РД 31.72.03-85
Методика расчета прочности аварийного судна при проведении аварийно-спасательных операций и судоподъеме

МИНИСТЕРСТВО МОРСКОГО ФЛОТА

МЕТОДИКА

РАСЧЕТОВ ПРОЧНОСТИ

АВАРИЙНОГО СУДНА ПРИ ПРОВЕДЕНИИ АВАРИЙНО-СПАСАТЕЛЬНЫХ ОПЕРАЦИЙ И СУДОПОДЪЕМЕ

РД 31.72.03-85

Москва*В/0 ’’Мортехинформреклама”

1986

Руководителям предпр. ггий и организаций ММФ

й ЫП 05-5/15

от 7 январи 1986 г.

О введении в действие РД 31.72.03-85

В/0 "Мореплавание" утвержден руководящий документ РД 31.72.03-85 "Методика расчётов прочности аварийного судна при проведении аварийно-спасательных операций и судоподъёме" со сроке»! введения в действие с 01.01.87.

РД 31.72.03-85 разработан впервые.

РД 31.72.03-85 устанавливает методику расчётов общей и местной прочности, необходимость выполнения которых может возникнуть при проведении аварийно-спасательных и.судоподъёмных работ.

Для внедрения РД 31.72.03-85 предлагаю:

I. 1^гководителям предприятий ММФ организующим и выполняющим аварийно-спасательные и судоподъёмное работы при выполнении расчётов общей и местной прочности аварийного судна руководствоваться РД 31.72.03-85 с 01.01.87. Для возможности применения ЭВМ при проведении расчётов приобрести в ОИИМФ программы "ВОЛНА-82" и A0CI5HIP и организовать обучение по использованию программ.

I. Ростовскому ЦПКБ подготовить к печати и обеспечить издание до 01.01.87 и рассылку РД 31.72.03-85 заинтересованным предприятиям и организациям ШФ.

3. Контроль за исполнением настоящего письма осуществляет В/0 "Мореплавание".

Зам.председателя В/0"Мореплавание"

13

в двух сменных шпациях (рис.1).

Правило 2. Если центр тяжести груза Р совпадает с границей двух шпаций, то к каждой аз шпаций следует отнести вес Pj*0,5P, равномерно распределив его в шпации.

Правило 3. Грузы весом до 0,01 Д₀ (или несколько грузов, сумма весов которых не превосходит O.OIAo могут быть равномерно разнесены по длине всей шпации независимо от действительного положения юс центра тяжести.

Рио. I

Правило 4. Если груз Р равномерно распределен на части длины судна, равной $ , то такой груз может быть разбит на составляющие 2 Ро, Pj и Р2 (рис. 2)

i

| $ Г) > 1 1 г Т i \ 1 1 и 1 | HTTP iifi aL aL A L ( л L j, _

Рис. 2

; Р_т - -

7    » -I - * I • ‘2 - ‘ I

Грузы Ро следует распределить на средние шпации, а грузы Pj и Р₂ согласно правилу I или 3.

Правило 5. Если центр тяжести груза Р находится зе пределами крайнего шпангоута (0 или 20-го), то груз Р заменяется двумя грузами

Р_Т ( 2 * С

аГ

•) Р и Ро * (- +

A L

■) Р

(2)

Груз Pj прибавляется к нагрузке шпации 0-1 или 19-20, груз Р₂ вычитается из нагрузки шпации 1-2 иля 18-19 (рис. 3).

	14 п---
Рис. 3

1.3.8. Для упрощения я сокращения построений и расчётов, а также при отсутствии подробной таблицы весовой нагрузки, распределение по длине судна веса корпуса с оборудованием рекомендуется производить по способу проф. А.А. Курдюмова, табл. 3. При этом вес корпуса с оборудованием Р_ко и положение центра тяжести корпуса с оборудованием Х_ко » определяются по данным табл, I.

