Расчет основания фундаментов мелкого заложения и свайного фундамента

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РФ ПО РЫБОЛОВСТВУ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МУРМАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСТЕТ»

Кафедра Управления судном и промышленного рыболовства

Курсовой проект

По дисциплине: «Технология перевозки грузов морем»

Тема: Составление грузового плана

Курсант Иванов И.И.

Мурманск

г.

1. Техническое задание

Рассчитать морские качества судна на выход из порта погрузки и на приход в порт выгрузки, используя «Информацию об остойчивости капитана». Расчет сделать в соответствии с требованиями Морского регистра судоходства РФ.

Характеристики судна:

Длина расчетная (между перпендикулярами)L = 116 м

Ширина наибольшая по ГВЛB = 19,2 м

Высота борта при миделеH= 10,4 м

Осадка на ровный киль по ЛГВЛd0 = 7,5 м

Элементы подводного объема при осадке по ЛГВЛ:

Водоизмещение объемноеV=11260 м2

Водоизмещение (р= 1,025 т/м3)D0= 11550 т

Коэффициент общей полнотыб = 0,674

Коэффициент полноты площади ватерлинии? = 0,752

Коэффициент полноты площади миделя? = 0,970

Водоизмещение порожнего судна Dп = 4585 т

(с командой, провизией и снабжением)

Условный максимальный дедвейт DW= 7015 т

(без команды, провизии и снабжения)

Площадь боковой парусности при осадке по ЛГВЛ:Sпо = 985 м2

Абсцисса центра парусности при осадке по ЛГВЛ:Хпо = 15,0 м

Аппликата ц.т. порожнего суднаZgп = 8,22 м

Груз :

зерно 1200 тУПО = ?з3 = 1,25 м3/т (3-й трюм).

зерно 1000 тУПО = ?з4 = 1,30 м3/т (4-й трюм).

Обязательный груз:

Олифа - Ролифа= 700 тУПО - ?олифа = 1,75 м3/т

Олово - Ролово = 600 тУПО - ?олово = 0,25 м3/т

Факультативный груз:

Ткань - РтканьУПО - ?ткань = 3,03 м3/т

Проволока- РпровУПО - ?пров = 0,70 м3/т

Палубный груз: - Рпалуба=35 т; V = 4х4х4 м = 64 м3

Порт погрузки:Мурманск (Россия).

Порт выгрузки:Стамбул(Турция).

Судно следует через Кольский залив в Баренцево море. Затем в Норвежское море вдоль побережья Норвегии, далее в Северное море. Затем через проливы Па-де-Кале и Ла-Манш - в Бискайский залив. После этого через Гибралтарский пролив в Средиземное море и затем через пролив Босфор в п. Стамбул.

Узкости и их протяженность:

Кольский залив = 37 мм;

пролив Па-де-Кале = 20 мм;

Пролив Ла-Манш = 312 мм;

Гибралтарский пролив = 32 мм;

Пролив Босфор =16 мм.

Sуз = 417 мм.

2. Расчет чистой грузоподъемности

.1 Расчет расстояния на переход

Используя «Таблицы морских расстояний» находим расстояние между портами:

Lп = 4689 морских мили.

.2 Находим ходовое время по формуле

tх = (S-Sуз) / (24 * Vгр) + (Sуз / (24 * Vуз))(2.1)

где Vгр - скорость судна в грузу

Vгр = 13,5 узлов

Sуз - протяженность узкостей

Vуз - скорость в узкостях

Vуз = 7,0 узлов

tх = (4689 - 417) / (24 * 13,5) + (417 / (24*7,0)) = 4272 / 324 + 417 / 168 = 13,18+ 2,48 = 15,66 = 16 суток.

.3 Рассчитываем запасы на рейс

Исходя из полученного времени, рассчитываем количество топлива, воды и провизии на рейс:

Рт = Кшт qxт tх(2.2)

Pв = Кшт qxв tх

где qxт, qxв - суточный расход топлива и воды на ходу, т/сут;

Кшт - штормовой запас

Кшт = 1,2

qxт = 21,5 т/сут Рт = 1,2 * 21,5 * 16 = 412,8 т

qxв = 6,0 т/сут Pв = 1,2 * 6,0 * 16 = 115,2 т

Мзап = Рт + Pв = 412,8 + 115,2 = 528,0 т

.4 Рассчитываем чистую грузоподъемность

?ч = ?w - Мзап (2.3)

где ?ч - чистая грузоподъемность; ?w = 7015т - дедвейт

?ч = 7015 - 528 = 6487,0 т

Принимаем чистую грузоподъемность ?ч =6487 т.

