НД №2-020101-104

РС6 и РС7 ширина w_Bow, м, и высота b_Bow, м, участка распределения нагрузки определяют-ся по следующим формулам:

^wBow ⁼ FBowlQ,Bow\    (1.2.3.3-1)

beow ⁼ Qbow/P Bow,    (1.2.3.3-2)

где F_Bow — наиболБ»шее значение F„ кН, в носовом районе в соответствии с 1.2.3.2.1;

Qbow — наибольшее значение Qu МН/м, в носовом районе в соответствии с 1.2.3.2.1;

Pbow — наибольшее значение Р„ МРа, в носовом районе в соответствии с 1.2.З.2.1.

В остальных районах ледовых усилений ширина WNonBow ^м, и высота b_NonBow> м, участка распределения нагрузки определяются по следующим формулам:

V^NonBow PnohBomJ Q,NonBo-w'i    (1.2.3.3.2-1)

btfonBow ^NonBowl^ fey    (1.2.3.3.2-2)

где 'FwonBow — сила, кН, определяемая в соответствии с 1.2.3.2.2; QnotiBow — погонная нагрузка, МН/м, в соответствии с 1.2.З.2.2.

1.2.3.4 Давление в пределах расчетного участка нагрузки.

1.2.3.4.1    Среднее давление P_av& МПа, в пределах расчетного участка нагрузки определяется следующим образом:

= Fl(b-w),    (1.2.3.4.1)

где F — F_Bow или F_NonBow соответственно рассматриваемому району корпуса, МН;

Ъ — b_Bow или b^_onBow соответственно рассматриваемому району корпуса, м; w — w_Bow или w^_onBow соответственно рассматриваемому району корпуса, м.

1.2.3.4.2    В пределах участка нагрузки имеются районы повышенного давления. Как правило, районы меньшего размера имеют большие местные давления. Для учета концентрации давления на локализованных конструктивных элементах используются коэффициенты пикового давления, перечисленные в табл. 1.2.З.4.2.

1.2.3.5 Коэффициенты района корпуса судна.

Коэффициент района корпуса, регламентируемый для каждого из районов ледовых усилений, представляет собой относительную величину нагрузки, ожидаемой в районе. Значения коэффициентов района корпуса AF для каждого из районов приведены в табл. 1.2.3.5-1.

Если конструктивный элемент располагается в нескольких районах ледовых усилений, при определении его размеров необходимо учитывать наибольший из коэффициентов районов корпуса.

Значения коэффициентов района корпуса для районов Si и S\ судов с винторулевыми колонками приведены в табл. 1.2.3.5-2.

Значения коэффициентов района корпуса судов AF со знаком ледового класса Icebreaker приведены в табл. 1.2.3.5-3

1,2,4 Требования к наружной обшивке.

1.2.4.1    Толщина наружной обшивки t, мм, определяется по формуле

t = t_net+ t_S9    (1.2.4.1)

где t_net — толщина наружной обшивки, мм, требуемая для восприятия ледовых нагрузок, согласно 1.2.4.2;

t_s — надбавка на коррозию и абразивный износ согласно 1.2.11, мм.

1.2.4.2    Толщина наружной обшивки t_net, мм, требуемая для восприятия расчетной ледовой нагрузки, зависит от системы набора.

Толщина нетто наружной обшивки при поперечной системе набора (Q>70°), в том числе и днищевой обшивки в районах В1_в, М_в и S_B, определяется по формуле

tnet = 5Q0s((AF PPFpPa^/ (Ту)^0,5/(1 + s/2b). (1.2.4.2-1)

Толщина нетто наружной обшивки при продольной системе набора (Q<20°) при b^s определяется по формуле

t„et = 500s((AF PPF_pPavg)/(Уу)^0,5/(1 + s/2l). (1.2.4.2-2)

Толщина нетто наружной обшивки при продольной системе набора (Q<20°) при b<s определяется по формуле

^ = 500tffAFtfPFyP^a^-Qbls - (bjs)²f%\ + s/2t).

(1.2.4.2-3)

где П—меныпий угол между хордой ватерлинии и основным набором наружной обшивки в соответствии с рис. 1.2.4.2, град.; s — шпация основного набора обшивки, м;

AF — коэффициент района корпуса в соответствии с 1.2.3.5; PPF_p — коэффициент учета максимального давления в соответствии с табл. 1.2.3.4.2;

Pevg — среднее давление на участке распределения нагрузки в соответствии с 1.2.3.4.1, МПа;

Сту — минимальный верхний передел текучести материала,

Н/мм²;

Ъ — высота расчетного участка распределения нагрузки, м; при поперечной системе набора ЬКЛ—sl4;

I — расстояние между опорами балки основного набора, м, определяемое как и пролет балки в соответствии с 1.2.5.5, но без учета размеров книц. При наличии в перекрытии интеркостельного элемента (стрингер или шпангоут), длина I может не приниматься больше расстояния между интеркостельным элементом и наиболее удаленной от него опоры балки основного набора.