1.4. Определение сил плавучести и распределение их по длине судна

I.4.I. Силы плавучести судна, находящегося на плаву или на мели следует определять по масштабу Бонжана (кривым площадей шпангоутов) по аварийную ватерлинию (если она известна).

Аварийная ватерлиния наносится на масштаб Бонжана по осадкам d_f , ci_fH    она может быть и криволинейной при изгибе корпуса,

особенно при посадке на грунт. Схема расчёта приведена в табл. 4.

Если положение аварийной ватерлинии для судна на плаву неизвестно, ома находится последовательными приближениями. Положение

Jo

Построение ступенчатой кривой веса корпуса с оборудованием по методу проф.А.А.КУрдшова

/7/70 судов с попныпц сбёодопи

С* 7 0.75

AaL

ч

[Ьп

<5

4j-‘Zo

ю

L

Ро^Мь^о". Pi *0*1^0 '    20

то -- 0,667+0365$^, т,=о&7~0,365

$_а %._:А_

Zo

Таблица 3

/7/70 садов с острыми обводами 0 15

3aL ,3&l

cf

U:

/ А 44.I2Q,

1$

to

L

PfO

Д

_Л Д*°- л - /п .^гуо * л - > ул Ро-~/По1£Г> Н '^т* го >    Пф-1,1^В    Jd

Xto    Кfo

flh, ю 730+ £>333 JZT;    = 0730-0333 jjr

бг-^Т³-

7

16

Таблица 4

Расчёт сил поддержания по теоретическим шпациям

у Мб) ХС " 1/4)

V-ZM

17

аварийной ватерлинии считается найденным, если будут обеспечены равенства:

/ty-Jfeif < 0,001 L

lAi-JV; I 4    0,005    Д(

При этом суммарные объёмы воды в аварийных отсеках по предыдущую и последующую ватерлинии не будут отличаться более чем на 5%.

Удифферентовка судна, т.е. определение положения аварийной ватерлинии может также производиться по программе "Волна-82", составленной для ЭВМ ВС. Описание программы приведено в справочном приложении 2,

Программа "Волна-82" позволяет определить также изгибающие моменты, перерезывающие силы и прогибы судна на тихой воде и волнении.

1.4.2. Сила плавучести затонувшего судна определяется объёмами конструктивных элементов корпуса, механизмов, оборудования, снабжения, грузов, грунта в отсеках судна, а также объёмами, заполненными во духом.

Силу плавучести какого-либо элемента нагрузки судна следует определять по формуле

⁼ *ЛГ'' ^{кН[то]    (3)}

Суша их по всем составляющим нагрузки определит силу плавучести затонувшего судна.

Сила плавучести объёма, заполненногЬ воздухом, должна определяться по формуле

tykobgi ‘ р4 ' i. у где    tfsobfl    -    объём    воздуха    в    i    -м отсеке, м³.

1.5. Подъёмный вес судна и его распределение по длине

(5)

I.5.I. Согласно принятых определений подъёмный вес судна ееть равнодействующая сил веса подготовленного к подъёму судна и сил плавучести его водоизмещающих объёмов

Рпод . -    'Ztyoi

18

где А₀~ X Ры

ХРяi X Pci

вес элементов нагрузки судна до аварии, кН (тс);

вес добавленных грузов, кН (тс); вес снимаемых грузов, кН (тс);

сила плавучести объёмов элементов нагрузки судна, кН (тс);

сила плавучести объёмов добавленных грузов, кН (тс);

сила плавучести объёмов снимаемых грузов, кН (тс);

сила плавучести объёмов, заполненных воздухом, кН (тс);

плотность соответственно элементов нагрузки, добавленшх и снятых грузов, т/м³ (тс с²/м⁴).

- коэффициенты веса в воде грузов Poi.Pjji, Pci

После соответствующих подстановок к преобразований формула для определения подъёмного веса судна принимает вид

Таким образом, при определении подъёмного веса судна все составляющие веса должны быть объединены в группы с одинаковой плотностью и затем вес каждой группы должен быть умножен на коэффициент веса в воде.