3. Расчет крепления палубного груза

Для расчета креплений палубного груза используются гибкие средства крепления: стальные тросы, цепи, проволока, такелажные скобы, талрепы. В нашем случае будем использовать скобы, талрепы, зажимы и стальные тросы.

Гибкие крепления должны удовлетворять условию:

Qн = qFнmax,(3.1)

где Qн - разрывное усилие найтова;

q - коэффициент запаса прочности для стального троса(q = 3, если груз установлен на верхней открытой палубе);

Fнmax - наибольшее растягивающее усилие от бортовой или килевой качки.

Поскольку груз закреплён на палубе и троса натянуты под углом 30º к палубе, Fнmax найдём по формуле:

Fнmax = Fy/cos30º.(3.2)

Составляющая Fy есть сумма сил, действующих на палубный груз:

Fy = Py + Py' + Py'',(3.3)

где Py - сила, действующая на груз при качке (? = 30º);

Py' - сила давления на боковую поверхность груза;

Py'' - усилие от удара волн (гидравлические удары волн).

Py найдём по формуле:

Py = 0,5m[9,8 + (39,5(z + r0)/T12)](3.4)

Z - расстояние от главной поалубы до ц.т. судна:

z = 5+ 0,5hгр(3.5)

Зная, что hгр = 4 м, получим:

z = 5 + 0,5 * 4 = 5 + 2= 7,0 м

r0 - полувысота волны:

r0 = (1/4)hгр(3.6)

r0 = 4/4 = 1,0 м

Период качки T1 выразим из формулы метацентрической высоты судна

h0 = (KB/T1) 2:

T1 = КВ/? h0(3.7)

Зная, что B = 19,2 м, К = 0,78 (для нашего судна) и h0 = 1,6 м, получим:

T1 = 0,78*19,2/?1,6 = 11,8 с.

Зная r0 = 1,0 м, z = 7,0 м, T1 = 11,8 с, и m = 35 т, найдём Py:

Py = 0,5*35*[9,8 + (39,5*(7 + 1)/11,82)] = 211,2 кН

Найдём Py' по формуле:

Py' = 1,5 * Sy(3.8)

где Sy = hгр2 - площадь подветренной стороны груза.

Получаем:

Py' = 1,5 * 42 = 24 кН

Py'' найдём по формуле:

Py'' = p * S'y,(3.9)

где S'y - половина площади подветренной стороны груза:

S'y = Sy /2, (3.10)

S'y = 16 /2 = 8 м2

p - сила удара волны, которая зависит от высоты заливания hв:

hв = hгр /2 (3.11)

hв = 4/2 = 2 м

При hв = 2 м, p = 17,6 кН/м. Зная S'y = 8 м2 находим Py''.

Py'' = 17,6 * 8 = 140,8 кН

Найдём Fy по формуле (9.3):

Fy = Py + Py' + Py'' = 211,2 + 24 + 140,8 = 376,0 кН

Найдём Fнmax по формуле (3.2):

Fнmax = 376,0/cos30º = 434,2 кН

Для подбора тросов, скоб, зажимов и талрепов найдём Qн по формуле (3.1):

Qн = qFнmax = 3*434,2 = 1302,6 кН

.2 Исходя из полученных данных о разрывных усилиях найтова подходящие гибкие крепления по правилам 4-М.

.2.1 Талрепы

Берём 8 талрепа. Тогда каждый из выбранных талрепов должен иметь допустимую нагрузку не менее полученного разрывного усилия.

Qн тал = 1302,6/8 = 162,83 кН

По таблице 13.3 выбираем талрепы:

Талреп 200-ОС-ВВ. Допустимая нагрузка 200 кН(20 тс). Основные размеры:

B = 150 мм, b = 68 мм, d = 60 мм, Lmax = 1247 мм, Lmin = 939 мм, L2 = 1239 мм,

l = 120,0 мм.

.2.2 Канаты

Берём 8 канатов. Тогда каждый из выбранных канатов должен иметь разрывное усилие не менее полученного разрывного усилия.

Qн трос = 1302,6/8 = 162,83 кН

По таблице 13.1 выбираем канаты:

Канат типа ТЛК-О. Маркировочная группа 1666 МПа (170 кгс/мм2). Разрывное усилие не менее 376500 Н. Основные параметры: диаметр каната dk = 27 мм.

