 dla pokryw luków poddawanych pionowemu obciąŝeniu ciśnieniem o wartościach określonych wg , S = 1,10 dla pokryw luków poddawanych obciąŝeniom wg do , R e λ = współczynnik smukłości, Kσ e K współczynnik wyboczenia o wartościach podanych w tabeli

24 usztywnienie wzdłuŝne pojedyncze pole płytowe częściowe pole płytowe a m b m b n b a y x usztywnienie poprzeczne określenia: usztywnienie w kierunku długości a boku płyty to usztywnienie wzdłuŝne, usztywnienie w kierunku szerokości b boku płyty to usztywnienie poprzeczne Rys Konfiguracja płyty JeŜeli napręŝenia w kierunku osi x i osi y uwzględniają efekt Poissona (napręŝenie obliczone MES), to w obliczeniach stateczności moŝna stosować poniŝsze zmodyfikowane wartości napręŝeń. Zarówno napręŝenie σ x *, jak i σ y * powinny być napręŝeniami ściskającymi, aby moŝna było zastosować ich redukcję wg następujących wzorów: * * σ = ( σ 0,3σ ) / 0,91 ( ) x y x y y * * σ = ( σ 0,3σ ) / 0,91 ( ) gdzie: σ, σ napręŝenia membranowe w płytach uwzględniające efekt Poissona. * x * y JeŜeli napręŝenia ściskające spełniają warunek σ <,3σ, to w oblicze- * niach stateczności naleŝy przyjmować σ y = 0 i σ x = σ x. x * y * 0 x * 0 y JeŜeli napręŝenia ściskające spełniają warunek σ <,3σ, to w obliczeniach stateczności naleŝy przyjmować σ x = 0 i σ y = σ * y. * x 4

25 Stateczność górnego i dolnego poszycia pokrywy Pojedyncze pole płytowe o wymiarach a b powinno spełniać warunek: σ x S κ x Re e1 σ y S + κ y Re e σ xσ y S B Re + τ S κ R τ e 3 3 e 1,0 ( ) Pierwsze dwa i ostatni składnik z lewej strony powyŝszej nierówności nie powinny być większe niŝ 1,0. Współczynniki redukcyjne κ x, κ y i κ τ naleŝy wyznaczyć na podstawie tabeli JeŜeli σ x 0 (napręŝenie rozciągające), to naleŝy przyjmować κ x = 1,0. JeŜeli σ y 0 (napręŝenie rozciągające), to naleŝy przyjmować κ y = 1,0. Wykładniki e 1, e i e 3 oraz współczynnik B naleŝy przyjąć wg tabeli Tabela Współczynniki e 1, e, e 3 i B Wykładniki e 1 e 3 i współczynnik B e 1 e Wartość 4 1+ κ x 4 1+ κ y e 3 1+ κ x κ y κτ B gdy σ x i σ y dodatnie (napręŝenie ściskające) ( κ xκ y ) B gdy σ x alboσ y ujemne (napręŝenie rozciągające) 1 5 5

26 Tabela Współczynniki wyboczenia i redukcyjne dla płaskich elementarnych paneli płytowych 1 Przypadek obciąŝenia Iloraz ψ 1 ψ 0 0 > 1 WydłuŜenie a α = b α 1 Współczynnik wyboczenia K 8,4 K = ψ + 1,1 >ψ K = 7,63 ψ ( 6,6 10ψ ) ψ 1 1 ψ 0 α 1 0 >ψ > 1 ψ 1 1 α 1,5 K = (1 ψ) 5,975 1,1 K = F1 1 + α ψ ( + 1,1 ) ( + ψ ) 1, K = F α 1,1 1 ψ ( 13,9 10ψ ) α α > 1,5 1,1(1 + ψ ) K = F1 [(1 + ) + α 1,1 ψ 8,6 (5,87 + 1,87 α + 10ψ )] α α 3(1 ψ ) 1 ψ 1 α K = F1 ( ) 5, α Współczynnik redukcyjny κ = 1 λ λ κ x dla c 1 0, κ x = c dla λ > λ c λ λ c = (1,5 0,1ψ) 1,5 c λ c = 1 + 0,88 1 c ( H R) 1 R + F κ = y c α λ c = ( 1,5 0,1 ψ ) 1,5 λ < λ λ R = λ 1 dla c c R = 0, dla c λ c = 1 + λ λc 0,88 1 c 6