Однако, разбивка составляющих веса судна на группы с одинаковой плотностью - операция трудоёмкая и для ее выполнения необ-ходгаш подробные исходные данные о весовой нагрузке судна. Поэ~ тому для практических расчётов с достаточной степенью точности можно рекомендовать коэффициенты веса в воде по различным разделам весовой нагрузки, приведенные в табл. 5.

1,5.2. Расчёт подъёмного веса и распределение его по длине судна рекомендуется производить по форме табл. 6. Веса отдельных разделов нагрузки судна ж распределение их по длине следует принимать по данным табл. 2. Веса ж распределение по шпациям отдельных добавленных и снятых грузов, а также силы плавучести воздушных подушек принимаются по данным проекта подъёма и водолазного обследования в соответствии с правилами п. 1.3.5.

19

Таблица 5

Разделы весоБой нагрузки

Коэффициент веса в воде /_т    Ц л

^v    Pi '

Корпус с оборудованием Энергетическая установка Спецоборудоваяие Снабжение, провизия Топливо, масло, вода Перевозшгай груз

Металлоконструкции стальные без закрытых объёмов Грунт

О 80 - 0,85 0,85 0,85 0,50 0,00-(-0,Ю) в зависимости от характера груза

0,87

0,50

1,6. Опорная реакция грунта и ее распределение по длине судна

(?)

I.6.I. Равнодействующа г опорной реакции грунта (кН [тс] ) при посадке судна на мель и наличии затопленных отсеков до принятия каких-ло мер по спасанию должна определяться по формуле

а/- До+1 Vi рб fu -V* д ре

Точка приложения равнодействующей опорной реакции грунта по длине определяется по форы яе

(8)

&c-Xpo*2ffry-Pf-jii -Xvi-V'f Pt Xg

1,6.2, Болл в процессе спасательной операции по снятию с меля производится снятие (приём) грузов, использование дополнительных сил поддержания, то равнодействующая опорной реакции грунта и ее координату по длине судна следует определять по формулам:

Л/=Аo'ZVi fPt juHyfpt+Zfy’IlQi,    (9)

У у = До**⁰ * 2jj'Plfli ^xi'i ~У*$'Ре +HPi\Xpi 'Xqi . (jq)

л/

Если при проведении этих мероприятий посадка судна не изменилась, то Y?-V ^и Xc2~Xci

Таблица 6

Наименование составляющих подъёмного веса

Расчёт подъёмного веса

в воде.-----------г--------т-- - ■* Ш [тс] 20-19 I9-I8T I8-I?

Суммы

I

2 - "    3    4™*"    5    "

2-1 1-0 слева 21    22    \ 23"

1.    Корпус с оборудованием

2.    Энергетическая установка

3.    Специальное оборудование и устройства

4.    Снабжение» провизия» запасы

5.    Топливо, масло, вода

6.    Перевозимый груз:

трюм I трюм 2 трюм

7.    .Добавленные грузы:

конструкция

грунт

8.    Снятые грузы

9.    Плавучесть воздушных подушек

Суммы сверху L'P/му

Множители

Произведения

8,5 ! 9,5

-9,5 -8,5 -7,5

|г- д L

МИНИСТЕРСТВО МОРСКОГО ФЛОТА

МЕТОДИКА РАСЧЕТОВ ПРОЧНОСТИ АВАРИЙНОГО СУДНА ПРИ ПРОВЕДЕНИИ АВАРИЙНО-СПАСАТЕЛЬНЫХ ОПЕРАЦИЙ И СУДОПОД’ЕМЕ

РД 31.72.03-85

Москва-В/О ’’Мортехинформреклама”

1986

21

Б случае, если новая посадка судна неизвестна, то ее следует определять в соответствии с рекомендациями РД 31.72,04-85 **11етодики расчётов по статике и динамике корабля при проведении аварийно-спасательных операций и судоподъёме".