.2.3 Скобы

Берём 16 скоб для 8 канатов. Тогда каждая выбранная скоба должна иметь допустимую нагрузку не менее полученной допустимой нагрузки.

Qн скоба = 1302,6/16 = 81,4 кН

По таблице 13.2 выбираем скобы:

Скоба СА-100. Допускаемая нагрузка 100 кН(10 тс). Основные размеры:

L = 268 мм, D = 130 мм, Hl = 362 мм, B = 90 мм, dl = 72 мм.

.2.4 Зажимы тросовые

Берём 16 зажима для 8 канатов. Тогда каждый зажим должен соответствовать диаметру каната dk.

По таблице 13.4 выбираем зажимы:

Зажим марки 28. Диаметр каната dk = 25-28 мм. Основные размеры: А = 50 мм,

В = 42 мм, L = 86 мм, H = 110 мм, В = 30 мм, dl = М20, h = 35 мм.

4. Расчет факультативного груза

.1 Определяем количество факультативного груза

Рф = ?ч - Роб (4.1)

где Роб - вес обязательного груза

Роб = Ролифа + Ролово + Рз + Pпалуб. (4.2)

где Ролифа- вес перевозимой олифы;

Ролово - вес перевозимого олова;

Рз - вес перевозимого зерна;

Роб = 700 + 600 + 1200 + 1000 + 35 = 3535 т

Рф = 6487 - 3535 = 2952 т

.2 Определяем объем обязательного груза

Vоб = ? * Роб(4.3)

V1об = ?олифа * Роб1 = 1,75 * 700 = 1225 м³

V2об = ?олово * Роб2 = 0,25 * 600 = 150 м³

Vоб = V1об + V2об(4.4)

Vоб = 1225 + 150 = 1375 м³

.3 Определяем объем трюмов для факультативного груза

Vф = V - Vоб (4.5)

где V - суммарный объем трюмов №1, №2, №5

V = V1 + V2 + V5

Где V1 - объем трюма №1V1 = 1600 м³;

V2 - объем трюма №2V2 = 2400 м³;

V5 - объем трюма №5V5 = 2560 м³;

V = 1600 + 2400 + 2560 = 6560 м³;

VФ = 6560 - 1375 = 5185 м³;

.4 Определяем вес факультативного груза

Рф = Рткань + Рпров(4.6)

Vф = ?ткань * Рткань + ?пров * Рпров (4.7)

Для полного и рационального использования грузоподъемности и грузовместимости судна решаем данную систему уравнений:

= Рткань + Рпров

5185 = 3,03* Рткань + 0,70 * Рпров

Получаем:

Вес ткани - Рткань = 1338,5 т;

Вес проволоки - Рпров = 1613,5 т;

Vткань = 4055,6 м³;

Vпров = 1129,4 м³.

5. Расчет аппликаты центра тяжести разнородного груза

Трюм №1

ОловоОлифаТкань

?олово = 0,25 м³/т; ?олифа = 1,75 м³/т;?ткань = 3,03 м³/т;

Ролово = 600 т; Ролифа = 700 т;Рткань = 74,2 т;

Vолово = 150 м³;Vолифа = 1225 м³;Vткань = 225 м³;

Zолово = 1,8 м;Zолифа = 4,5 м;Zткань = 8,3 м.

Объем трюма №1 = 1600 м³;

Аппликата ЦТ разнородного груза в трюме №1 находится по формуле:

Z1 = (Ролово *Zолово + Ролифа* Zолифа + Рткань* Zткань) / (Ролово + Ролифа + Рткань)(5.1)

Z1 = (600 * 1,8 + 700 * 4,5 + 74,2 * 8,3) / (600 + 700 + 74,2) = 3,53 м.

Трюм №2

Ткань

?ткань = 3,03 м³/т;

Рткань = 792,1 т;

Vткань = 2400 м³;

Zткань = 4,5 м;

Объем трюма №2 = 2400 м³.

Аппликата ЦТ ткани в трюме №2 Z2 = 4,5 м;

Трюм №5

ПроволокаТкань

?пров = 0,70 м³/т;?ткань = 3,03 м³/т;

Рпров = 1613,5 т;Рткань = 472,2 т;

Vпров = 1129,4 м³;Vткань = 1430,6 м³;

Zпров = 3,2 м;Zткань = 5,1 м;

Объем трюма №5 = 2560 м³.

