7. Выбор элементов крепления КТГ
7. Выбор элементов крепления КТГ 
7.1. Конструкция крепления грузов должна, по возможности, содержать минимальное количество элементов, чтобы свести к минимуму неравномерность распределения нагрузки между ними.
По возможности следует разделить элементы крепления, предназначенные для предотвращения сдвига груза, и элементы, препятствующие его опрокидыванию. При этом нужно стремиться к статически определяемым конструкциям крепления грузов.
С целью уменьшения прочных размеров элементов крепления следует принимать меры для увеличения сил трения между грузом и опорной поверхностью, а элементы крепления, предназначенные для предотвращения опрокидывания груза, следует располагать возможно дальше от предполагаемых осей опрокидывания груза.
Все элементы крепления груза должны быть надежно соединены с конструкциями корпуса, прочность и жесткость которых должны быть проверены расчетом.
7.2. При конструировании креплений следует учитывать и
прочность самого груза. В случае, если груз не может выдержать
усилий, прилагаемых к нему элементами креплений, следует вводить
ограничения по погоде, снижая расчетные значения высот волн h ,
3%
хотя это и связано с увеличением продолжительности рейса,
возможными изменениями пути следования, откладыванием перевозки на
более благоприятный период и т.п.
7.3. При разработке конструкций крепления груза с разделением
элементов крепления на препятствующие сдвигу и опрокидыванию
необходимо считать, что предполагаемые поперечные и продольные оси
опрокидывания проходят через элементы, препятствующие сдвигу.
7.4. Моменты сил, опрокидывающих груз относительно осей (M -
X
относительно продольной, M - относительно поперечной оси),
Y
определяются по формулам:
_ _ _ _
M = P x [Y x l + Y x l + Y x l - (2 - Z) x l ];
X y n yn w yw yz
} (П.1.8)
_ _ _
M = P x [X x l + X x l - (2 - Z) x l ],
Y x n xn xz
где:
_ _
l и l - плечи сил X и Y, приложенных в центре тяжести груза
x y
относительно предполагаемых осей опрокидывания, м;
_ _
l и l - плечи сил X и Y , прилагаемых в соответствующих
xn yn n n
центрах парусности, м;
_
l - плечо силы Y относительно предполагаемой продольной оси
yw w
опрокидывания, м;
_
l и l - плечи силы (2 - Z), приложенной в центре тяжести
xz yz
груза относительно указанных выше осей.
Остальные обозначения соответствуют обозначениям в
формулах П.1.7. Схема сил, действующих в поперечной плоскости
судна, и возможное расположение элементов крепления показаны на
рис. П.1.1 <*>.
--------------------------------
<*> Здесь и далее рисунки не приводятся.
7.5. Формулы П.1.8 соответствуют рационально спроектированным
упорам, препятствующим сдвигу груза, когда реакция этих упоров
приложена вблизи опорной поверхности. В противном случае следует
учитывать и момент сил трения.
7.6. Если в результате расчетов значения моментов M и M
X Y
получились отрицательными, это свидетельствует, что груз является
достаточно устойчивым и, следовательно, никаких креплений,
препятствующих его опрокидыванию, устанавливать не следует.
Необходимый запас, как это указывалось выше, заложен при
определении вертикальной (восстанавливающей) силы с учетом
неблагоприятных фазовых соотношений.
7.7. Для рассматриваемой конструкции крепления груза
горизонтальные усилия, действующие на одинаковые элементы,
препятствующие смещению груза в продольном P и в поперечном P
1X 1Y
направлениях, определяются по формулам:
X
P = --;
1X n
} (П.1.9)
Y
P = --,
1Y m
где:
X и Y - нормативные усилия, определяемые по формулам П.1.7, тс
или кН;
n и m - количество упоров, препятствующих смещению груза, ед.
Усилия P и P , растягивающие продольные и поперечные
0X 0Y
найтовы соответственно, в этом случае определяются по формулам:
M
Y
P = -------------------;
0X n x l x cos бета
0 x x
} (П.1.10)
M
X
P = -------------------,
0Y m x l x cos бета
0 y y
где:
M и M - моменты, определенные по формулам П.1.8, тс x м;
X Y
n и m - количество продольных и поперечных найтовов, ед.;
0 0
l и l - плечи относительно поперечной и продольной осей, м;
x y
бета и бета - углы наклона проекций найтовов на
x y
горизонтальную плоскость к осям X и Y соответственно.
7.8. В случае, если груз приваривается к палубе, можно
считать, что одни и те же сварные швы условно осуществляют
раздельные функции, т.е. можно пользоваться формулами П.1.2 и
П.1.3, понимая под n = n и m = m количество одинаковых швов
0 0
(частей прерывистого шва), а под l и l - расстояния между
x y
поперечными (приблизительно длина груза) и продольными
(приблизительно ширина груза) швами соответственно. Усилия,
приложенные к сварным швам, определяются по формулам:
________
/ 2 2
P = \/ P + P ;
X 1X 0X
} (П.1.11)
________
/ 2 2
P = \/ P + P .
