Конструктивное оформление вырезов в основных связях корпуса

Общие положения

При проектировании вырезов в основных корпусных конструкциях следует обеспечить снижение до заданного уровня концентрации напряжений в районе выреза и при необходимости компенсацию потерянной площади конструкции. В общем случае это достигается рациональной ориентацией выреза относительно поля напряжений, выбором надлежащей формы вырезов и установкой подкреплений.

Вырезы в продольных связях корпуса, имеющие прямоугольную или эллиптическую форму, должны располагаться большей стороной вдоль корпуса корабля. Отступления от такого расположения вырезов допускаются в исключительных случаях при необходимости удовлетворения специальным требованиям. При этом вырезы не должны нарушать непрерывность основных несущих балок набора.

Подкрепление вырезов осуществляется с помощью вварных утолщенных листов (рис. 5.1). Кромки подкрепляющих листов необходимо совмещать с пазами и стыками настила или обшивки, в связи с чем допускается несимметричное расположение вварных листов относительно выреза.

Вварные фигурные листы могут предусматриваться только тогда, когда раскрой листов в районе выреза, расположение балок набора, деталей насыщения или другие причины не позволяют произвести указанное совмещение кромок.

Подкрепление вырезов, расположенных длинной стороной поперек корпуса, конструктивно оформляется так же, как и подкрепление вырезов, расположенных вдоль корабля.

Групповые вырезы следует подкреплять общим вварным листом.

Толщина вварных листов должна быть не более двух толщин подкрепляемой обшивки или настила. Вместо дальнейшего утолщения подкрепляющих листов их следует выполнять из более прочной стали либо предусматривать увеличение сечения набора, подкрепляющего вырез в продольном направлении.

Углы одиночных прямоугольных вырезов с отношением длины к ширине более трех, а также внешние углы групповых вырезов допускается подкреплять уширенными вварными листами, доходящими до ближайшего паза в обшивке (настиле) или до борта (рис. 5.2).

Рис. 5.1. Совмещение кромок вварных листов со стыками и пазами настилов и обшивки:

а — при подкреплении прямоугольных вырезов по всей длине их кромки; б, в — при подкреплении круглых вырезов.

Большие вырезы с шириной более 15% ширины корпуса, не имеющие комингсов, должны ограничиваться продольными балками набора, распложенными на расстоянии 15—20 мм от кромки выреза и продолженными до ближайшей или следующей за ней поперечной балки.

Если балки основного набора не удается совместить с кромками выреза, следует специально установить связи необходимых размеров.

Балки, прерванные в районе выреза, должны закрепляться на жестких связях перпендикулярного направления.

Компенсация потерянной площади при одиночном или групповых вырезах по ширине несущей связи корпуса корабля должна осуществляться увеличением толщины листов обшивки (настила) или увеличением площади сечения набора в районе выреза (рис. 5.3).

Рис. 5.3. Относительные размеры листов при компенсации выреза в настиле.

Снижение концентрации напряжений или компенсация потерянной площади с помощью накладных листов не допускаются.

В районе углов больших вырезов не допускается размещение отверстий, различных монтажных приварышей, скоб, рымов и пр. Размеры этого района указаны на рис. 5.4, а, зона «А». Исключения могут быть допущены для малых отверстий и деталей насыщения.

Рис. 5.4. Размеры зон, ограничивающих место расположения отверстий и приварных деталей:

а — ширина зоны «А» при ее длине менее трех радиусов скругления угла; б — ширина зоны «А» при ее длине более трех радиусов скругления угла Если длина зоны «А» более 0,4 длины выреза, то ее распространяют на всю длину выреза. Для палуб с большим раскрытием (ширина выреза 0,5—0,7 ширины палубы) поперечный размер зоны «А» увеличивают до борта (рис. 5.4, б). Не рекомендуется размещение вырезов в зоне «С».

Стыки стенок балок главного направления не должны располагаться в районе «А». Кроме того, в этом районе рекомендуется скруглять углы пересечения поясков балок (рис. 5.5).

Рис. 5.5. Скругление поясков балок набора в районе углов больших вырезов:

а — скругление поясков продольной балки; б — скругление с помощью вварной крестовины Не допускается вывод сварных швов на продольные кромки вырезов ближе чем на три радиуса скругления от поперечных кромок. Стыки окантовывающих вырез поясков также не следует располагать в зоне концентрации напряжений. Стыки вварных утолщенных листов вне выреза должны отстоять от его поперечной кромки не менее чем на 0,3 ширины выреза (см. рис. 5.1, а).

Кромки вырезов должны иметь плавное сопряжение, соответствующее заданной кривой, и гладкую поверхность, зачищенную после резки. Не допускается приварка каких-либо деталей к кромке выреза по всему его периметру.

Вырезы, закрытые съемными листами, устанавливаемыми на болтах, подкрепляются на общих основаниях.