Аппликата ЦТ разнородного груза в трюме №5 находится по формуле:

5 = (Рпров * Zпров + Рткань * Zткань) / (Рпров + Рткань)(5.2)

5 = (1613,5 * 3,2 + 472,2 * 5,1) / (1129,4 + 472,2) = 4,73 м.

6. Расчет посадки, остойчивости к составлению грузового плана

Судно в полном грузу со 100% запасов.

Распределяем генеральный груз по трюмам с таким расчетом, чтобы обеспечить продольную прочность судна и дифферент наиболее близкий к оптимальному d= -0,5 -1,0 м на корму. Объем, занимаемый принятым грузом, в каждом трюме определяется по формуле:

= ? P(6.1)

где ? - удельный погрузочный объем груза, м³/т, Р - вес груза, т

Распределение груза показано в табл.№1

Таблица 1 - Распределение грузов

№ п/пПринятый грузP,т?,м³/тV = ? P1Олифа7000,341702Олово6001,9813863Ткань1338,51,2740174Проволока1613,52,559875Трюм №3 (зерно)12001,2512506Трюм №4 (зерно)10001,3514857Палубный груз35-64Всего6487

Координаты центра тяжести (ЦТ) генерального груза в трюмах №1,2,5 определяем по чертежу размещения грузов (Приложение 2) в зависимости от объема груза в каждом трюме

Трюм № 1 при V = 1600 м³ Z = 3,53 м, X = 44,0 м;

Трюм № 2 при V = 2400 м³ Z = 4,5 м, X = 26 м;

Трюм № 5 при V = 2560 м³ Z = 4,73 м, X = -16м;

Палубный груз: V=64 м³; Z = 12,5 м; Х = -10 м.

Абсцисса Х ЦТ зерна в трюмах даны на стр 5 М9, а аппликата Z находится по графику Приложение 1 в зависимости от объема зерна в каждом трюме:

Трюм №3 при V = 1200 м³ Z = 3,70 м Х = 12м;

Трюм №4 при V = 1000 м³ Z = 3,20 м X = -2м;

Найденные координаты (X, Z) ЦТ груза в трюмах заносим в таблицу 2.

Поправочный момент для перехода к плоскости отсчета (Z0 = 6,0м)

?Мz =11570,00 * 6 = 69420,00 тм;

Исправленный момент М0z = ? Мz - ? Мz = 66044,72- 69420,00 = -3375,28 тм;

Таблица 2 - Суда в полном грузу с 100% запасов

Статья нагрузкиР, тХ, мZ,мМх, тмМz, тм1. Судно порожнем4500-10,108,23-45248,0036870,402. Команда, снабжение, провизия55-51,509,25-2832,50508,753. Трюм №11374,244,03,5360464,804850,90Трюм №2792,126,004,520594,603564,45Трюм №3 (зерно)120012,003,7014400,004440,00Трюм №4 (зерно)1000-2,003,20-2000,003200,00Трюм №52085,7-16,004,73-33371,209865,36Палубный груз35-10,012,5-350,00437,5Итого п.364879,214,0659745,2726337,224. Судовые запасы528-29,404,37-15523,22307,365.Судно без балласта115700,586,20-3866,1066044,72

По данным табл.2 рассчитываем координаты ЦТ судна без балласта

= ? Мхi / ?Pi = -3866,10 / 11570,00 = -0,33 м;

Zg = ? Мzi / ?Pi = 66044,72/ 11570,00= 5,71 м;

.2 Проверяем дифферент судна по формуле

= (?* (Xg - Xс)) / М(6.2)

где ? - весовое водоизмещение судна, т;

Xg - абсцисса ЦТ судна, м

Xс - абсцисса центра величины судна, м;

М - момент, дифферентующий судно на 1м, тм/м;

Значения Хс и М определяется по кривой элементов теоретического чертежа (Приложение 3) при ? = 11570,00 имеем: Xс = 0,66 м, М = 12750 тм/м

Дифферент судна в полном грузу со 100% запасов без балласта:

d = (11570,00* (-0,33 - 0,66)) / 12750 = -0,90 м

Знак «минус» означает, что дифферент на корму. Так как -0,5 < d = -0,9 < -1,0 м, то дифферент судна находится в допустимых пределах, т.е. судно дифферентовано без балласта.

