Harántszilárdsági modellek. Helyi terhelések

Függetlenül a hajó acélszerkezetének merevítési rendszerétől, minden negyedik vagy ötödik építési bordát, az ún. normál építéséi bordáknál erősebb keretbordaként kell kialakí-tani. Azaz a hajó bordaosztásától függően a keretbordák egymástól kb. 2,0 – 4,5 m távol-ságban helyezkednek el. Vannak azonban a hajónak olyan részei, ilyen például a géptér, az orr és a far, valamint nehéz ömlesztett rakományt szállító hajók esetén a rakterek környéke, ahol a nagy helyi terhelések – nagy önsúly, hullámütés, rezgések stb. –, esetleg ezek együt-tesen jelentkező hatása miatt mindegyik, vagy minden második építési borda keretborda.

A harántszilárdsági számításokhoz kiválasztunk egy, a keretbordák közti távolságnak megfelelő hajószeletet úgy, hogy a vizsgált keretborda a szelet közepén legyen. A keret terhelését a szegmensre jutó szerkezeti teher és a helyi támaszreakciók, továbbá az ezeket helyileg kiegyenlítő belső erők, valamint az oldalirányú nyomóerők jelentik. A hajószeletre ható valamennyi terhelést a vizsgált bordakeretre koncentrálva képzeljük el. A tehervise-lésben nem vesznek részt a térbeli keretszerkezetnek a vizsgált bordakeret síkjára merőle-gesen álló csatlakozó szerkezeti elemei – a fenék-, a fedélzeti- és az oldal hosszmerevítők.

Mivel a harántszilárdsági számítások meglehetősen bonyolultak, ezért a vizsgált keret modelljét célszerű a lehető legegyszerűbbre választani. Megalkotásakor csak olyan elha-nyagolásokat és egyszerűsítő megfontolásokat engedünk meg, amelyek csupán a számítási feladatot csökkentik, de nem befolyásolják lényegesen a számítás végeredményét. Ezek az egyszerűsítő megfontolások a következők:

 A keretet téglalap alakúnak tekintjük, mely egyenes rudakból áll. A medersori leke-rekítést és az esetleges fedélzeti domborulatot elhanyagoljuk.

 A keret rúdjai a belső merevítők: a fedélzeti gerenda, az oldalsó keretborda, a bor-datalp. A hajószelet lemezeléseiből csak a belső merevítők együtthordó öveit vesz-szük figyelembe.

 A téglalap alakú keret rúdjainak távolságát, nem a borda külső geometria méretei szerint, hanem a rudak semleges szálának helyzetét tekintve kell figyelembe venni.

 Feltételezzük, hogy a keret alakja a terhelés hatására nem változik.

 A bordakeretet a szerkezeti elemek csatlakozási pontjainál szögmerevnek tekintjük.

 A modell „rúdjait” a bordakeret haránt irányú belső merevítői alkotják. A hajósze-let lemezeléseiből csak a belső merevítők együtthordó öveit vesszük figyelembe.

(A keret haránt irányú belső merevítői: fedélzeti gerenda, oldalsó keretborda, bor-datalp.)

128 HAJÓÉPÍTÉS I.

www.tankonyvtar.hu  Hadházi Dániel, BME

 A kettősfeneket, illetve az oldaltankot a modell alsó, illetve oldalsó rúdjának része-ként tekintjük.

 A hosszfalakat, illetve az oszlopokat a modell alsó és felső rúdját összekötő függő-leges helyzetű rudakként vesszük figyelembe. A függőfüggő-leges rudak csatlakozási pontjaiban saroklemezes bekötés esetén a függőleges tartőt befogottnak, csomóle-mezekkel történő bekötés nélkül pedig csuklós befogásúnak kell tekintenünk.

 A modell rúdjainak a hajlítás tengelyére vett másodrendű nyomatéka a rúd hossza mentén állandó.

 Többfedélzetes keretszerkezetek modelljét is a fenti elvek figyelembe vételével al-kotjuk meg.

7.2. ábra: Néhány egyszerű harántszilárdsági modell

A 7.2. ábra csak fél bordakereteket ábrázol. A bordakeretek szimmetrikus másik felét az ábrán az alsó és felső rudak befogása helyettesíti.

Az ’A’ jelű rajz zárt fedélzetű, hosszfal nélkül épült hajó – egy ponton vagy egy kisebb méretű tanker – harántszilárdsági modelljét mutatja, A ’B’ rajz nyitott bordakeretet, egy nyíláskerettel ellátott szárazáru szállító hajó modelljét ábrázolja. A ’C’ és a ’D’ képen zárt fedélzetű, egy középen, illetve két oldalt elhelyezett hosszfallal rendelkező hajó – például egy nagyobb méretű tanker vagy egy zárt fedélzetű uszály– harántszilárdsági modellje lát-ható. A rajzokon a hosszfalakat helyettesítő függőleges rudak a hosszfalaknak a bordakeret síkjába eső merevítői. Az ’E’ jelű kép oszlopokkal alátámasztott, zárt kétfedélzetes hajó – például személy- vagy RORO-hajó – harántszilárdsági modellje. Az oszlopokat szaggatott vonal jelzi, amely arra utal, hogy az oszlopok – a hosszfalakkal ellentétben – nem nyíróerőt nem vesznek fel.