27 3 Przypadek obciąŝenia Iloraz ψ 1 ψ 0 0 >ψ > 1 WydłuŜenie a α = b 3(1 ψ ) α > 4 α > ψ > 1 α 0 Współczynnik wyboczenia K 1 ψ K = F1 [( ) 3, α 1 ψ 4 + 0,5375 ( ) + 1,87] α 1 4(0,45 + ) K = α 3ψ K = 4(0,45 + )(1 + ψ ) + α 5ψ (1 3,4ψ ) 1 (3 ψ ) K = (0,45 + ) α Współczynnik redukcyjny κ K 1 0,91 F = 1 c 1 0 λ p = λ 0,5 1 λ p dla λ 3 F1 c 1 = (1 ) 0 α λ H = λ R c( T + T 4) 14 1 T = λ λ 3 κ x = 1 dla λ 0, 7 1 κ x = dla λ λ > 0, 7 + 0,51 p 7

28 5 Przypadek obciąŝenia Iloraz ψ WydłuŜenie a α = b α 1 0 < α <1 Oznaczenia warunków brzegowych: swobodna krawędź płyty krawędź płyty podparta przegubowo Współczynnik wyboczenia K K = K τ 3 4 K τ = [5,34 + ] α 5,34 K τ = [4 + ] α Współczynnik redukcyjny κ κ τ =1 dla λ 0, 84 0, 84 κ τ = dla λ > 0, 84 λ 8

29 Środniki i mocniki wiązarów Nieusztywnione środniki i mocniki wiązarów powinny spełniać kryteria stateczności określone w analogicznie do przypadku płyt poszycia górnego i poszycia dolnego pokryw luków Stateczność usztywnionych paneli pokryw.1 Usztywnienia wzdłuŝne i poprzeczne Ciągłe wzdłuŝne i poprzeczne usztywnienia częściowych pól płytowych, jak i całej pokrywy powinny spełniać wymagania określone w i Efektywna szerokość górnego i dolnego poszycia pokrywy W celu wykonania oceny wytrzymałości na wyboczenie wg wymagań określonych w i moŝna stosować wartości efektywnej szerokości poszycia, stosując następujące wzory (patrz równieŝ rys i ): b m = κ x b dla usztywnień wzdłuŝnych, ( ) a m = κ y a dla usztywnień poprzecznych. ( ) Rys Usztywnienie równoległe do środnika wiązara 9

30 Rys Usztywnienie prostopadłe do środnika wiązara Zastosowana wartość efektywnej szerokości poszycia nie powinna być większa od wartości określonej wg podobnie jak w przypadku wiązarów. Efektywną szerokość e m usztywnionych płyt poszycia tworzących mocniki wiązarów moŝna obliczać wg poniŝszych wzorów. W przypadku gdy b < e m (e m oznacza efektywna szerokość określoną wg ): e m = nb m ( ) em n = int całkowita liczba odstępów usztywnień o wartości b, we- b wnątrz efektywnej szerokości e m (patrz rys ). ( ) W przypadku gdy a e m (patrz rys ): ' e = na < e m m m ( ) em n =,7 1 ( ) a e szerokość poszycia podpierana przez wiązar, określona wg (patrz takŝe rys i rys ). W przypadku gdy b e m lub a < e m, symbole b i a w powyŝszych wzorach powinny być odpowiednio zamienione ze sobą. Wartości a m i b m dla mocników powinny być, generalnie, określone dla ψ = 1. Wymiary płyt i usztywnień powinny być, generalnie, określane dla maksymalnych napręŝeń σ x (y) przy środnikach, odpowiednio, wiązarów lub usztywnień. Dla ściskanych usztywnień o odstępie b, równoległych do wiązarów zastosowana wartość σ x (y = b) powinna być nie mniejsza niŝ 0,5R e. 30

31 Rozkład napręŝeń σ x (y) pomiędzy dwoma wiązarami moŝna określać ze wzoru: y y σ ( ) ( ) x y = σ c1 4c 1+ c1 c ( ) x e e σ x c1 = ; σ c ( ) x1 1,5 '' '' = e m 1 + em ( ) 0, 5 c ( ) e e m1 część szerokości efektywnej e m1 lub szerokości efektywnej e m1 wiązara numer 1 w obrębie pasa poszycia o szerokości e, w zaleŝności od tego, która z nich ma zastosowanie, e m część szerokości efektywnej e m lub szerokości efektywnej e m wiązara w obrębie pasa poszycia o szerokości e, w zaleŝności od tego, która z nich ma zastosowanie, σ x1, σ x napręŝenia normalne w płytach tworzących mocniki wiązarów 1 i leŝących w odstępie e, obliczane dla przekroju poprzecznego uwzględniającego szerokość efektywną e m poszycia wg lub e m, wyznaczoną jak podano wyŝej, w zaleŝności od tego, która wartość ma zastosowanie, y odległość rozpatrywanego punktu od wiązara 1. Rozkład napręŝeń stycznych w pasach współpracujących moŝna zakładać jako liniowo zmienny..3 Wyboczenie giętne usztywnień Usztywnienia powinny spełniać następujący warunek: σ a + σ b S 1 R e ( ) σ a napręŝenia ściskające, [MPa], w kierunku osi usztywnienia o wartościach: σ a = σ x dla usztywnień wzdłuŝnych, σ a = σ y dla usztywnień poprzecznych, σ x, σ y patrz , M 0 + M1 σ b = napręŝenia w usztywnieniu od zginania, [MPa], 3 Z 10 M 0 = K st Ki pzw c p f z moment zginający, [knm], spowodowany ugięciem w usztywnienia (przyjmować: c f p z >0), M 1 moment zginający, [knm], wynikający z poprzecznego obcią- Ŝenia pokrywy ciśnieniem p, obliczany ze wzorów: 31

