|
1. Sisältö
Tässä luvussa esitetään mitoituskaavat alumiinista valmistettavien veneiden
lujuusrakenteiden mitoitusta varten.
Esitetyt mitoituskaavat perustuvat kansainväliseen standardiin ISO 12215-5.
Standardiin verrattuna on katsottu välttämättömäksi lisätä aluksen koon ja
nopeuden perusteella määritettävät minimipaksuusvaatimukset jotka takaavat
tietyn minimilujuuden paikalliskuormia vastaan.
2. Määritelmät
Suureet, joita käytetään useassa luvussa, on keskitetysti esitetty luvussa 1.
Seuraavassa tässä luvussa käytettävät yhteiset suureet. Näiden lisäksi
tarvittavat suureet on esitetty kunkin asian yhteydessä.
P = mitoituspaine, kPa, luvun 7 mukaan
l = paneelin pitempi sivu, mm
b = paneelin lyhyempi sivu, mm
s = kaariväli, kuormitusalueen leveys, mm
lU = jäykisteen jänneväli, mm
t = laminaatin paksuus, mm
SM = taivutusvastus, mm3
Vmax = suurin nopeus, solmua
Sivun alkuun
3. Dokumentaatio
Tässä luvussa esitettyjen vaatimusten verifioimiseksi edellytetään seuraava
dokumentointi:
Sivun alkuun
4. Alumiinipaneelit
4.1 Alumiinipaneelin paksuus tulee olla vähintään suurin seuraavista:
tmin kohdan 2.3 mukaan.
kC = kaarevuuskorjauskerroin, kts. 9.2
P = mitoituspaine kts. Luku 7. k2 = sivusuhdekorjauskerroin, kts.
9.3s a = sallittu jännitys, kts.
8.
4.2 Jos paneelin jonkun sivun kiinnitysjäykkyys on pienempi kuin paneelilla,
joka jatkuisi reunajäykisteidensä ohi, tulee paksuusvaatimusta korjata
vastaamaan todellista reunakiinnitystä. 4.3 Levyn paksuus ei missään tapauksessa saa olla pienempi kuin seuraavan kaavan
antama tulos taulukon 1 kertoimia käyttäen:
Taulukko1. Kertoimet vähimmäispaksuuden kaavalle.
Rakenneosa |
t0 |
K1 |
K2 |
K3 |
Min. |
Pohjalevy Lh £ 6 m
|
0
|
0.15
|
0.03
|
0.1
|
min. 1.25
|
Pohjalevy Lh > 6 m |
0.9 |
0 |
0.03 |
0.1 |
min. 1.25 |
Laitalaidoitus ja peräpeili, Lh £
6 m |
0 |
0.15 |
0 |
0.1 |
min. 1.25 |
Laitalaidoitus ja peräpeili, Lh > 6 m |
0.9 |
0 |
0 |
0.1 |
min. 1.25 |
Säälle alttiit kannet, henkilökuorma |
1.2 |
0.1 |
0 |
0 |
min. 1.5 |
Lastikansi, kuorma Q [t/m²] |
1.2+0.2·Q |
0.1 |
0 |
0 |
min. 1.5 |
Korjaus f1 määritetään kohdan 9.1mukaan.
Sivun alkuun
5. Alumiinijäykisteet
5.1. Taivutusvastus jäykisteille, johon on huomioitu tehollinen laippa
kohdan 5.3 mukaisesti, tulee olla vähintään:
Jossa:
kCS = kaarevan jäykisteen korjauskerroin. kts. Taulukko 2.
Taulukko 2. Jäykisteiden korjauskerroin kCS
c/b |
kCS |
0 - 0,03 |
1,0 |
0,03 - 0,18 |
1,1 - 3,33 · cu/lu |
>0,18 |
0,5 |
sd = sallittu jännitys, MPa, kts. 8.
5.2. Jos jäykisteen toisen tai molempien päiden kiinnitys ei vastaa vähintään
jäykistettä, joka on jatkuva tukipisteidensä yli, tulee taivutusvastusvaatimus
korjata vastaamaan todellista kiinnitysastetta.
5.3. Määritettäessa jäykisteen taivutusvastusta voidaan teholliseksi laipan
leveydeksi laskea 60 kertaa levyn paksuus lisättynä jäykisteen paksuudella.
Kuva 1. Tehollinen laippa.
5.4 Jäykisteen uuman leikkauspinta-alan tulee olla vähintään.
Sivun alkuun
6. Vahvistukset
6.1. Kölirakenne tulee vahvistaa kestämään telakoimisen ja/tai trailerilla
kuljettamisen aiheuttamia kuormia.
Tämä katsotaan toteutuvan, mikäli taulukossa 3 esitettyjä vaatimuksia kölisarjan paksuudelle ja/tai taivutusvastukselle
täyttyvät. Kölisarjan levyn
paksuuden tulee olla vähintään taulukon 3 antama paksuus. Jos köli on
suojattu profiililla, tulee taivutusvastuksen olla vähintään taulukon 3
antaman tuloksen mukainen. Laskettaessa taivutusvastusta köliprofiilille,
voidaan profiilin yhteydessä olevan levyn leveys 60 kertaisella levyn
paksuudella sisällyttää molempiin sivuihin.
