Системы набора. Шпация

Корпус судна представляет собой оболочку, состоящую из горизонтальных и вертикальных пластин, подкрепленных балками. Совокупность пластины с подкрепляющими ее балками называют перекрытием. Различают днищевое, бортовое и палубное перекрытия (рис. 13). Для каждого перекрытия судового корпуса опорным контуром служат другие смежные перекрытия. Подкрепляющие каждое перекрытие балки идут в двух взаимно перпендикулярных направлениях: продольном и поперечном.

Обычно несколько более жестких балок, идущих в одном направлении, поддерживают большее количество менее жестких балок другого направления. Первые называют перекрестными связями, а вторые — балками главного направления. Примером перекрытия может служить днищевое перекрытие танкера (рис. 14).

Рис. 13. Основные перекрытия корпуса судна:

1 — днищевое; 2 — бортовое; 3 — палубное

В зависимости от ориентации балок главного направления различают поперечную или продольную системы набора судовых перекрытий.

При поперечной системе набора (рис. 15 а) балки главного направления идут поперек судна — от борта к борту на днищевых и палубных перекрытиях или от днища к палубе — на бортовых перекрытиях. В этом случае длинная сторона пластин перекрытия, ограниченных набором, расположена поперек судна. Общая продольная прочность обеспечивается наружной обшивкой, настилами палуб и конструкцией вертикального киля.

Поперечную систему набора всех судовых перекрытий применяют, как правило, на небольших судах с относительно малым отношением длины судна к высоте борта; на крупных судах поперечную систему набора используют в основном только для бортовых перекрытий.

Рис. 14. Днищевые перекрытия танкера

При увеличении размеров судна и отношения длины корпуса к высоте борта становится все труднее обеспечить продольную прочность и жесткость корпуса, так как толщина наружной обшивки возрастает и масса корпуса увеличивается. Поперечная система набора верхней палубы и днища становится невыгодной.

При продольной системе набора (рис. 15) балки главного направления располагают вдоль судна, а перекрестные связи в виде рам — поперек. В этом случае длинная сторона пластин перекрытия направлена вдоль судна. Благодаря большому количеству продольных ребер жесткости удается с меньшими затратами металла обеспечить устойчивость перекрытий в продольном направлении, что дает выигрыш в массе корпуса.

Продольную систему набора применяют для днищевых, палубных и, иногда, бортовых перекрытий на крупных, а также на быстроходных морских судах (танкерах, пассажирских и грузопассажирских, больших сухогрузных судах, быстроходных контейнеровозах, больших промысловых плавучих базах и т. п.).

Кроме чисто поперечной и продольной встречается смешанная («клетчатая») система набора.

При смешанной системе (рис. 15, в) набор состоит из сетки продольных и поперечных балок, расставленных на примерно одинаковых расстояниях друг от друга, в связи с чем нельзя выделить из них балки главного направления и перекрестные связи (конфигурация пластин, ограниченных набором, приближается к квадрату). Однако, как правило, при этой системе преобладают поперечные связи.

Рис. 15. Системы набора:

а – поперечная; б — продольная; в - смешанная

Балки поперечного набора устанавливают на определенном расстоянии одну от другой, называемом шпангоутным расстоянием. Промежуток между этими балками называют шпацией.

Шпангоуты, на которых установлены балки поперечного набора, называют практическими шпангоутами, в отличие от теоретических, или просто шпангоутами. При поперечной системе набора нормальное шпангоутное расстояние в средней части судна по Правилам Регистра S₀ = 0,002 L + 0,48, где L — длина судна между перпендикулярами, м.

Допускаемое отклонение величины определенной по формуле шпации равно ±25 %. В форпике и ахтерпике на судах любых размеров шпация, равная более 600 мм, как правило, не допускается. На расстоянии до 0,2 L от носового перпендикуляра шпация не должна быть более 700 мм.

Чтобы создать предпосылки для более широкой унификации, нормализации и стандартизации в области судовых корпусных конструкций, дельных вещей и фундаментов, при проектировании судов определяемые приведенными выше Правилами Регистра шпангоутные расстояния принимают округленно, а именно: 500, 550, 600, 700, 750, 800, 900, 1000 мм.

При продольной системе набора расстояния между балками главного направления — продольными ребрами — по технологическим соображениям должно быть не менее 500 мм у сухогрузных судов и 600 мм — у танкеров.