груз крепление прочность палубный

6.3 Определяем среднюю осадку и начальную остойчивость

Для весового водоизмещения судна ? = 11570,00 т с кривых элементов теоретического чертежа (Приложение 3) снимаем: среднюю осадку судна Т = 7,5 м и аппликату метацентра Zм = 7,30 м.

Так как критерием остойчивости является метацентрическая высота hо > 0, то определяем метацентрическую высоту по формуле:

о = Zм - Zg = 7,30 - 5,71 = 1,59 м.

.4 Проверяем остойчивость судна по предельному моменту (без учета смещения зерна)

Предельный момент (Мºz)пред при определении по диаграмме предельных моментов (Приложение 4) при ? = 11570,00: (Мº)пред = 20000 тм.

Момент относительно плоскости отсчета Мºz = -3375,28 тм.

Так как Мºz = -3375,28 тм < (Мºz) пред = 20000 тм, то судно остойчиво.

Судно в полном грузу с 10% запасов

.5 Весовая нагрузка судна в полном грузу с 10% запасов представлена в табл.3

Таблица 3 - Весовая нагрузка судна в полном грузу с 10% запасов

Статьи нагрузкиР,тХ,мZ,мМх,тмМz,тм1. Судно порожнем4500-10,108,23-45248,0036870,402. Команда, снабжение,55-51,509,25-2832,50508,75Итого п.364879,214,0659745,2726337,224. Судовые запасы 10%52,8-29,404,37-1552,32230,745.Судно без балласта11094,80,915,7610112,4563947,116. Балласт-----7. Судно с балластом11094,80,915,7610112,4563947,11

Поправочный момент для перехода к плоскости отсчета (Zo = 6,0м)

?Мz = 11094,8 * 6 = 66568,8тм

Исправленный момент Мºz = ? Мz - ? Мz = 63947,11 - 66568,8 = -2621,69 тм

Координаты ЦТ судна без балласта

= ?Мхi / ?Pi = 10112,45 / 11094,8= 0,91 м

Zg = ?Мzi / ?Pi = 63947,11 / 11094,8 = 5,76 м

.6 Дифферент судна в полном грузу с 10% запасов без балласта

d = (?*(Xg - Xc)) / М

Значения Хс и М определяется по кривой элементов теоретического чертежа (Приложение 3) при ? = 11094,8 т имеем: Xc = 0,8, М = 12550 тм/м

d = (11094,8 * (0,91 - 0,9)) / 12550 = 0,01 м;

Судно не имеет оптимального дифферента и нуждается в приеме дополнительного балласта.

.7 Расчет принятого балласта

Для изменения дифферента судна принимаем балласт в цистерну ахтерпик

№ 46: М = 11320 тм; Х= - 56,6 м.

Мх бал= М*(d- d0) = 11320*(0,01-0,7) = - 7810,8 тм

Весовая нагрузка судна в полном грузу с использованием балласта представлена в табл.4

Таблица 4- Весовая нагрузка судна в полном грузу с 10% запасов с балластом

Статьи нагрузкиР,тХ,мZ,мМх,тмМz,тм1. Судно порожнем4500-10,108,23-45248,0036870,402. Команда, снабжение,55-51,509,25-2832,50508,75Итого п.364879,214,0659745,2726337,224. Судовые запасы 10%52,8-29,404,37-1552,32230,745.Судно без балласта11094,80,915,7610112,4563947,116. Балласт138,0-56,67,64-7810,801054,327. Судно с балластом11144,80,215,832301,6565001,42

Поправочный момент для перехода к плоскости отсчета (Zo = 6,0м)

?Мz = 11144,8* 6 = 66868,8тм

Исправленный момент Мºz = ? Мz - ? Мz = 65001,42 - 66868,8 = -1867,4 тм

Координаты ЦТ судна с балластом

= ?Мхi / ?Pi = 2301,65/ 11144,8= 0,21 м

Zg = ?Мzi / ?Pi = 65001,42/ 11144,8= 5,83м

6.8 Дифферент судна в полном грузу с 10% запасов без балласта

d = (?*(Xg - Xc)) / М

Значения Хс и М определяется по кривой элементов теоретического чертежа (Приложение 3) при ? = 11144,8 т имеем: Xc = 1,0, М = 11480 тм/м

d = (11144,8 * (0,21- 1,0)) / 11480 = -0,77 м;

Проверяем остойчивость судна по предельному моменту (без учета смещения зерна). Предельный момент (Мº)пред при определении по диаграмме предельных моментов (Приложение 4) при ? = 11144,8 т: (Мº)пред = 18500 тм.