32 M 1 = pba dla usztywnień wzdłuŝnych, pa( nb) M = dla usztywnień poprzecznych, 1 3 c s 8 10 n patrz i rys (n = 1, gdy nie ma usztywnień wzdłuŝnych), p ciśnienie obciąŝające poszycie pokrywy, wg , [kpa], F Ki teoretyczna siła krytyczna usztywnienia, [N], F F π a π Kix = EI x ( nb) 10 EI Kiy = y 4 10 dla usztywnień wzdłuŝnych, 4 dla usztywnień poprzecznych, I x, I y momenty bezwładności netto, [cm 4 ], usztywnienia wzdłuŝnego lub poprzecznego łącznie z pasem współpracującym poszycia wg I x i I y powinny spełniać następujące warunki: 3 I bt x, [cm 4 ] I at y, [cm 4 ] p z zastępcze ciśnienie, [MPa], uwzględniające napręŝenia σ x, σ y i τ, obliczane ze wzorów: t πb p = + + zx σ xl cyσ y τ dla usztywnień podłuŝnych, 1 b a p t πa Ay c xσ xl σ y 1 τ a nb at zy = 1 dla usztywnień po przecznych, A x σ xl = σ x 1 +, tb c x, c y współczynnik uwzględniający napręŝenia prostopadłe do osi usztywnienia, o zmiennym rozkładzie wzdłuŝ jego długości, c = = 0,5 1+ψ dla 0 ψ 1, x c y ( ) 0,5 c x = c y = dla ψ < 0, 1 ψ ψ patrz , A x, A y pole przekroju poprzecznego netto, [mm ], odpowiednio usztywnienia wzdłuŝnego lub poprzecznego, bez dołączonego poszycia, 3

33 m1 m τ 1 = τ t R E + 0, e a b dla usztywnień wzdłuŝnych naleŝy przyjmować: a,0 : m 1 = 1,47, m = 0,49, b a <,0 : m 1 = 1,96, m = 0,37, b dla usztywnień poprzecznych naleŝy przyjmować: a 1,96 0,5 : m 1 = 0,37, m =, nb n a 1,47 < 0,5 : m 1 = 0,49, m =, b n w = w 0 + w 1, w 0 załoŝone trwałe ugięcia płyty, [mm], o wartościach: a b w0 x = min,, 10 dla usztywnień wzdłuŝnych, a nb w0 y = min,, 10 dla usztywnień poprzecznych Dla usztywnień zukosowanych na obu końcach, w 0 nie moŝe być przyjmowane mniejsze niŝ odległość od powierzchni środkowej poszycia do osi obojętnej usztywnienia wraz z pasem współpracującym poszycia. w 1 ugięcie usztywnienia w środku jego rozpiętości, [mm], wskutek obciąŝenia poszycia ciśnieniem p. W przypadku obciąŝenia równomiernego moŝna przyjmować następujące wartości w 1 : 4 pba w1 = dla usztywnień wzdłuŝnych, EI x 4 5ap( nb) w1 = dla usztywnień poprzecznych, EI y c s c f współczynnik uwzględniający spręŝyste podparcie zapewniane przez usztywnienie, [MPa]; dla usztywnień wzdłuŝnych: π c fx = FKix ( 1+ c px ), a 1, c px = I x 0, t b 1+ c xa 33

