【专栏】结构开孔原则

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已经离开设计这个领域,今后也不会搞设计了,在多年的设计和设计管理中,深刻的感觉到,在技术部门对设计人员进行跨专业的知识培训的必要性。在目前仍没有上班,有点空闲的情况下,现根据手头的资料,为搞电器的同志们提供点参考资料。


附件是培训中用到的《结构开孔原则》,希望对你有用。


附件:


电装的设计人员如何确定在船体结构上的开孔讲座


为了合理地布置电缆,充分利用舱内的空间,电缆穿过船体结构件是难免的,在船体构件上开孔,势必影响到船体的结构强度。为了保证船舶的质量的要求出发,开孔的基本原则是在船体构件上尽量不开孔,少开、开小孔,不开直角孔或不在特殊部位开孔,须征得船体设计人员的同意,并应采取相应的加强措施,以达到船体结构强度要求。


1.开孔的原则


(1) 所有开孔应有光滑的边缘和足够大的圆角,圆角半径为开孔短轴的十分之一,且不少于30mm。

(2) 高应力区应避免开孔。

(3) 高强度钢构件尽量少开孔,若开孔应采用椭圆形或相当椭圆形或相当椭圆的形状。

(4) 开孔边缘离板缝最小距离不少于50mm,见图(a)。开孔与板缝相交的最小距离不小于75mm。见图(b)。



2.船体构件上禁开孔的区域(见下图阴影部分及说明)


(1) 非结构的肘板、横梁、见图中(b)。

(2) 扶强材、复板、肘板、见图中(a、b、g)。

(3) 纵梁上的横梁下方开孔见图中(h)。

(4) 柱上面的横梁见图上(d)。

(5) 柱下面的舱座,见图中(e、f)。

(6) 工型柱及其下复板,见图中(g)。

(7) 肋板的折边区见图中(c).




3.船体构件上开孔符合下列条件时,对被开孔的梁、纵桁、肋骨的强度没有影响,就不必采取加强措施,(见下图)。




(1)开孔高度b 不得超过横梁,肋骨或纵桁高度B的二分之一,即b≤1/2B,孔的宽度l 得超过纵骨间或边距L 的二分之一,即l≤1/2L。

(2)开孔位置应靠近甲板,即孔的中心线度h 应位于横肋骨或纵桁高度的二分之一的上方,即h≥1/2 B。

(3)开孔应分散,不能同时密集中在邻近纵骨间距或肋间距,如需开二个或二个以上的孔时,应沿水平方向布置,但所有孔的宽度之和不应超过纵骨间距或肋间距的二分之一。(详见下表)


4.在船体构件和甲板上开孔的补强措施


在船体构件上和甲板上开孔,如不符合上述规定的条件,且不在禁区开孔区域,则须补强,补强后的船体结构强度应不低于厚度强度,具体的计算方法就不一一介绍,请电装室设计人员及时与船体结构设计人员联系,现仅介绍一些补强的方法作为参考:


(1) 用补强复板或电缆框(套框)加强船体的构件强度,亦可在开孔处补焊上一块与船体的构件厚度及牌号相同的钢板,其尺寸应符合补强电缆框、筒的原则(如下图)


(2) 当开孔必须接近横梁的下边缘时,应在开孔的下方焊上一段扁钢,要求与其厚度与构件的厚度相等。(如下图)



5.电缆贯通在纵、横梁及舱壁开孔中心H的决定。(由于电缆贯通件归于部件预舾装,贯通件的安装尺寸必须准确,所以设计人必须认真准确标注每一个贯通件)


(1) 组合电缆托架穿过舱壁时电缆框开孔中心高度H 的决定,即托线架平面应比电缆筒或电缆框的内表面高10mm。

计算公式: CE 型电缆框H=h-B/2-22,(A:H=h-42,B:H=h-52,C:H=h-62)


例如1 : 电缆框CE3-20A 对应电缆托架脚高为HA=300mm H=300-42=258 mm(300+5-40-25+10+8)


例如2 : 电缆框CE3-20B 对应电缆托架脚高为HA=300mm H=300-52=248 mm


例如3 : 电缆框CE3-20C 对应电缆托架脚高为HA=300mm H=300-62=238 mm


式中:H=电缆框中心距甲板的高度(mm)

h = 托架支撑脚或扁铁高度

B = CE 型电缆框的高度


(2) 电缆敷线扁铁穿越舱壁时的电缆框开孔中心高度H 的决定:

计算公式:CE型的电缆框: H = h + B/2-18(A:H=h+7,B:H=h+17,C:H=h+27)

CA型圆形电缆框:H = h + d/2-8

(1:H=h+5,2:H=h+12,3:H=h+17,4:H=h+25)


例如1:电缆框CA110 对应敷线扁铁17E(脚高为h=175mm)

H=175+5=180 mm


例如2:电缆框CA210 对应敷线扁铁17E(脚高为h=175mm)

H=175+12=187 mm


例如3:电缆框CA310 对应敷线扁铁17E(脚高为h=175mm)

H=175+17=192 mm


例如4:电缆框CA410 对应敷线扁铁17E(脚高为h=175mm)

H=175+25=200 mm式中:H、h、B同上。

d: CA型电缆框的通径:mm


6.应力区域划分说明示例


各类构件按应力状态,可分为A,B,C 三个区域。


(1)双层底结构


(2)桁梁构件:通常是T型组合构件。




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