7. A HAJÓTEST HARÁNTSZILÁRDSÁGA 129

7.3. ábra: A bordakeret-modell rúdjai

A 7.3. ábrán egy kettősfenékkel és oldaltankkal, hosszfalak nélkül épült tanker zárt bordakeret modellje, és a modellt alkotó rudak tényleges térbeli kialakítása látható. Az 1-1 metszet a fedélzeti gerendák, a 2-2 metszet az oldaltankot és annak belső merevítőit, a 3-3 metszet pedig a kettősfenék szerkezetet mutatja. Az alsó és felső rúdelem szelvénye egy-szerű, az oldalsóé pedig összetett I-tartó. A szelvényeket a gerinclemez(ek) és azok övei alkotják. A függőleges helyzetű összetett I-tartó szelvénye a külhéj és a belső oldalfal egymással szembenéző magas gerincű tartóiból és az azokhoz csatlakozó övekből áll. Az összetett szelvény gerincmagassága megegyezik az oldaltank szélességével. Ugyanígy a kettősfenék szerkezetet helyettesítő rúdelem gerincmagassága is a kettősfenék magasságá-val azonos. A lemez övek szélességét az 5.5.1. fejezetben megismert, a lemezvastagság 40-szeresével megegyező együtthordó övszélességgel kell figyelembe venni. Az együtthordó öveket az ábrán sraffozás jelöli.

A 7.3. ábrán az is látható, hogy a modell ’b’ szélességét és ’h’ magasságát a rúdelemek semleges szálai közti távolságként kell értelmezni, amely mindkét esetben kisebb, mint a keret névleges B és H mérete. Az adott tartóra ható terheléseket – például a vízoldali hid-rosztatikai nyomásból származó erőt, a raktárpadló terhelést is – a tényleges geometriai méretek figyelembe vételével kell meghatározni.

7.2.2. Bordakeretek terhelései

A bordakeretekre ható terhelések – a teljesség igénye nélkül – az alábbiak lehetnek:

Fedélzeti gerenda:

130 HAJÓÉPÍTÉS I.

www.tankonyvtar.hu  Hadházi Dániel, BME

 fedélzeti rakomány

 a fedélzeten tárolt konténerek sarkain keresztül a fedélzetszerkezetnek át-adódó koncentrált erők

 gördülő rakomány kerekeinek közvetítésével a fedélzetszerkezetnek átadó-dó koncentrált erők

 az időjárás fedélzetre a hullámzás, vagy a hajó bukdácsoló és dülöngélő mozgása miatt a fedélzetre jutó víz

 a tankokban lévő folyadéktöltet fedélzet fölötti túlfolyó magasságának megfelelő felfelé irányuló hidrosztatikai nyomóterhelés

 részleges töltöttségű tankokban a hajó bukdácsoló és dülöngélő mozgásai miatt kialakuló folyadéklengések következtében a fedélzetszerkezetet ter-helő hatások

 belső fedélzetek födémterhelése

 kikötőbakok, daru állótorony, vontatócsörlő, vontatóhorog stb. beépítésénél a fedélzetszerkezetnek átadódó koncentrált erők és nyomatékok

Oldalszerkezet:

 az oldallemezekre ható hidrosztatikai nyomóerő

 hullámütésből származó hidrodinamikai nyomóerő

 az oldalszerkezet belső oldalára ható, s a folyadékrakomány hidrosztatikai nyomásából származó nyomóerő

 részleges töltöttségű tankokban a hajó bukdácsoló és dülöngélő mozgásai miatt kialakuló folyadéklengések következtében az oldalszerkezetet terhelő hatások

 a rakomány rögzítéséből a lekötési pontokban ébredő koncentrált erők Fenékszerkezet:

 külső oldali hidrosztatikai nyomás

 hullámütésből származó hidrodinamikai nyomóerő

 a rakomány súlyából származó megoszló erőrendszer

 részleges töltöttségű tankokban kialakuló folyadéklengések következtében fellépő erők

 a konténerek sarkain keresztül a fenékszerkezetnek átadódó koncentrált erők

 gördülő rakomány kerekeinek közvetítésével a fenékszerkezetnek átadódó koncentrált erők

 a kettősfenék tankokban a folyadéktöltet túlfolyó magasságának megfelelő hidrosztatikai nyomóterhelés

 a rakomány rögzítéséből a lekötési pontokban ébredő koncentrált erők A vizsgált keretszerkezet terhelése a mindenkori feladathoz igazodósan a fenti terhe-lés összetevők kombinációjával állítható össze. A felsorolt terheterhe-lések egy része koncentrált erő, más részük különféle jellegű megoszló erőrendszer. Ezek nagyságát a feladat perem-feltételei, bizonyos műszaki megfontolások, illetve az osztályozó társaságok kötelezően figyelembe veendő előírásai együttesen határozzák meg.

7. A HAJÓTEST HARÁNTSZILÁRDSÁGA 131