Appunti per esame Costruzioni navali 1 (CN1), parte 2

D

M Fasciame sezionato (non superiore del paramezzale e una striscia di

& c'è bisogno di un torello). fasciame associata larga Bch.

A

Chiglia massiccia. La chiglia nelle navi di acciaio non altro che un corso di fasciame a cavallo del piano

è

di simmetria che va da poppa a prua. Le società di classifica hanno deciso delle

regole per cui la chiglia deve essere un pochino più spessa del resto dei fasciame.

STRUTTURE DEL FONDO:

Nelle navi in acciaio o in lega leggera il fondo può essere realizzato secondo due schemi strutturali

principali: fondo a cielo aperto e doppio fondo. Nel caso del doppio fondo, le strutture longitudinali e

trasversali sono coperte da un fasciame, detto cielo del doppio fondo.

Fondo a cielo aperto vuol dire che se io mi metto

dall'alto e lo guardo vedo tutte le travi strutturali

del fondo che sono i manieri e i paramezzali.

Se io voglio camminare sul fondo dovrò scavalcare i

manieri quindi sono nave piccola ci riescono ma sono

una petroliera dovrò utilizzare una scala perché sono

alti 5 m a meno che non ci siano dei fori di passaggio.

t Il fondo a cielo aperto serve per rinforzare il

fondo nei confronti della spinta idrostatica.

Questa tipologia strutturale accettabile, soprattutto

è

se la nave trasporta un solo tipo di carico liquido. La

presenza di acqua all'interno di queste strutture non

rappresenta un problema, poiché per scaricarla è

sufficiente utilizzare un punto di aspirazione situato

nel punto più basso, vicino al piano di simmetria, per

rimuovere tutta l'acqua desiderata. Tuttavia, è

importante notare che non posso cambiare il tipo di

carico: ad esempio, se la nave ha trasportato petrolio,

non posso successivamente caricare vino, poiché

sarebbe difficile pulirla adeguatamente.

Non detto che la nave abbia tutto il fondo a cielo aperto, di solito c'è nei gavoni di poppa e prora perché in

è

questi due spazi si mette l'acqua che serve per bilanciare la nave e dove c'è l'apparato motore.

Poi abbiamo il doppio fondo in cui la struttura di rinforzo chiusa da una superficie costruita con delle

è

lamiere che si chiama cielo del doppiofondo. Il doppio fondo ha

molteplici utilità, la

prima quella di

è

avere la superficie

della stiva bella liscia

e quindi facilmente

ripuliti che mi

permette di cambiare

tipologia di carico

senza tanti problemi.

Anche il cielo del doppiofondo ha bisogno di essere rinforzato perché in particolare il carico della stiva sul

cielo del doppio fondo, non grava sul fondo mentre invece la pressione idrostatica agisce sul fondo.

In pratica se il carico della stiva esattamente uguale alla pressione idrostatica, le strutture del

è

doppiofondo si dicono scariche perché la spinta verso l'alto della pressione neutralizza il peso del carico.

La seconda utilità quello di avere un volume di carico (quindi un volume di deposito per liquidi) che può

è

essere utilizzato sia per il combustibile, per l'acqua di zavorra ecc. Il vantaggio del doppiofondo che ce

è

l'ho nel punto più basso della nave e quindi migliora la stabilità perché mi abbassa il baricentro.

Il terzo vantaggio del doppio fondo che io ho un'intercapedine in caso di falla sul fondo. Serve per

è

contenere i danni all'ambiente in caso di incaglio, questa soluzione la prima protezione che stata

è è

adottata per le navi petroliere mentre invece la seconda soluzione/protezione stata il doppio scafo.

è

SQUADRA:

La squadra l'elemento di collegamento più importante tra

è

gli elementi strutturali, fatta in acciaio ed formata da

è è

una lamiera di forma triangolare. Anche la squadra ha

un'anima come le travi perché evidente che avrà anche

delle piattabande.

Che cosa collega la squadra? Partiamo dal caso più semplice ovvero la costola con il baglio.

Trincarino Fasciame del fondo

-

d

n V Qui dobbiamo mettere una squadra triangolare.

.

Saldatura

della cinta Siccome lo spigolo della squadra va a interferire

al * con il cordone di saldatura lo taglio via.

fasciame V

V

del fianco .

·

Quando saldando raggiungo l'angolo della squadra succede che questo spigolo viene sciolto completamente.

Quindi se io faccio interrompere la squadra in questo modo non riesco a impedire di interrompere l'arco elettrico

allora cosa faccio? Smusso gli angoli in questo modo saldatore può continuare a saldare senza interrompersi.

è

Ora supponiamo che il ponte sia caricato in maniera critica e che sul fianco ci sia un carico idrostatico

anche esso critico, queste due travi tendono a schiacciare la squadra nel suo piano. Se io guardo la

squadra da sotto... La squadra esce dal

La forma di collasso che

Spigolino piano e si infestona.

assumerà la squadra sarà

Va I

di questo tipo:

Quando si deformata ha ruotato di un certo numero di gradi.

Il collasso cosa ha provocato? è

V In pratica la sezione della squadra si deformata perché il

è

1/2d

. momento di Inerzia della striscia della squadra (che uguale

è

La sezione

Lo t allo spessore t per 1/2d della diagonale della squadra ovvero

indeformata l'ipotenusa) era molto basso.