34 a b c xa = + dla a b, b a a c xa = 1 + dla a < b, b dla usztywnień poprzecznych: π c ( ) ( ) fy = csfkiy 1+ c, py nb 1, c py = I y 0, t a 1+ c nb a c ya = + dla nb a, a nb nb c ya = 1 + dla nb < a, a ya c s współczynnik uwzględniający sposób podparcia usztywnienia poprzecznego: c s = 1,0 dla usztywnień podpartych przegubowo, c s =,0 dla częściowego utwierdzenia, Z st wskaźnik wytrzymałości usztywnienia (wzdłuŝnego lub poprzecznego) netto, [cm 3 ], z uwzględnieniem pasa poszycia o efektywnej szerokości wg W przypadku braku obciąŝenia poprzecznego p napręŝenie od zginania σ b powinno być obliczane w środku rozpiętości usztywnienia w skrajnych punktach przekroju poprzecznego, z tej strony osi obojętnej, gdzie napręŝenia są większe. W przypadku obciąŝenia poszycia ciśnieniem p napręŝenia powinny być obliczane w skrajnych punktach przekroju poprzecznego, z obu stron osi obojętnej (w razie konieczności uwzględnić dwuosiowy stan napręŝeń w poszyciu)..4 Wyboczenie skrętne usztywnień Usztywnienia wzdłuŝne powinny spełniać następujący warunek σ xs κ R T e 1,0 κ T współczynnik o wartościach: κ T = 1,0 dla λ T 0,, ( ) 34

35 1 κt = dla λ T > 0,, Φ + Φ λ T ( + 0,1( λ 0,) + λ ) Φ = 0,5 1 T T, R e λ T = współczynnik smukłości, σ KiT E π I ω 10 σ = KiT ε + 0,385I T, [MPa], I p a Wartości I p, I T, I ω dla usztywnień pokazanych na rys podano w tabeli b f b f b f t w t w t w t w t f h w e f b 1 b 1 b C C C C t e = h + t f w f / Rys Wymiary usztywnień I p biegunowy moment bezwładności netto usztywnienia, [cm 4 ], względem punktu C (patrz rys ), I T moment bezwładności St. Venanta netto usztywnienia, [cm 4 ], I ω wycinkowy moment bezwładności netto usztywnienia, [cm 6 ], 4 3 a ε = współczynnik uwzględniający 3 4 b 4h w stopień skrępowania poszycia, π I ω t 3t w a, b,t patrz , h w wysokość środnika, [mm], t w grubość netto środnika, [mm], b f szerokość pasa współpracującego, [mm], t f grubość netto mocnika, [mm], A w = h w t w powierzchnia netto środnika, [mm ], A f = b f t f powierzchnia netto mocnika, [mm ], t f e f = hw +, [mm]. 35

36 Tabela Momenty bezwładności Kształtownik I p [cm 4 ] I T [cm 4 ] I ω [cm 6 ] Płaskownik 3 3 h w t w hwtw t 4 w 1 0,63 h 3 t 3 w w h 6 w Płaskowniki 3 A 4 łebkowe lub whw h wt w t dla płaskowników + Af e f 10 3 w 1 0, łebkowych i kątowników: profile 3 10 hw 3 z mocnikiem b f t f t f Af e f b f Af +. 6AW + 1 0, b 1 10 f Af + AW dla teowników: 3 b t e f f 1 10 W przypadku ściskanych poprzecznych usztywnień poszycia, nie podpartych przez usztywnienia wzdłuŝne, naleŝy sprawdzić kryterium wyboczenia skrętnego analogicznym sposobem do określonego wyŝej Szczegóły konstrukcji pokryw luków i strugoszczelność Fundamenty kontenerów na pokrywach Elementy konstrukcji pokryw podpierających kontenery będą rozpatrywane przez PRS odrębnie. Konstrukcje takie powinny być zaprojektowane dla obciąŝeń od ładunku i kontenerów wg , z zastosowaniem napręŝeń dopuszczalnych określonych w Strugoszczelność Materiał uszczelniający Materiał uszczelniający powinien być dobrany stosowanie do wszystkich spodziewanych warunków pogodowych i typu przewoŝonych ładunków. NaleŜy dobrać jego rozmiary i spręŝystość w taki sposób, by zapewnić spodziewane wartości odkształceń. Siły oddziaływania pokryw i zrębnic luków powinny być przenoszone wyłącznie przez konstrukcję stalową. Materiał uszczelniający powinien być skutecznie zamocowany do konstrukcji. Uszczelki powinny być ściskane tak, by uzyskać konieczny efekt uszczelnienia w kaŝdych spodziewanych warunkach eksploatacyjnych. Szczególnie starannie naleŝy konstruować układy uszczelnień na statkach z duŝymi ruchami względnymi pomiędzy pokrywami luków i zrębnicami lub pomiędzy segmentami pokryw luków. f 6 36