1.6,3. Характер распределения опорной реакции грунта по длине судна зависит от ряда факторов: площади контакта судна с грунтом, глубины погружения судна в грунт, характеристик грунта, гибкости корпуса, наличия твердых (жестких) включений в грунте. Приближенно опорная реакция грунта распределяется по длине судна следующим образом:

при контакте судна с грунтом на длине 0,2 L и менее опорная оеакция грунта заменяется равномерно распределенной нагрузкой в одной ила двух теоретических шпациях согласно общему правилу замены сосредоточенной силы распределенной нагрузкой изложенному в п.1.3.5;

при контакте судна с грунтом на длине более 0,2/, опорная реакция грунта заменяется равномерно-распределенной натру кой, как указано на рис. 4,

a

РАЗРАБОТАН

Ростовским центральным проектно-конструкторским бюро с опытным производством

Главный инженер

Заведующий сектором стандартизация и метрологии

Ответственные исполнители

B. И. Борисов

И.Н. Шахмейстер

C. М. Паненко Е.В. Знаменский

СОГЛАСОВАН

УТВЕРЖДЕН

Центральным научно-исследовательским институтом морского флота

Заместитель директора

по научной работе    С.Н.    Драницыя

Одесским институтом инженеров морского флота Проректор по научной

работе    Q.C.    Тикеров

Всесоюзным объединением "Мореплавание" Заместитель

председателя    Г.С.    Леонтьев

£) 8/0 «МОР ТЕХ ИНФОРМР£Х ЛАМА», 19U

5

Методика расчётов    РД 31.72*03-85

прочности аварийного судка при проведении аварийно-

спасательных операций и    Вводятся впервые

судоподъёме

Срок введения в действие установлен с I января 1935 г.

Настоящий руководящий документ (РД) распространяется на расчёты общей и местной прочности судна при подготовке в проведении аварийно-спасательных и судоподъёмных операций.

РД устанавливает методику расчётов общей и местной прочности, необходимость выполнения которых должна определяться кс третными условиями и целью операции.

РД предназначен для инженерно-технических работников экспедиционных отрядов АСПТР я проектно-конструкторских подразделений ММФ, занимающихся проектированием и проведением аварийно-спасательных и судоподъёмных операций.

РД носит рекомендательный характер и не исключает применение других методов расчёта.

6

I. РАСЧЁТ О ЩЕЙ ПРОЧНОСТИ ПРИ АВАРИЙНО-СПАСАТЕЛЬНЫХ ОПЕРАЦИЯХ И СУДОПОДЪЁМЕ

I.I. Общие положения

I.I.I. При выполнении расчётов прочности следует принимать: весовую нагрузку судна порожнем, вес грузов, запасов, снабжения, вес воды в аварийных отсеках, силу присоса судна к грунту со знаком плюс;

силы поддержания, подъёмные силы, реакцию грунта со знаком минус;

вес снятых грузов со знаком минус, вес принятых грузов со знаком плюс, перенос груза из точки "А" в точку "Б", как снятие груза в точке "А” и приём груза в точке "Б";

напряжения растяжения со знаком плюс, напряжения сжатия со знаком минус;

изгибающий момент, при котором палуба растягивается, со знаком плюс и со знаком минус, если палуба сжимается;

координаты, расположенные в нос от мидель-шпангоута, со знаком плюс, в корту - со знаком минус;

нумерацию шпангоутов от носа в корму.

I.I.2. В настоящем разделе приняты следующие' услЬвные обозначения:

До.» д * -
	1
= Jo
	fi
	D
do,doH,	d-ж
d-h dm,	dtK
da, <Ън,
	Cl

-вес судна до аварии, после аварии, после аварии с учётом проведенных мероприятий по спасению судна или ликвидации аварии, кН [ тс ]    ;

-    длина судна между перпендикулярами,»!;

-    теоретическая шпация судна, м;

-    ширина судна, м;

-    высота борта, м;

осадка судна средняя, носом, кормой до аварии, после аварии, после принятия мер по спасанию;

-    коэффициент общей полноты;

-    отстояние центра тяжести судна от миделя до аварии,после аварии и после мероприятий по спасению судна;

отстояние центра величины судна от миделя до аварии, после аварии и после мероприятий по спасению судна, м; объёмное водоизмещение судна до аварии, после аварии и после проведения мероприятий по спасению судна, м³; вес принятого (снятого) груза,кН[тс] ; отстояние центра тяжести принятого (снятого) груза от миделя, м; полный объём I -того отсека, м³; объём линию, м'

%€0 _} £Ci > Qa.