Момент относительно плоскости отсчета Мºz = -1393,7 тм

Так как Мºz = -1867,4 тм < (Мº)пред = 18500 тм, то судно остойчиво.

7. Построение ДСО, ДДО и графика плеч кренящего момента

Диаграмму статической остойчивости судна в полном грузу с 10% запасов с учетом вертикальной составляющей момента Mgz от смещения зерна строим с использованием универсальной диаграммы остойчивости (Приложение 5). При этом начальную метацентрическую высоту h судна находим по формуле:

= Zм - Zg - (1/?) * [?Mж + Mgz * (1/?3 + 1/?4)] (7.1)

где ?Mж = 350 - поправка на влияние свободных поверхностей жидких грузов, тм

?3, ?4 - удельный погрузочный объем зерна в трюмах №3 и №4.

Значение аппликаты метацентра Zм снимаем с кривых элементов теоретического чертежа (Приложение 3) для найденного водоизмещения судна в полном грузу с 10% запасов, а значение аппликаты ЦТ судна Zg берем из таблицы весовой нагрузки (табл. 3). Для ?=11094,8 т, Zм = 7,73 м, Zg = 5,76 м. При Mgz = 224 (из методических указаний), ?3 = 1,25, ?4 = 1,30, метацентрическая высота судна:

h = 7,73 - 5,76 - (1/11094,8) * [350 + 224*(1/1,25 + 1/1,30)] = 1,5 м

На универсальной диаграмме (Приложение 5) через точку на правой вертикальной шкале соответствующей h=1,5 м из начала координат проводим прямую линию. Расстояние по вертикали между этой прямой и кривой соответствующего водоизмещению судна равно плечам статической остойчивости для данного состояния нагрузки. Плечо статической остойчивости снимаем с универсальной диаграммы для водоизмещений ?1=11000 т и ?2=12000 т. Расчет плеча остойчивости с использованием универсальной диаграммы остойчивости производим в табличной форме (табл.4)

Таблица 4 - Расчет плеч остойчивости

?ºL,м00100,29200,59300,95401,25501,36601,26701,02800,41

По найденному плечу L строим диаграмму статической остойчивости (рис.1)

Рисунок 1 - Диаграмма статической остойчивости с 10% запасов

Диаграмму статической остойчивости судна в полном грузу со 100% запасов с учетом вертикальной составляющей момента Mgz от смещения зерна строим с использованием универсальной диаграммы остойчивости (Приложение 5).

Значение аппликаты метацентра Zм снимаем с кривых элементов теоретического чертежа (Приложение 3) для найденного водоизмещения судна в полном грузу с 100% запасов, а значение аппликаты ЦТ судна Zg берем из таблицы весовой нагрузки (табл.2).

Для ? = 11570,00 т , Zм = 7,90 м, Zg = 6,20 м. При Mgz = 224 (из методических указаний), ?3 = 1,25, ?4 = 1,30, метацентрическая высота судна:

h = 7,90 - 6,20 - (1/11570,00) * [350+224*( 1/1,25 + 1/1,30)] = 1,63 м

На универсальной диаграмме (Приложение 5) через точку на правой вертикальной шкале соответствующей h=1,63 м из начала координат проводим прямую линию.

Расстояние по вертикали между этой прямой и кривой соответствующего водоизмещению судна равно плечам статической остойчивости для данного состояния нагрузки. Плечо статической остойчивости снимаем с универсальной диаграммы для водоизмещений ?1=11000т и ?2=12000т. Расчет плеча остойчивости с использованием универсальной диаграммы остойчивости производим в табличной форме (табл.5)

Таблица 5 - Расчет плеч остойчивости

?ºL,м00100,31200,62300,99401,28501,38601,29701,04800,53

По найденному плечу L строим диаграмму статической остойчивости (рис.2)

Рисунок 2 - Диаграмма статической остойчивости со 100% запасов

8 Проверка общей продольной прочности

.1 Судно в полном грузу со 100% запасов

Расчет дедвейта и составляющей изгибающего момента Мз от грузов, входящих в дедвейт выполнен в таблице 6.

