(I-3-5) Schwimmdocks - GL Group

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I - Teil 3 <strong>GL</strong> 1993 Abschnitt 2 B Festigkeit Kapitel 5 Seite 2–1 Abschnitt 2 Festigkeit A. Querfestigkeit Tabelle 2.1 1. Die Festigkeit der Querverbände des Dockes ist für drei Lastfälle zu untersuchen. 1.1 Lastfall 1 Dock ist auf Pontonfreibord aufgetaucht und dabei belastet durch ein Schiff von Nennhebefähigkeit. Zu untersuchen sind die Querverbände unter der Belastung von Wasserdruck und Kielpallenlast. 1.2 Lastfall 2 Dock wie unter 1.1 belastet, an den Enden ist jedoch keine Kielpallenlast vorhanden. Zu untersuchen sind die nur durch Auftrieb (bei gleichmäßig verteiltem freien Ballastwasser) belasteten Querverbände. 1.3 Lastfall 3 Dock mit Schiff so weit aufgetaucht, dass die größte Druckdifferenz zwischen Innen- und Außenwasser auftritt. Zu untersuchen sind die Querverbände unter der Belastung von Wasserdruck und Kielpallenlast. 2. Als Kielpallenlast ist in diesen Berechnungen die in den Bau- bzw. Betriebsvorschriften angegebene maximal zulässige Belastung je laufender Meter Dock anzusetzen, die aus den Angaben über das kürzeste zu dockende Schiff bei Ausnutzung der Nennhebefähigkeit bestimmt wird. 3. Der für die Kielpallenlast einzusetzende Wert darf jedoch folgenden Wert nicht unterschreiten: NH ⋅ 9,81 q = 1,5 kN/m Docklänge [ ] NH = Nennhebefähigkeit in [t]. 4. Als Belastung für die Kimmpallen ist mindestens eine Kraft anzusetzen, die bei einer Neigung des Schiffes von 3° auftritt; d. h. die Gesamtbelastung der Kimmpallen beträgt je Seite ca. 5 % der Nennhebefähigkeit. 5. Die errechneten Spannungen in den Querträgern, in der Beplattung und in den Spanten dürfen folgende Werte nicht überschreiten: Belastungsart Druck, Zug, Biegung bei Verwendung von normalfestem Schiffbaustahl St 37–2 σ zul = 160 N/mm 2 σ zul = 140 N/mm 2 Schub τ zul = 100 N/mm 2 τ zul = 95 N/mm 2 Vergleichsspannung σ v = 200 N/mm 2 σ v = 180 N/mm 2 Die Vergleichsspannung ist nach der Formel 2 2 2 σ v = σ + 3τ ⎡N/mm ⎤ ⎣ ⎦ zu ermitteln. 6. Beulsicherheit aller Bauteile ist nachzuweisen. Dieser Nachweis kann auf der Basis der entsprechenden Vorschriften für den Schiffskörper erfolgen. Siehe hierzu Teil 1, Kapitel 1, Abschnitt 3, F. B. Längsfestigkeit 1. Die Längsfestigkeit des Docks muss für den Fall der Dockung des kürzesten Schiffes, dessen Gewicht gleich der Nennhebefähigkeit des Docks ist, untersucht werden. Die Eigensteifigkeit des gedockten Schiffes bleibt für diese Untersuchung unberücksichtigt. 2. Die größte Spannung aus der Längsbeanspruchung darf bei dem mit dem Pumpsystem des Docks erreichbaren kleinsten Biegemoment an keiner Stelle des Docks folgende Werte überschreiten: .1 bei Verwendung von normalfestem Schiffbaustahl: σ = 120 [N/mm 2 ] .2 bei Verwendung von St 37–2: σ = 110 [N/mm 2 ].