В случае, если 20° < Q < 70°, толщина нетто наружной обшивки определяется линейной интерполяцией.

1.2.5 Набор. Общие положения.

1.2.5.1    Элементы набора судов полярного класса должны проектироваться на восприятие ледовых нагрузок, установленных в 1.2.3.

1.2.5.2    Термин «элемент набора» относится к шпангоутам, продольный балкам набора, несущим стрингерам и рамным шпангоутам в районе ледовых усилений (см. рис. 1.2.2.1).

1.2.5.3    Прочность элемента набора зависит от условий его закрепления на опорах. Если элемент набора не разрезается на опоре или его конец закреплен кницами, то такое закрепление может считаться жестким. В остальных случаях ограничение вращения на опоре может быть показано на основании расчета перекрытия прямыми расчетными методами, в противном случае, элемент набора считается свободно опертым. Опора любого элемента набора, находящаяся внутри района ледовых усилений, должна быть жесткой.

1.2.5.4    Узлы пересечения элементов набора с листовыми конструкциями должны выполняться в соответствии с 3.10.2.4.5 части П «Корпус». Крепление концов элементов набора должно удовлетворять требованиям 1.7.2.2 и 2.5.5 части П «Корпус».

1.2.5.5    Пролет элемента набора определяется на основании его теоретической длины. При установке концевых книц пролет может быть уменьшен в соответствии с 3.10.2.2.3 части П «Корпус». Конструкция книц должна обеспечивать ее устойчивость при работе в упругой и пластической области.

1.2.5.6    При определении момента сопротивления и площади стенки элемента набора учитываются толщина нетто стенки, пояска и присоединенного пояска балки. В площадь стенки элемента набора может быть включен весь материал по высоте стенки элемента, т.е. площадь стенки и часть площади пояска, при его наличии, но без учета присоединенного пояска.

1.2.5.7    Фактическая площадь стенки A_w см , продольной или поперечной балки набора определятся по формуле

A_w = htwn sincp^/lGO,

где h — высота балки набора, мм, в соответствии с рис. 1.2.5.7; t_vm — толщина нетто стенки, мм;

twn t\V ■

-t_c;

t_w — построечная толщина стенки, мм, в соответствии с рис. 1.2.5.7;

t_c — надбавка на коррозию, мм, на величину которой должна быть уменьшена толщина стенки или пояска балки набора; t_c определяется в соответствии с 1.1.5.2 части П «Корпус», но не должна приниматься меньше требуемой 1.2.11.3;

<|>_w — меныпий из углов между наружной обшивкой и стенкой балки, измеренный посередине длины ее пролета (см. рис. 1.2.5.7). В случае, если меньший из углов составляет 75 град, и более, (p_w может быть принят равным 90 град.

1.2.5.8 Фактический пластический момент сопротивления балки набора Z_p, см³, для случая, когда площадь поперечного сечения балки набора меньше площади сечения ее присоединенного пояска, определяется по формуле

2

Z_p = A_pnt_pn/2Q +    +^(V_Csmcp_w-b_wcoscp_w)/10,

(1.2.5.8-1)

где h, twt, ^_сиф_№ — см. 1.2.5.7, a s приведено в 1.2.4.2;

А_рп — площадь поперечного сечения балки набора, см²; t_pn — толщина нетто присоединенного пояска балки, мм, соответствующая t_net согласно 1.2.4.2; h_w— высота стенки балки набора, мм, (см. рис. 1.2.5.7);

— часть площади пояска балки, учитываемая при определении площади стенки, см²;

hf_c — высота балки набора, измеренная до центра площади пояска, мм, (см. рис. 1.2.5.7);

b_w — расстояние от плоскости, проходящей через середину толщины стенки балки набора до центра площади пояска, мм, (см. рис. 1.2.5.7).

Отстояние нейтральной оси балки z_na, мм, от присоединенного пояска для случая, когда площадь поперечного сечения балки набора больше площади сечения ее присоединенного пояска, и фактический пластический момент сопротивления поперечной или продольной балки набора Z_p, см³, для случая, когда площадь сечения присоединенного пояска больше площади поперечного сечения балки набора, определяются по следующим формулам:

z_na = (10 (Ц*+ ht_wn— I000t_pf1s)l2t_wn9    (1.2.5.8-2)

= V (z_na+^Jf-)sim_?w+ (^-^+^z^^sincpw ₊

+Afi_t((hf_c—z_na) sinqv—bjzoscp_w)/1 о).    (1.2.5.8-3)

1.2.5.9 В случае, если 20° < D < 70°, ще Q определяется в соответствии с 1.2.4.2, должна применяться линейная интерполяция.

1.2.6 Набор. Продольные днищевые балки и шпангоуты.