УоЛЛ

Pi

■Xpi

iPfii

Vl

Xifi

N

Х.Ы

Rorp

Хотр

Qi

Xei

Pnog

X nog.

VOL

№

P6

l -того отсека по аварийную ватер-,з.

отстояние центра тяжести воды в отсеке от миделя, м;

равнодействующая реакции грунтового основания, кН [тс] ;

отстояние равнодействующей реакции грунтового основания от миделя, ы; равнодействующая сил отрывного сопротивления, кЕ [ тс ] ;

отстояние равнодействующей сил отрывного сопротивления от миделя, м; равнодействующая подъёмной силы, приложенной к судну, кН Qtc] ;

отстояние равнодействующей подъёмных сил от миделя, м;

подъёмный вес судна, кН [ тс ] ; отстояние точки приложения подъёмного веса от миделя, м;

площадь погруженной части теоретического шпангоута по расчётную ватерлинию, м²; объёмный коэффициент проницаемости с -го отсека;

плотность воды т/м³ [ тс " с²/м⁴ ]

=1,0 т/м³ [ 0,102 тс с²/м⁴] -пресная вода;

А

Р*

=1,025 т/м³[ 0,1045 тс с²/м⁴] -морская вода;

■ плотность какого-либо груза или статьи нагрузки, т/м³ [тс <г/\г] ;

№ ^в    ~ удельный вес воды,кН/м³ [ тс/м^э j_;

8

2

л * 9,81 м/с - ускорение свободного падения;

г\^т изгибающий момент в каком-либо сечении,кНм [те м] ;

N/tea- перерезывающая сила в каком-либо сечении,кН [ тс ] ;

М/уг предельный изгибающий момент для данного сечения, кН- м [те м] ;

нормативный предел текучести материала,Н/мм^ [кгс/см²] ;

Т_н - нормативный предел текучести по касательным напряжениям Т_н =0,576~_H , Н/мм^ [кгс/см²]

Остальные обозначения приведены непосредственно в тексте,

1.2. Классификация сил, действующих на аварийное или затонувшее судно

1.2*1. Силы, действующие на аварийное или затонувшее судно, в общем сл> i3e, следует относить к одному из видов:

силам веса судна с оборудованием и механизмами, веса грузов, запасов, снабжения, балласта, находящихся на судне в момент аварии;

силам поддержания судна в „воде, которые опреде ляются водоиз-мещающим объёмом судна, находящегося на плаву или на мели, водо-пзмещакнцями объёмами конструкций и незаполненными объёмами отсеков для затопленного судна;

силам, обусловлеяшм аварийной ситуацией, к которым относятся вес воды в затопленных отсеках и силы взаимодействия судна с грунтом (реакция грунта, присоо к грунту);

силам, обусловленным мероприятиями, связанными со спасением или подъёмом судна: разгрузка судна, перемещение грузов, удаление части оборудования, откачка воды, приложение к судну подъёмных усилий от кранов, понтонов, подача в отсеки судна сжатого воздуха, легких материалов и т*п.

1*2.2. Сила веса судна сдределяется массой составляющих его элементов, которые рекомендуется сводить в следующие группы: -

корпус с оборудованием, куда входят голый корпус, оборудование помещений, судовые устройства (кроме специальных), судовые системы, электрооборудование, связь, управление;

энергетическая установка с валопроведом и движителями; специальное оборудование и устройства (черпаковое устройство

9

земснаряда, подъёмное устройство лнхтеровоза, крановое строение плавкрана и т.д.);

снабжение, экипаж, провизия;

топливо, масло, вода, балласт;

перевозимый груз.