Taulukko 3. Kölin paksuus ja taivutusvastus.
Rakenneosa |
Vaatimus |
Kölisarja, ei köliprofiilia, b = 10·Lh [mm]
|
tk = 1.5· tmin (pohja) katso 9.2.3.
|
Kölin
taivutusvastus (SM) |
Wk = 0.85· mLCC ·
LH [mm3] |
6.2 Kun kannen reuna tai runko-kansi liitos on aluksen levein osa, tulee ne
vahvistaa kestämään laituriin törmäämisestä, telakoimisesta ja maissa
käsittelystä aiheutuvia kuormia. Runko-kansi liitoksen tulee olla vesitiivis
suunnittelukategorioiden A, B ja C aluksille.
Sivun alkuun
7. Erityisen kuormitetut rakenteet
7.1 Koneen alustat 7.1.1 Konealustan tulee olla riittävän luja ja jäykkä
kantamaan moottorin painon ja moottorista aiheutuvat kuormitukset. Alustan tulee
normaalisti jatkua sekä
keulaan että perään päin vähintään moottorin tukien välisen
etäisyyden verran, kuitenkin vähintään tai 0.5 m.
7.1.2. Alustan tulee olla liittyneenä muuhun lujuusrakenteeseen sekä
keulassa että perässä.
7.1.3. Pitkittäisiä konepetejä tukevia poikittaisia tukia tulee asetella lähelle moottorin
kiinnityspultteja.
7.2 Peräpeilit ulko- ja sisäperämoottoreille
7.2.1 Peräpeilin suunnittelun tulisi taata, että ulko- tai sisäperämoottorista
aiheutuvat taivutusmomentit ja työntövoima voidaan siirtää runkoon ilman
kohtuuttomia jännityksiä.
Sisäperämoottoriveneiden peräpeili tulee jäykistää polvioilla tai vastaavilla
joka yhdistää konealustan ja peräpeilin.
Peräpeilin paksuus ulko- tai sisäperämoottorille tulee normaalisti olla vähintään:
tt = 1,15 · (0.4 + 0.2 · f1 · Lh + 0.04 · V) mm
f1 = materiaalin korjauskerroin, katso kohta 9.1.
7.3 Kiinnitys- ja muut korkeasti kuormitetut helat. 7.3.1. Kiinnityshelojen
alustat tulee mitoittaa niin, että hela kiinnityksineen kestää ISO 15084:ssa
esitetyt mitoittavat kuormat.
Sivun alkuun
8. Sallitut jännitykset
8.1. Sallittu jännitys alumiinirakenteissa, sd,
tulee ottaa Taulukosta 4.
Taulukko 4. Sallitut jännitykset
Osa |
Sallittu jännitys, MPa |
Paneelit |
sd = 0,6· sUW
/fCCtai 0,9 ·
sYW |
Jäykisteet, normaalijännitys |
sd = 0,7· sYW |
Jäykisteet, leikkausjännitys |
td = 0,7· sYW |
sUW =
murtolujuus hitsattuna
sYW =
myötölujuus hitsattuna
Yleisesti käytettyjen alumiiniseosten mekaaniset ominaisuudet mitoitusta
varten on annettu luvussa 13.
Sivun alkuun
9. Korjaukset 9.1.
Korjaus seoksen lujuudelle. Korjauskerroin f1 vähimmäispaksuuden kaavassa ottaa huomioon seoksen
lujuuden. Kerroin määritetään seuraavaa kaavaa käyttäen:
sy = Myötölujuus (hitsattuna jos
hitsattu rakenne)[MPa]
9.2 Korjaus paneelin kaarevuuden perusteella. Korjauskerroin kc ottaa huomioon kaarevuuden vaikutuksen
alumiinipaneelin lujuuteen. fc tulee kuitenkin olla vähintään 0.8.
Taulukko 5. Paneelin korjauskerroin kaarevuuden perusteella.
c/b |
kc |
0 - 0,03 |
1,0 |
0,03 - 0,18 |
1,1 - 3,33 · c/b |
>0,18 |
0,5 |
9.3 Korjaus paneelin sivusuhteen perusteella. Kerroin k2, joka
huomioi paneelin sivusuhteen vaikutusta taivutusjännityksiin tulee ottaa
Taulukon 5 mukaan.
Taulukko 5. Paneelin sivusuhdetta huomioiva kerroin k2.
Sivusuhde l/b |
Taivutusjännitys
Korjauskerroin k2 |
>2,0 |
0,500 |
2,0 |
0,497 |
1,9 |
0,493 |
1,8 |
0,487 |
1,7 |
0,479 |
1,6 |
0,468 |
1,5 |
0,454 |
1,4 |
0,436 |
1,3 |
0,412 |
1,2 |
0,383 |
1,1 |
0,349 |
1,0 |
0,308 |
Sivun alkuun
|