1.2.6.1    Размеры продольных днищевых балок (т.е. районы корпуса В1_Ь, М_ъ и и шпангоуты должны выбираться таким образом, чтобы совместное действие изгиба и сдвига не приводило к предельному состояние элемента. Предельное состояние элемента определяется величиной нагрузки, приложенной в середине пролета, при которой начинает образовываться пластический механизм. Для конструкций днища пятно нагрузки должно быть расположено таким образом, чтобы его длина Ъ была параллельна балке набора.

1.2.6.2    Фактическая площадь сдвига шпангоута A_w см², согласно 1.2.5.7, должна соответствовать условию A_w ^ А_ь в котором

А, = m²-0,5LL-s(AFPPF-P_avg)/(0,577a_y), (1.2.6.2)

где LL — длина нагруженной части пролета; равна меньшей из а и b, м;

а — пролет шпангоута согласно 1.2.5.5, м;

b — высота расчетного участка распределения ледовой нагрузки согласно 1.2.3.3;

s — расстояние между балками основного набора, м;

AF— коэффициент района корпуса в соответствии с 1.2.3.5; PPF — коэффициент учета максимального давления, принимаемый равным PPF_t или PPF_S согласно табл. 1.2.3.4.2; Pavg — среднее давление в пределах участка нагружения в соответствии с 1.2.3.4;

Сту — минимальный верхний предел текучести материала, Н/мм².

1.2.6.3    Фактический пластический момент сопротивления Z_p балки набора с присоединенным пояском, согласно 1.2.5.8, должен соответствовать условию Zp^Z_pb где см³, должен быть наибольшим, рассчитанным на основе двух видов нагрузки, —

действующей в середине пролета шпангоута и действующей вблизи опоры, и должен определяться по формуле

Z._pt = 100³ LL-Y-s(AF■ PPF,- P_mg)a A^/(4a_y),    (1.2.6.3)

где AF,. PPF_b Payg, LL, b, s, а и cy_y приведены в 1.2.6.2;

Y=1 - 0,5(Ши);

A\ — наибольшее из А,_Л - 1/0+//2 + kjl2[(1 — of)^0,5 - IT);

— 1/(2а,-У))/(0,275 + 1,44j£⁷); j = 1 для набора с одной свободной опорой вне районов ледовых усилений; у = 2 для набора без свободных опор;

«1 = AjA_w;

A_t — минимальная площадь сдвига шпангоута согласно 1.2.6.2, см²;

A_w— эффективная площадь сдвига шпангоута (рассчитывается согласно 1.2.5.7), см²; kw = lf(l+2Afi,/A_w% где Ajn согласно 1.2.5.8; кг = z^/Zpy как правило;

кг = 0,0, если шпангоут имеет концевую бракету; z_p — сумме отдельных пластических моментов сопротивления пояска и листа наружной обшивки по фактической установке, см³;

%,= (6/^/4 + Ь_еЖ§„/4)/т0; bf— ширина пояска, мм, (см. рис. 1.2.5.7); tjn — нетто-толщина пояска, мм; tjn = t/—t_c (t_c согласно 1.2.5.7);

tf— построечная толщина пояска, мм, (см. рис. 1.2.5.7); t_pn — нетто-толщина листа наружной обшивки, мм, (не должна быть менее согласно 1.2.4); beff— эффективная ширшга. пояска листа наружной обшивки, мм; Ьф= 500 s;

Zp — эффективный рабочий пластический момент сопротивления шпангоута (рассчитывается согласно 1.2.5.8), см³.

1.2.6.4 Размеры шпангоута должны отвечать требованиям к устойчивости в 1.2.9.

1.2.7 Набор. Продольные бортовые балки.

1.2.7.1    Размеры продольных бортовых балок должны выбираться таким образом, чтобы совместное действие изгиба и сдвига не приводимо к предельному состоянию элемента. Предельное состояние элемента определяется величиной нагрузки, приложенной в середине пролета, при которой начинает образовываться пластический механизм.

1.2.7.2    Фактическая площадь сдвига шпангоута A_w согласно 1.2.5.7, должна соответствовать условию A_w^Ai, в котором

A_L=100¹(AF-PPF_xP_ayg) 0,5b₁a/[0,577ay), см², (1.2.7.2)

где AF—коэффициент района корпуса в соответствии с 1.2.3.5; PPF_S— см. табл. 1.2.3.4.2;

Pavg — среднее давление в соответствии с 1.2.3.4;

Ъ\ = ^м>

*0 = 1-0,3/Ь';

Ь' = b/s;

b — высота расчетного участка распределения ледовой нагрузки согласно 1.2.3.3; s —расстояние между продольными связями, м;

b₂ = b( 1 — 0,256'), м, если V < 2;

Ъ₂ = 5, м, если Ъ' ^ 2;

а — пролет продольной бортовой балки согласно 1.2.5.5; оу — минимальный верхний предел текучести материала, Н/мм².