Qual il momento di Inerzia di questa parte che

è

1/2ipotenusa 3

J = 1/12 (1/2p) t

denota la resistenza della lastra? il momento di Inerzia

È

t di questa figura intorno al suo asse baricentrico.

Momento di inerzia proprio di una striscia rettangolare larga 1/2p e spessa t. S

Come posso impedire la rotazione? In pratica devo aumentare il momento di Inerzia.

Il collasso avviene quando si supera il carico critico che uguale a:

è

k il coefficiente di incastro che dipende da come saldata la squadra.

è è 1/2ipotenusa

Come posso aumentare il momento di inerzia di questa figura? Ci metto

una piattabanda che chiamiamo aumenta enormemente il momento di t

inerzia e di conseguenza mi aumenta enormemente anche il carico critico.

% Mettiamo un barrotto e più ne metto più la squadra diventa resistente al carico di compressione

nel suo piano. In sostanza i barrotti servono ad aumentare il momento di inerzia in modo da

aumentare il carico critico dell'equazione di Eulero che tradotto significa aumentare la resistenza

alla compressione. Questa una squadra centrata o simmetrica

è

d perché allineata con le anime delle travi che

è

↑ collega. Se poi rinforzata sarà una squadra

è

piattabanda.

V

- La piattabanda rastremata per fare in

è

A modo che le tensioni al suo interno possono

defluire più dolcemente nell'anima della

squadra e passare alla piattabanda del

baglio (sopra) o alla piattabanda delle

costola. Passiamo ora alle linee di tensione..

Se io metto un carico qua creo delle tensioni nel baglio.

h

- Le tensioni le rappresentiamo come delle linee che

tendono a scaricarsi in un elemento viaggiando secondo

9 una certa direzione (sempre verso il basso di solito).

-

-

h'' Più vicine sono le linee (più ce ne sono) maggiore il livello di

è 1

h' sollecitazione. Quando le tensioni raggiungono lo spigolo tenderanno =

σ h/5

ad avvicinarsi perché tenderanno a curvare come le macchine Sigma nominale

*

seguendo la traiettoria minore. (quello che ha

Se io vado a vedere questa sezione che sarà più considerato il

& -

h grande di h vediamo che divisa in due zone: la zona

è 1 progettista).

=

σ'

h' in cui sono concentrate tutte le linee di flusso e la h'/5

zona h'' che completamente scarica.

è

Abbiamo che h' più piccolo di prima quindi il livello di sollecitazioni >> del nominale. Si creata una

è σ' è σ è

concentrazione di tensioni (zona dello spigolo) che un innalzamento del livello di tensione che indipendente

è è

da un eventuale aumento del carico. Per colpa di questo spigolo ho un aumento di tensione che non avevo

previsto e che mi può innescare una cricca la quale può camminare (verso l'alto) fino a tagliare la trave in due.

La distribuzione delle tensioni si rappresenta così. 9

9

La concentrazione di tensione avviene per un 9

+ difetto nella forma della struttura, non serve

· 9

- -

aumentare lo spessore o il momento di inerzia,

basta cambiare la forma cioè inserire un'aggiunta: I

Facendo in questo modo ovvero cambiando la forma dello spigolo le tensioni sono

costanti anche in corrispondenza della curva. Le squadre servono anche a questo, n

* -

servono a creare uno spazio maggiore per il passaggio delle tensioni evitando così

concentrazione di tensioni.

CONCETTO DI VINCOLO, APPOGGIO, INCASTRO: Se L la campata della trave e

è

P quest'ultima caricata con un

è

-

Una trave appoggiata si rappresenta così: carico uniforme distribuito il

momento flettente M nel punto di

metà campata vale:

2

Mmax = 1/8 P L

Una trave incastrata si rappresenta in questo modo:

Se invece la trova incastrata il momento massimo al centro della 2

campata sarà minore nel caso corrispondente alla strada appoggiata varrà: Mmax (1/2) =0,5 1/24 P L

2

Mmax = 1/12 P L

Mentre in corrispondenza degli incastri vale:

Il valore di corrispondenza degli incastri maggiore che al centro campata. Quindi la condizione di trave

è

incastrata mi consente di avere un momento massimo minore del momento massimo in condizioni di appoggio.

9.

La deformata di una trave appoggiata ammette una rotazione Mentre in corrispondenza

P

T - T

di una trave incastrata non c'è rotazione quindi in corrispondenza dell'incastro deve

essere uguale a zero.

Ciò significa che bisogna progettare un sistema di ritenuta della trave da impedire qualsiasi tipo di rotazione.

T

Un incastro perfetto significa = 0.

Noi ammettiamo sempre che l'incastro non sia perfetto. Di 0 ovvero trave appoggiata.

solito nelle formule del dimensionamento il grado di incastro

si indica con un coefficiente k che può assumere due valori: 1 ovvero trave incastrata.

Nella realtà si può dire che il coefficiente di incastro di una trave potrebbe essere compreso tra 0,7 < k < 0,8.

Se ho un trave di questo tipo con una campata L come posso fare per L

aumentare il coefficiente di incastro? Ci posso mettere una squadretta che mi

riduce la rotazione della stru