6 судоподъёме под массой затонувшего судна понимается масса подготовленного к подъёму судна с учётом всех снятых и дополнительно установленных грузов (подкреплений, приспособлений для подъёма и т.д.), а также грунта, находящегося в судне.

1.2.3.    Силы поддержания, судна в воде, илл силы плавучести, определяются погруженным в волу объёмом судна по аварийную ватерлинию, или ватерлинию, с которой судно находится на мели. Поврежденные затопленные отсеки при определении сил плавучести (в настоящем РД) учитываются как непроницаеше.

Сила плавучести затонувшего судна - сила плавучести всех водокзмещающих объёмов судна и находящихся на нем грузов до приложения любых подъёмных сил

Водоизмещающие объёмы затонувшего судна - объёш непосредственно самих судовых конструкций, грузов, подкреплений, грунта, и т.д., объели воздушных подушек, образовавшихся при затоплении судна и сохранившихся к моменту подъёма.

1.2.4.    К силам, возникающим при аварийной ситуации, относятся:

гео воды в затопленных отсеках;

опорная реакция грунта;

отрывное сопротивление, т.е. сопротивление грунтового основания отрыву от него поднимаемого судна.

1.2.5.    К силам, обусловленным мероприятиями, связанными со спасением или подъёмом оудна, относятся: вес удаленной части грузов, конструкций и т.п., подъёмные силы понтонов, кранов, приложенные к судну, подъёмные силы от подачи в отсеки судна сжатого воздуха, пенополистирола и др. материалов.

1.2.6.    При судоподъёме используются понятия:

подъёмный вес затонувшего судна - равнодействующая сил веса и сил плавучести затонувшего судна перед приложением любых подъёмных сил;

подъёмная сила - равнодействующая всех специально приложенных к судну подъёмных сил, обеспечивающих подъём судна в кахдьй момент подъёма.

10

1.3. Определение массы судна и ее распределение по длине

1.3Л. Способы и точность определения массы зависит от наличия исходных данных, в качестве которых могут быть использованы:

проектная документация по судну;

судовая эксплуатационная документация;

данные обследования аварийного или затонувшего судна.

1.3.2.    При недостатке или отсутствии проектной и судовой эксплуатационной документаций масса судна порожнем и отдельных

ее составляющих moi^t быть определены по справочному приложению I, а данные о переменных и перевозимых грузах - по результатам обследования аварийного или затонуниего судна, которое должно быть максимально подробным и достоверным.

1.3.3.    Бес судна и координаты его центра тяжести определяются в табл. I, в которой, в общем случае, вес судна разбивается на разделы.группы, подгруппы и статьи. Степень дробления весов зависит от наличия исходных данных и неооходимой точности расчёта. Излишнее дробление весов приводит к громоздким расчётам и увеличивает вероятность ошибки,

1.3.4.    Распределение веса судна по длине рекомендуется производить в виде- ступенчатой кривой, для чего длина судка делится на 20 теоретических шпаций. Все грузы, составляющие водоизмещение судна к моменту аварии или гибели, с помощью чертежей общего расположения или схем их заменяющих распределяются по теоретическим шпациям так, чтобы центр тяжести груз.а не изменялся. Затем, веса грузов, приходящиеся на каждую'теоретическую шпаичю, суммируются, сумш делятся на длину шпации, что дает ординаты ступенчатой кривой веса в соответствующей шпации, т.е. равномерное распределение веса в пределах шпации.

Для облегчения контроля вычислений и большей наглядности разбивку веса судна по теоретическим шпациям следует производить в табл. 2.

1.3.5. При распределении составляющих нагрузки судна по теоретическим глациям необходимо придерживаться следующих правил для различных частных случаев:

Правило I. Если нагрузка F расположена несишетричяо в пределах одной шпации, то эта нагрузка заменяется двумя нагрузками:

Pj=P(0,5 + )и Ро =Р(0,5 - “^)_f равномерно распределенными