1.2.73 Фактический пластический момент сопротивления Zp комбинации лист/ребро жесткости,

согласно 1.2.5.8, должен соответствовать условию Z_p > Z_pLb в котором

Z_pL = 100²(AF-PPF_s-P_avg)b^a¹Л₄/8<з_у, см³, (1.2.7.3)

где AF, PPF_S) P_avgi Ъ_ъ а ио„ приведены в 1.2.7.2;

А_л= 1/(2 + ^,[(1-^)°’⁵-1]);

а₄ = AjJAy^

A_l — минимальная площадь сдвига продольной связи согласно 1,2.7.2, см²;

A_w — эффективная площадь сдвига продольной связи (рассчитывается согласно 1.2.5.7), см²;

kwi= 1/(1+Z4^A4_W), где согласно 1.2.5.8.

1.2.7.4 Размеры продольных связей должны отвечать требованиям к устойчивости в 1.2.9.

1.2.8    Набор. Рамные шпангоуты и несущие стрингеры.

1.2.8.1    Рамные шпангоуты и несущие стрингеры должны рассчитываться таким образом, чтобы выдерживать ледовые нагрузки согласно 1.2.3. Участок нагрузки должен располагаться в районах, где несущая способность указанных конструктивных элементов при совместном действии изгиба и сдвига минимальна.

1.2.8.2    Размеры рамных шпангоутов и несущих стрингеров должны выбираться таким образом, чтобы совместное действие изгиба и сдвига не приводило к предельному состоянию(ям). Наступление предельного состояния определяется величиной нагрузки, при которой начинает образовываться пластический механизм. Если принятая конструктивная схема не является перекрытием с перекрестными связями, соответствующие значения коэффициентов учета максимального давления должны приниматься в соответствии с табл. 1.2.3.4.2. Расположение вырезов в стенке рамной балки должно соответствовать 3.10.2.4.8 части П «Корпус».

1.2.8.3    Размеры несущих стрингеров, рамных шпангоутов, являющихся опорой для балок основного набора, или рамных шпангоутов, являющихся опорой для несущих стрингеров, образуя при этом перекрытие с перекрестными связями, могут быть определены в соответствии с методами, указанными в 1.2.17.

1.2.8.4    Размеры рамных шпангоутов и несущих стрингеров должны отвечать требованиям к устойчивости в 1.2.9.

1.2.9    Набор. Конструктивная устойчивость.

1.2.9.1 Для предотвращения местной потери

устойчивости стенки конструктивного элемента отношение высоты стенки h_w к ее толщине t_wn для любого элемента набора не должно превышать:

для полосового профиля:

MW<282/cj?’⁵;    (1.2.9.1-1)

для полособульбового, таврового и углового профиля:

MW<805/ct°’⁵,    (1.2.9.1-2)

где hw — высота стенки;

twn — нетго-толщина стенки;

оу — минимальный верхний предел текучести материала, Н/мм².

1.2.9.2 Стенки элементов набора, для которых невозможно обеспечить выполнение требований

1.2.9.1 (например, несущие стрингеры или рамные шпангоуты) должны быть подкреплены ребрами жесткости. Размеры ребра жесткости должны обеспечивать устойчивость стенки элемента набора. Толщина нетто стенок таких элементов набора не должна приниматься меньше, определенной по формуле

^=2,63 • 10-³c₁₄/ctj,/(5,34 + 4(_Cl/c₂)²),    (1.2.9.2)

где с\ — hw— 0,8й, мм;

hw — высота стенки стрингера/рамного шпангоута, мм, (см. рис. 1.2.9.2); h — высота элемента набора, проходящего через рассматриваемую связь (0 при отсутствии такого элемента набора), мм, (см. рис. 1.2.9.2);

С2 — расстояние между опорными конструкциями, ориентированными перпендикулярно рассматриваемой связи, мм, (см. рис. 1.2.9.2);

Gy — минимальный верхний предел текучести материала, Н/мм².

1.2.9.3    Кроме того, подлежит выполнению следующее:

t_wn>0,35t_pn(u_yl235f^s,    (1.2.9.3)

где G_y — минимальный верхний предел текучести материала, Н/мм²;

twn — толщина нетто стенки, мм;

t_pn — толщина нетто листа наружной обшивки в районе элемента набора, мм.

1.2.9.4    Для предотвращения местной потери устойчивости пояска сварных профилей должно быть выполнено следующее:

.1 ширина пояска bf, мм, должна быть не менее пяти нетто-толщин стенки t_wn\

.2 отстояние кромки пояска от стенки Ъ_оиЬ мм, должно отвечать условию

b_outlt_fn<\55/a⁰/,    (1.2.9.4.2)

где tfit — толщина нетто пояска, мм;

G_y — минимальный верхний предел текучести материала, Н/мм².

1.2.10    Листовые конструкции.