Y 1Y 0Y
7.9. В случае, если не удастся разработать конструкцию крепления груза с указанным в п. 7.3 разделением функций, формулы П.1.8 становятся непригодными и усилия в элементах крепления следует определять на основании общих уравнений статики, а для статически неопределимых конструкций - на основании уравнений, учитывающих еще и деформации конструкций. В этом случае расчеты прочности крепления должны быть выполнены проектной организацией.
7.10. В случае применения группового крепления грузов (рис. П.1.2) расчетная масса груза для определения элементов крепления зависит от его расположения в продольном и поперечном рядах. Расчетная масса груза равна массе данного груза, сложенной с массами грузов, расположенных справа и слева (судя по тому, что больше) в данном поперечном ряду, спереди и сзади (что больше) в данном продольном ряду.
Для примера на рис. П.1.2 показано расположение по 5 ед. одинаковых грузов в поперечном ряду и 4 ед. в продольном. При этом расчетная масса принимается по табл. П.1.1.
Таблица П.1.1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОЙ МАССЫ ГРУЗА
┌─────────────────────┬──────────────────────────────────────────┐ │ Крепление │ Расчетное количество масс грузов, ед. │ ├─────────────────────┼──────────────────────────────────────────┤ │Поперечное │ │ │I и VI │ 5 │ │II и V │ 4 │ │III и IV │ 3 │ │Продольное │ │ │VII и XI │ 4 │ │VIII и X │ 3 │ │IX │ 2 │ └─────────────────────┴──────────────────────────────────────────┘
7.11. Расчет прочности конструкций крепления производится с
учетом коэффициента запаса K = 1,3.
з
Расчетные действующие напряжения, полученные обычными методами
строительной механики, при действии указанных выше нагрузок (для
рассматриваемой в п. 7.7 конструкции это P , P , P , P )
1X 1Y 0X 0Y
умножаются на K , и полученное произведение сравнивается с
з
предельными нагрузками для материалов креплений, приведенными
ниже.
7.12. В качестве предельных нагрузок на материалы креплений
принимаются:
- для жестких связей - нормативный предел текучести стальных
н н
элементов и сварных швов сигма , тау , МПа (кгс/кв. см), табл.
т т
П.1.2;
- для древесины - расчетное сопротивление R , МПа (кгс/кв.
д
см), табл. П.1.3;
- для гибких связей - 0,5P , где P - минимальное
разр разр
значение разрывной нагрузки составных элементов найтова (цепи,
троса).
Величины P определяются по сертификатам либо принимаются
разр
по данным Приложения 3.
Таблица П.1.2
НОРМАТИВНЫЙ ПРЕДЕЛ ТЕКУЧЕСТИ СТАЛИ
┌────────────┬─────────────────┬─────────────────────────────────┐ │ Сталь │Предел текучести,│Нормативный предел текучести, МПа│ │ │МПа (кгс/кв. см),│ (кгс/кв. см) │ │ │ R ├────────────────┬────────────────┤ │ │ н │ н │ т │ │ │ │ сигма │ тау │ │ │ │ т │ т │ ├────────────┼─────────────────┼────────────────┼────────────────┤ │Ст3 │235 (2400) │235 (2400) │134 (1370) │ │09Г2 │315 (3200) │305 (3115) │174 (1777) │ │10ХСНД │390 (4000) │362 (3697) │206 (2104) │ └────────────┴─────────────────┴────────────────┴────────────────┘
Таблица П.1.3
РАСЧЕТНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ДРЕВЕСИНЫ R
д
┌───────────────────┬──────────────────────┬─────────────────────┐ │ Сосна, ель, │Кедр, МПа (кгс/кв. см)│Пихта, липа, тополь, │ │ МПа (кгс/кв. см) │ │ МПа (кгс/кв. см) │ ├─────────┬─────────┼──────────┬───────────┼───────────┬─────────┤ │ вдоль │ поперек │ вдоль │ поперек │ вдоль │ поперек │ │ волокон │ волокон │ волокон │ волокон │ волокон │ волокон │ ├─────────┼─────────┼──────────┼───────────┼───────────┼─────────┤ │9,8 (100)│1,6 (16) │8,8 (90) │1,5 (15) │7,8 (80) │1,4 (14) │ └─────────┴─────────┴──────────┴───────────┴───────────┴─────────┘
7.13. Условия прочности и устойчивости конструкций определяются следующими зависимостями:
- для жестких связей:
н н
K x сигма <= сигма ; K x тау <= тау ;
з т з т
- для гибких связей:
K x P <= 0,5P ;
з разр
- для сжатых элементов:
н
3 x сигма <= сигма ,
т э
где:
сигма - расчетное действующее нормальное напряжение;
тау - расчетное действующее касательное напряжение;
P - расчетное усилие, растягивающее гибкую связь;
сигма - эйлерово напряжение в сжатой связи.
э
В случае применения статически неопределимых конструкций
рекомендуется увеличивать значение коэффициента запаса K .
з
Для деталей крепления (талрепы, скобы), прочность которых по
нормативным документам задается безопасной (максимальной) рабочей
нагрузкой SWL, с последней должны сравниваться действующие усилия
P , P , X, Y и т.п.
0X 0Y