Kapitel 5 Seite 2–2 Abschnitt 2 C Festigkeit I - Teil 3 <strong>GL</strong> 1993 3. Wird dieses kleinste Biegemoment jedoch durch zur Verfügung stehendes "freies Ballastwasser" und somit ungleiche Wasserstände in den einzelnen Bodenzellen erreicht, so ist außerdem der Fall mit gleichmäßig verteiltem Ballastwasser zu untersuchen. Die dem so ermittelten Biegemoment zugeordnete Spannung darf auf keinen Fall σ = 160 [N/mm 2 ] (für normalfesten Schiffbaustahl) bzw. σ = 140 [N/mm 2 ] (für St 37-2) überschreiten. 4. Auf die Untersuchung nach 3. kann verzichtet werden, wenn mindestens zwei voneinander unabhängig arbeitende Durchbiegungsmeßanlagen vorhanden sind und der zulässige Grenzwert der Durchbiegung so angegeben ist, dass die zugehörigen Spannungen auf keinen Fall die in 3. angegebenen Werte überschreiten können. 5. Falls Beanspruchungen aus der Längsfestigkeit bei Überführungen berücksichtigt werden müssen, sind für die Berechnung Wellenhöhen und -längen abhängig von der Fahrtroute und der Jahreszeit der Überführung einzusetzen. 6. Im allgemeinen ist dafür die Wellenlänge mit der Docklänge gleichzusetzen. Für abweichende Annahmen muss ein entsprechender Nachweis erbracht werden. 7. Für diese Berechnungen können als zulässige Spannungen zugrunde gelegt werden: – σ zul = 180 [N/mm 2 ] (normalfester Schiffbaustahl) bzw. – bei Verwendung von St 37–2: σ zul = 160 [N/mm 2 ] (St 37–2). 8. Die Beulsicherheit der Längsverbände ist nachzuweisen. Siehe auch A.6. 1.3 Sofern durch besondere Vorkehrungen wie z. B. durch eine Verholspillanordnung keine anderen Anforderungen zu berücksichtigen sind, ist als Flächenbelastung mindestens einzusetzen: – 3,5 kN/m 2 für die Verbindungsbrücken am Dockende – 5 kN/m 2 für das Oberdeck, – 10 kN/m 2 für die Plattformen am Dockende. 2. Schotte 2.1 Die Plattendicke der Schotte zwischen den einzelnen Ballastzellen darf nicht kleiner sein als: t = 3,8⋅ a h ⋅ k + 1,5 [ mm] 2.2 Das Widerstandsmoment von beidseitig eingespannten Steifen darf nicht kleiner sein als: a 2 3 W = 7 ⋅ a ⋅ ⋅ h ⎡cm ⎤ ⎣ ⎦ = Steifenabstand [m] = ununterstützte Länge in [m] h = Druckhöhe in [m] h ist die zu erwartende Druckhöhe infolge ungleicher Lenzung bzw. Flutung, wenigstens der Abstand zwischen Absenktiefgangsebene und Unterkante Luftrohr (im Seitenkasten). 2.3 Bei einseitiger oder beidseitiger freier Lagerung sind die Widerstandsmomente um 50 % zu erhöhen. 3. Verbrauchstanks C. Festigkeit einzelner Bauteile 1. Belastungen 1.1 Die Bauteile, die nicht in die Quer- bzw. die Längsfestigkeit einbezogen sind, sind entsprechend den angegebenen bzw. den auftretenden örtlichen Belastungen zu bemessen. Als zugelassene Spannungen gelten die in A.5. angegebenen Werte. Dabei ist die erforderliche Knick- bzw. Kippsicherheit zu beachten. 1.2 Für das Sicherheitsdeck und die Wände des Seitenkastens ergeben sich die auftretenden Belastungen aus dem Pumpdiagramm. Für die über dem Sicherheitsdeck angeordneten Verbrauchstanks (Brennstoff-, Frischwasser-, Trinkwasser-, Schmieröl- sowie Altöltanks usw.) können die Vorschriften des Abschnitts 12 der Seeschiffsvorschriften (Teil 1, Kapitel 1) angewandt werden. 4. Mittellängsschott Das an den Querträgern bzw. den wasserdichten Querschotten gestützte Mittellängsschott ist als Durchlaufträger zu berechnen, der von Kielpallenlast und Auftrieb belastet wird. Jedoch sind wegen der Wegnahme von Kielpallen zwischen zwei Querträgern im Falle einer Bodenreparatur die entsprechenden konzentrierten Belastungen zu berücksichtigen.
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