1.2.10.1    Листовые конструкции — конструкции, состоящие из листовых элементов, подкрепленных ребрами жесткости, примыкающие к наружной обшивке и подверженные ледовым нагрузкам. Настоящие требования распространяются на конструкции в пределах расстояния от борта внутрь судна, наименьшего из следующих:

.1 высоты стенки смежного параллельного рамного шпангоута или стрингера; или

.2 2,5 высоты набора, пересекающего листовую конструкцию.

1.2.10.2    Толщина листов и размеры примыкающих ребер жесткости должны быть такими, чтобы обеспечить степень закрепления концов, необходимую для набора наружной обшивки.

1.2.10.3    Устойчивость листовой конструкции должна быть достаточной для противостояния ледовым нагрузкам согласно 1.2.3.

1.2.11    Запас на коррозию и истирание, допуск каемая остаточная толщина.

1.2.11.1    Для защиты всей внешней поверхности наружной обшивки от коррозии и ледового истирания рекомендуется использовать эффективную защиту.

1.2.11.2    Запас на коррозию и истирание наружной обшивки судов полярных классов, t_S9 принимается по табл. 1.2.11.2.

1.2.11.3    Запас на износ конструкций внутри корпуса, попадающих в район ледовых усилений, в т.ч. листовых конструкций, стенок и поясков балок набора, не должен приниматься меньше t_s= 1,0 мм.

1.2.11.4    Если замеренная толщина конструкции внутри района ледовых усилений меньше, чем t_net + 0,5 мм, то требуется ее замена.

1.2.12    Материалы.

1.2.12.1 Категории стали корпусных конструкций определяются в соответствии с табл. 1.2.12.4 и

1.2.12.5 в зависимости от построечной толщины.

знака полярного класса и группы связей конструктивного элемента в соответствии с 1.2.12.2.

1.2.12.2    Для судов полярных классов вне зависимости от их длины применимы группы связей в соответствии с табл. 1.2.3.7-1 части II «Корпус». Дополнительно в табл. 1.2.12.2 устанавливаются группы связей конструкций, соприкасающихся с окружающей средой, а также конструкций, примыкающих к наружной обшивке. В случае, если группы связей в табл. 1.2.3.7-1 части П «Корпус» и в табл. 1.2.12.2 отличаются, должна применяться более ответственная группа связей.

1.2.12.3    Независимо от полярного класса судна категория стали листов наружной обшивки, расположенных ниже на 0,3 м от линии НЛВЛ (см. рис. 1.2.12.3), и примыкающих к ним набора и выступающих частей принимается в соответствии с табл. 1.2.3.7-2 части П «Корпус» для группы связей, указанных в табл. 1.2.12.2.

£

Рис. 1.2.12.3 Требования к категории стали для надводной и подводной части наружной обшивки

1.2.12.4    Категория стали листов обшивки борта в районе переменных ватерлиний и выше в соответствии с рис. 1.2.12.3, и примыкающих к ним набора и выступающих частей принимаются в соответствии с табл. 1.2.12.4.

1.2.12.5    Материал отливок должен соответствовать требованиям части Х1П «Материалы» для заданной расчетной температуры отливки.

1.2.13 Продольная прочность.

1.2.13.1    Область применения.

1.2.13.1.1    Расчетным сценарием для оценки продольной прочности корпуса является работа набегами.

1.2.13.1.2    Требования 1.2.13 не распространяются на суда с углом наклона форштевня y_stem большем или равным 80 град., так как режим работы набегами не может считаться расчетным для судов с вертикальной или бульбообразной носовой оконечностью.

1.2.13.1.3    При определении расчетной нагрузки учитываются только ледовая нагрузка и нагрузка на тихой воде. Сложное напряженное состояние оценивается по допускаемым нормальным и касательным напряжениям, возникающим в различных сечениях по длине судна. Кроме того, должна быть выполнена проверка устойчивости.

1.2.13.2 Расчетное вертикальное ледовое усилие в носу судна.

1.2.13.2.1 Расчетное вертикальное ледовое усилие в носу судна Fib, МН, должно приниматься равным:

Fjb — tnm(FjB,u Fib?))    (1.2.13.2.1-1)

где F_Stl = 0,534^¹⁵sin°’²(y_Jfem) (DK_hf>⁵CF_b;    (1.2.13.2.1-2)

F_m,2= 1,20 CF_f;    (1.2.13.2.1-3)

K_z— параметр формы разрушения льда носом судна — Kf/K_h; .1 для тупых носовых обводов:

K_f= (1С-В'^^ЬК\ +e_b)t\ (у,_temr⁰’^9(1+d,);

.2 для клиновых носовых обводов (a_stem < 80°), еъ — 1 и формула выше имеет упрощенный вид:

K_k = Q$\A_wp, МН/м;

CF_l — показатель класса по продольной прочности из табл. 1.2.3.2.1;

еъ — показатель формы носа, который наилучшим образом описывает плоскость ватерлинии (см. рис. 1.2.13.2.1-1 и

1.2.13.2.1-2):