Моменты |РХ| для трюма №4 рассчитаны по формуле:

|РХ| = (Р4 / 2L) * (L²н + L²к) = [1000 /(2 * 14)]*(5² + 9²) = 3785,7 тм (8.1)

Таблица 6 - Расчет дедвейта и составляющей изгибающего момента Мз

Веса, входящие в дедвейтР, т|X|, м|Px|, тмКоманда, снабжение, провизия5551,52832,50Балласт---Судовые запасы 100%52829,4015523,20Трюм №11374,244,060464,80Трюм №2792,126,0020594,60Трюм №3 (зерно)120012,0014400,00Трюм №4 (зерно)10002,002000,00Трюм №52085,716,0033371,20Палубный груз3510,0350,00Итого7070147536,10Мз = 0,5 ? |PX|73768,05

В результате расчета получено: Dw = 7070 т, Мз = 20691,3 тм

Нанесение соответствующей точки А на диаграмму контроля общей прочности (Приложение 6) показывает, что существует опасность при разгрузке судна на рейде.

.2 Судно после выгрузки зерна с трюмов №3, №4 и с 10% запасов

Расчет дедвейта и составляющей изгибающего момента Мз от грузов, входящих в дедвейт выполнен в таблице 7.

Таблица 7 - Расчет дедвейта и составляющей изгибающего момента Мз

,Р,т|X|,м|Px|,тмКоманда, снабжение, провизия5551,52832,50Балласт---Судовые запасы 10%52,829,401552,32Трюм №11374,244,060464,80Трюм №2792,126,0020594,60Трюм №52085,716,0033371,20Палубный груз3510,0350,00Итого4394,8118865,42Мз = 0,5?|PX|59432,71

В результате расчета получено: Dw = 4394,8 т, Мз = 21476,69 тм

Нанесение соответствующий точки В на диаграмму контроля общей прочности (Приложение 6) показывает, что в рассматриваемом случае имеется опасность - перегиб на волне.

9. Построение ДДО и проверка судна на критерий погоды и критерий ускорения

.1 Судно в полном грузу со 100% запасов

? = 11570,00 т, Т = 7,6 м, Zм = 7,90 м,

Zg = 6,20 м, ho = 1,63 м.

.2 Проверка удовлетворения критерию погоды

Судно удовлетворяет критерию погоды, если:

= a/b ? 1

Для этого необходимо найти амплитуду качки Q, которая определяется:

= 109 * K * X1 * X2 * ?r * S(9.1)

= 0,88.

Множитель X1 определяется по таблице 2.1.5.1-2 РМРС. Аргументом входа в таблицу является значение B/d = 19,2/7,6 = 2,53;

X1 = 1.

Множитель X2 определяется по таблице 2.1.5.1-3 РМРС. Аргументом входа в таблицу является значение коэффициента общей полноты, который определяется по формуле:

Св=(?D/1,025) / (L * B * T)(9.2)

Св = 0,67

X2 = 0,97

Величина r определяется по формуле:

= 0,73 + 0,6(Zg - d)/d(9.3)

= 0, 619

Коэффициент S определяется в зависимости от величины

T= 2*B * (0,373 + 0,023*B/d - 0,043*L/100)/ ?h

= 9,71

Следовательно, S = 0,1

Находим Q1r = 23,1º

Q2r = 50º

Определяем значение плеча кренящего момента от давления ветра

1 = (pv * Av * Zv) / (100 * g * ?)(9.4)

= 504 по таблице РМРС

Av= 985 м²

Zv = 5 м - аппликата центра парусности

Lw1= 0,22

Lw1= 1,5 * Lw2

Lw2= 0, 33

По ДСО для судна со 100% запасов строим график, по которому будем рассчитывать площади a и b.

Таблица 8.

?01020304050607080Lg00,310,620,991,281,381,291,040,53

По найденным плечам строим график и откладываем на нем найденные данные.

Т.к. площадь b>a, то К=b/a > 1, следовательно, судно удовлетворяет критерию погоды.

9.3 Необходимо проверить критерий ускорения

Судно удовлетворяет критерию ускорения, если:

К* = 0,3/Арасч ? 1

Арасч = 0,0105*( h0/c*c*B)*K* Q1r (9.5)

= 1,02

с = 0,373 + 0,023*B/d - 0,043*L/100(9.6)

с = 0,381

Арасч =0,1

К*=0,3/0,1 = 3, что удовлетворяет критерию ускорения.