еъ ~ 1,0 для простой клиновой формы носовых обводов; еъ ~ 0,4 — 0,6 для ложкообразной формы носовых обводов; еъ — 0 для формы носовых обводов десантного судна; приемлемо приближенное значение еъ, определенное простым подбором;

Ysfew — угол наклона форштевня, измеренный между горизонтальной осью и касательной к форштевню в точке верхней ледовой ватерлинии, град (угол наклона батокса на рис. 1.2.3.2.1.1.1, измеренный на диаметральной плоскости); &_stem — угол наклона верхней ледовой ватерлинии, определяемый в соответствии с рис. 1.2.13.2.1-1, град;

С= \f{2{L_Bmy%

В — теоретическая ширина судна, м;

L_B — длина носовой части, используемая в уравнении у = В12{х!Ь_в)^еЪ, м, (см. рис. 1.2.13.2.1-1 и 1.2.13.2.1-2);

D — водоизмещение судна, кт, но не менее 10 кт;

А^р — площадь ватерлинии судна, м²;

CF_f— коэффициент класса по отказу в результате изгиба из табл. 1.2.З.2.1.

Если применимо, величины, зависящие от осадки, должны определяться на уровне ватерлинии, соответствующей рассматриваемому случаю нагрузки.

1.2.13.3    Расчетная перерезывающая сила, действующая в вертикальной плоскости.

1.2.13.3.1    Ледовая перерезывающая сила, МН, действующая в вертикальной плоскости, определяется по формуле

Fj = C_fF_IB,    (1.2.13.3.1)

где С/— коэффициент распределения нагрузки по длине судна, принимаемый равным: для положительной перерезывающей силы Cf = 0,0 в сечениях 0,0 0,6;

Cf = 1,0 в сечениях 0,9 ^ x/L < 1,0; для отрицательной перерезывающей силы С/ = 0,0 в сечении x/L = 0,0;

Cf = — 0,25 x/L в сечениях 0,0 < x/L < 0,2;

Cf = — 0,5 в сечениях 0,2 < x/L < 0,6;

Cf = 2,5 x/L — 2 в сечениях 0,6 < x/L < 0,8;

Cf = 0,0 в сечениях ^ x/L < 1,0;

х — отстояние расчетного сечения от кормового перпендикуляра, м;

L — длина судна на уровне ВЛВЛ в соответствии с 1.1.3 части П «Корпус».

1.2.13.3.2 Действующие касательные напряжения определяются в соответствии с 1.6.5.1 части П «Корпус» посредством замены расчетной волновой вертикальной силы N-w, кН, на расчетную ледовую перерезывающую силу F_b действующую в вертикальной плоскости, кН.

1.2.13.4    Расчетный ледовый изгибающий момент М/, МНм действующий в вертикальной плоскости.

1.2.13.4.1    Расчетный ледовый изгибающий момент М/, действующий в вертикальной плоскости, определяется по формуле

Mj = Q,\C_mLsm^\_lslem)F_IB,    (1.2.13.4.1)

где L— длина судна на уровне ВЛВЛ в соответствии с 1.1.3 части П «Корпус»; у_stem — в соответствии с 1.2.13.2.1;

F_m — расчетная ледовая перерезывающая сила в носу, действующая в вертикальной плоскости, МН;

С_т — коэффициент распределения изгибающего момента по длине судна, принимаемый равным:

С_т = 0,0 в сечении x/L = 0,0;

С_т = 2,0 x/L в сечениях 0,0 < x/L < 0,5;

С_т = 1,0 в сечениях 0,5 < x/L < 0,7;

С_т = 2,96 - 2,8 x/L в сечениях 0,7 < x/L < 0,95;

С_т = 0,3 в сечении x/L = 0,95;

С_т = 6,0 - 6,0 x/L в сечениях 0,95 < x/L < 1,0;

С_т = 0,0 в сечении x/L = 1,0;

х — отстояние расчетного сечения от кормового перпендикуляра, м.

Если применимо, величины, зависящие от осадки, должны определяться для ватерлинии, соответствующей рассматриваемому случаю загрузки.

1.2.13.4.2 Действующие сжимающие напряжения ст_а определяются в соответствии с 1.6.5.1 части П «Корпус» посредством замены расчетного волнового изгибающего момента кН, на расчетный ледовый изгибающий момент, кН, действующий в вертикальной плоскости. Изгибающий момент на тихой воде принимается равным максимальному изгибающему моменту на тихой воде при прогибе

1.2.13.5 Критерии продольной прочности.

1.2.13.5.1    Должны выполняться критерии прочности, указанные в табл. 1.2.13.5-1. Действующие напряжения не должны превышать допускаемые.

1.2.14 Конструкция штевней.

1.2.14.1    С^да полярных классов должны иметь стальной форштевень сплошного поперечного сечения. Форштевень судов полярных классов и ледоколов РС1 и РС2, а также ахтерштевень всех ледоколов и судов полярных классов PCI, РС2, РСЗ, РС4 и РС5 должны быть выполнены из кованой или литой стали. Допускается применение форштевней и ахтерштевней, свариваемых из отдельных литых или кованых частей.

1.2.14.2 Для судов полярных классов РСЗ, РС4, PCS, РС6, РС7 и ледоколов полярных классов слабее РС4 допускается применение форштевня комбинированной (из бруска или прутка с приваренными к нему утолщенными листами) или листовой конструкции. Сварные швы форштевней комбинированной или листовой конструкции должны быть выполнены с полным проваром в соответствии с требованиями части XIV «Сварка».

Для судов полярного классов РС6 и РС7 допускается применение ахтерштевней комбинированной или листовой конструкции.

1.2.143 У судов полярных классов РСЗ, РС4, РС5, РС6, РС7 на всем протяжении от киля для ближайшей палубы или платформы, расположенной выше верхней границы района В (см. рис. 1.2.2.1), должен быть подкреплен вертикальным листом высотой не менее h_p (см. табл. 1.2.14.3) с пояском по свободной кромке или продольной переборкой. Толщина этого листа или переборки должна приниматься не менее требуемой толщины бракет в соответствии с 1.2.14.4. На ледоколах всех полярных классов и судов полярных классов PCI, РС2 вместо вертикального листа должна быть установлена переборка.

Таблица 1.2.14.3

1.2.14.4 На участке форштевня, указанном в 1.2.14.3, не реже чем через 0,6 м друг от друга должны быть установлены поперечные бракеты высотой не менее 0,6 м, которые должны доводиться до ближайшего шпангоута и соединяться с ним. Бракеты, устанавливаемые в плоскости бортовых

стрингеров, должны соединяться с ними. У форштевня комбинированной или листовой конструкции бракеты должны перекрывать стык листов форштевня и наружной обшивки.

Выше палубы или платформы, расположенной на расстоянии выше верхней границы района В, расстояние между горизонтальными бракетами может постепенно увеличиваться до 1,2 м для ледоколов полярных классов и судов с полярными классами PCI, РС2, РСЗ; и до 1,5 м - для судов прочих полярных классов.

Толщину бракет следует принимать на менее половины толщины листов форштевня в соответствии с 1.2.4.7. Свободные кромки бракет должны быть подкреплены поясками, концы которых должны привариваться к шпангоутам. Бортовые стрингеры в форпике должны соединяться с бракетами, установленными в их плоскости.

При малой остроте обводов носовой оконечности может быть дополнительно потребована установка на листы форштевня вертикальных ребер жесткости.

1.2.14.5    При наличии противоледового выступа ахтерштевня зазор между ним и пером руля должен быть не более 100 мм. Противоледовый выступ должен быть надежно соединен с ахтерштевнем. Закреплять противоделовый выступ на листовых конструкциях не допускается.

1.2.14.6    У ледоколов нижняя пятка ахтерштевней должна быть приподнята над основной линией с уклоном 1:8, начиная от старнпоста.

1.2.14.7    Площадь поперечного сечения форштевня A_st, см², форштевня любой конструкции должна быть не менее определенной по формуле

A_st=c?c_k-f(D),    (1.2.14.7-1)

где с%— коэффициент в соответствии с табл. 1.2.14.7;

J(D) = 3 ID +137 при D < 5 кт;

ЛР)= 100-D⁽²'³⁾ при D>5 кг,

D — водоизмещение судна, кт;

Момент сопротивления см³, поперечного сечения форштевня относительно оси, перпендикулярной к диаметральной плоскости, должен быть не менее определяемого по формуле

Z_st = 1,2 Q_Bow,    (1.2.14.7-2)

где Qbow — погонная нагрузка в соответствии с 1.2.3.2.1, кН/м.

В расчетное поперечное сечение форштевня комбинированной или листовой конструкции засчитываются участки примыкающих к форштевню листов наружной обшивки и вертикального листа или продольной переборки в диаметральной плоскости на ширине не более десяти толщин соответствующих листов.

Толщина листов форштевня 4S” мм, комбинированной или листовой конструкции должна быть не менее определяемой по формуле

С" = 1 atnet - y/oylOyl    (1.2.14.7-3)

i_nct — толщина нетто наружной обшивки в соответствии с 1.2.4.2;

s — шпация основного набора обшивки, м; аь — расстояние между бракегами, м;

а_у— минимальный верхний передел текучести материала наружной обшивки, Н/мм²; ст_);1 — минимальный верхний передел текучести материала форштевня, Н/мм².

1.2.15    Выступающие части.

1.2.15.1    Все выступающие части должны проектироваться для восприятия усилий, соответствующих месту их крепления к корпусной конструкции или положению в пределах района корпуса.

1.2.15.2    Определение величины нагрузки и критерии реакций конструкции должны соответствовать требованиям Регистра.

1.2.16    Местные конструктивные особенности.