.4 Выполнение проверки остойчивости при смещении зерна

Необходимо проверить, удовлетворяет ли остойчивость определённым критериям при смещении зерна в трюмах № 3 и № 4

Начальная остойчивсть судна при смещении зерна будет:

испр = h - (Mgz / (Dn + Dw))*(1/?3 + 1/?4)(9.7)

Принимая значения h = 0,9 м (порт отхода), Mgz = 224 тм (из методических указаний), ?3 = 1,25, ?4 = 1,30, Dn = 4500, Dw = 11570 метацентрическая высота судна:

hиспр = 1,63 - (224 / (4500 + 11570))*(1/1,25 + 1/1,30) = 1,62 м.

Построим диаграмму статической остойчивости (см. Рис. 3) с помощью интерполяционных кривых универсальной диаграммы остойчивости (Приложение 5).

?ºL,м00100,31200,62300,99401,28501,38601,29701,04800,53

Плечи кренящего момента определяются согласно формулам (9.8) и (9.9):

= (Mgy / (Dn + Dw))*(1/?3 + 1/?4)(9.8)=0,8* lg0(9.9)

Принимая значения Mgy = 963 тм (из методических указаний), ?3 = 1,25,

?4 = 1,30, Dn = 4500, Dw = 11570 получим:

0 = (963 / (4500 + 11570))*(1/1,25 + 1/1,30) = 0,09 м.

lg40 =0,8* 0,09 = 0,07 м.

Угол крена от смещения зерна вычисляется по диаграмме остойчивости:

?gs = 4º < 12º

Минимальная остаточная площадь ДСО определяется углом крена 40º.

Расчет остаточной площади ДСО по правилу трапеций определяется согласно таблице 8.

Таблица 8 - Интегрирование остаточной площади ДСО

Ординаты диаграммыСумма Поправка Исправленная сумма012345600,30,160,220,390,500,622,19-0,321,87

Интервал интегрирования:

?? = (40º - 4,0º) / 6 =6 º = 0,1 рад.

Остаточная площадь диаграммы:

Lgr = 1,87 * 0,1 = 0,187 > 0,075 м ? рад,

что удовлетворяет критериям при смещении зерна в трюмах.

10. Вывод

Произведя все необходимые расчёты по расчётам критерия остойчивости, продольной прочности и запаса плавучести на весь период рейса, а также, выполнив все необходимые операции по креплению груза, делаем вывод, что наше судно готово к эксплуатации.

В ходе выполнения работы произведен:

-расчет количество факультативных грузов

-выполнено распределение грузов по трюмам с учетом физико-химических свойств и с учетом оптимального дифферента судна D = - 0,59.

-выполнен расчет критерий погоды с учетом амплитуды качки (к = 11,74).

-сделаны выводы о соответствии остойчивости судна для данной загрузки судна с требованиями Регистра.

-произведен расчет количество необходимого балласта для получения оптимального дифферента судна.

-произведен расчет остойчивости судна с учетом смещения зерна.

-выполнен расчет прочности корпуса судна с учетом загрузки судна.

-составлен предварительный грузовой план судна.

Вывод: В результате выполнения курсового проекта установлено:

1.при 100% загрузки остойчивость удовлетворяет требованиям Регистра;

2.при 10% загрузки необходимо принять балласт для получения оптимального дифферента судна;

.остойчивость судна при смещении зерна удовлетворяет требованиям Регистра;

.выгрузка зерна из 3, 4 трюмов не допустима в виду опасного перегиба корпуса судна.

Список литературы

1.Снопков В.И. Технология перевозки грузов морем: Учебник для вузов. - [3-е изд.,перераб. и доп.]. - СПб. : Мир и Семья, 2001. - 560с. : ил. - ISBN 5-94365-005-9 : 607-00; 519-00: 300-00. - 382-00.

2.Российский морской регистр судоходства: Правила классификации и постройки морских судов. - [том 1-й, НД № 2-020101-047]. - СПб. : Российский морской регистр судоходства, 2007. - 309-311с.

.Общие и специальные правила перевозки грузов: Учебник Для вузов. - [том 2-й, специальные правила]. - М. : в/о МОРТЕХИНФОРМРЕКЛАМА, 1988. - 17с. : прил. 1., 17с., табл. 1.

. Правила классификации и постройки морских судов. Том 1: Морской Регистр Судоходства РФ. - Л.: Транспорт, 1995.- 428 с.

. Конспект лекций по дисциплине ТОМПГ.