1.2.16.1    Для передачи вызванных льдом нагрузок на опорные конструкции (изгибающие моменты и перерезывающие силы) местные конструктивные детали должны соответствовать требованиям Регистра.

1.2.16.2    Нагрузки на конструктивную связь в районе вырезов не должны вызывать потерю устойчивости. При необходимости конструкция должна быть подкреплена.

1.2.17 Прямые расчеты.

1.2.17.1    Применение.

Прямые расчеты используются для проверочных расчетов характеристик поперечного сечения несущих стрингеров и рамных шпангоутов и не должны применяться взамен требований 1.2.4, 1.2.6 и 1.2.7 к толщине наружной обшивки и характеристикам поперечного сечения основного набора.

Прямые расчеты должны выполняться методом конечных элементов в статической нелинейной упругопластической постановке. При выполнении расчетов должно учитываться нелинейная зависимость между напряжениями и деформациями при достижении предела текучести материала.

Для описания свойств материала должна быть использована диаграмма растяжения с линейным упрочнением.

1.2.17.2    Требования к конечно элементной модели.

При выполнении расчетов должна использоваться трехмерная конечно-элементная модель. Размер модели должен выбираться таким, чтобы в нее был включен участок бортового перекрытия, расположенного в районе ледовых усилений в соответствии с 1.2.2, а также выполнялись минимальные требования к размерам конечно-элементной модели, приведенные в табл. 1.2.17.2-1.

Конечно-элементная модель должна повторять конструкцию корпуса.

Граничные условия должны выбираться в соответствии с табл. 1.2.17.2-2.

В конечно-элементную модель должны быть включены бортовая обшивка, рамные шпангоуты, спрингеры, балки основного набора, обшивка второго борта и прилегающей к ней набор, ребра жесткости по стенкам рамных балок, кницы и бракеты.

Степень идеализации конструкции при создании конечно-элементной модели должна быть достаточной для решения нелинейной задачи, также должны выполняться следующие минимальные требования: бортовая обшивка, обшивка второго борта, рамные шпангоуты, стрингеры и пояски и полки балок основного набора должны моделироваться пластинчатыми элементами;

балки основного набора вне района ледовых усилений должны моделироваться балочными элементами;

ребра жесткости по стенкам рамных балок должны моделироваться стержневыми элементами.

Размер сетки должен выбираться достаточными для решения нелинейной задачи, также должны выполняться следующие минимальные требования: необходимо отдавать предпочтение прямоугольным конечным элементам, близким по форме к квадрату; отношение сторон должно быть не более 1/3;

необходимо по возможности избегать использования треугольных элементов;

стенка рамной балки должна разбиваться по высоте не менее, чем на пять элементов;

элементы конструкции, в которых могут возникнут зоны концентрации напряжений или высокие деформации, должны моделироваться мелкой сеткой; для моделирования элементов конструкции за пределами района ледовых усилений может быть использована более крупная сетка.

Толщина конечных элементов должна приниматься равной толщине нетто конструкции.

1.2.17.3    Критерии прочности.

Целью выполнения прямого расчета является демонстрация того, что несущая способность перекрытия P_ui_u МПа, не ниже расчетного ледового давления внутри рассматриваемого района в соответствии с 1.2.3.4, прилагаемого на участке в соответствии с 1.2.17.4.

Несущая способность перекрытия определяется в соответствии с 1.2.17.5.

1.2.17.4    Эпюра ледовой нагрузки.

Параметры ледовой нагрузки определяются в

соответствии с 1.2.З.З. Другие нагрузки не должны учитываться.

Эпюра ледовой нагрузки должна располагаться по нормали к наружной обшивке.

Эпюра ледовой нагрузки должна располагаться в местах наименьшей несущей способности рамного шпангоута или стрингера. Как минимум, должны быть рассмотрены следующие случаи расположения: верхний край эпюры нагрузки совмещается с верхней границей ледового пояса, эпюра симметрична относительно вертикальной оси, совмещенной со стенкой среднего рамного шпангоута перекрытия;

нижний край эпюры нагрузки совмещается с нижней границей ледового пояса, эпюра симметрична относительно вертикальной оси, совмещенной со стенкой среднего рамного шпангоута перекрытия;

центр участка распределения нагрузки совмещается с серединой пролета среднего рамного шпангоута перекрытия;

центр участка распределения нагрузки совмещается с серединой пролета среднего несущего стрингера перекрытия.

1.2.17.5 Несущая способность перекрытия. Несущая способность перекрытия определяется на основании нелинейного статического конечноэлементного расчета путем постепенного увеличения расчетной нагрузки. Шаг увеличения нагрузки должен быть достаточно мелким, чтобы обеспечить точность построения кривой (Р-5).

Техническая возможность контролировать возможную потерю устойчивости элементов конструкции должна быть обеспечена методом, согласованным с Регистром.

Несущая способность Р_иН определяется по кривой (Р-8) способом пересечения касательных в соответствии с рис. 1.2.17.5