Escola Politécnica Superior
TRABAJO FIN DE MÁSTER
CURSO 2016/17
REMOLCADOR ROMPEHIELOS 100 TPF
Máster en Ingeniería Naval y Oceánica
Cuaderno 8
CUADERNA MAESTRA
Escola Politécnica Superior
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA NAVAL Y OCEÁNICA
ANTEPROYECTO Y PROYECTO FIN DE CARRERA
CURSO 2.016-2017
PROYECTO NÚMERO
17- 28
TIPO DE BUQUE:
Buque remolcador rompehielos de 100 TPF OPERACIONES EN
PUERTO CON ALTO NIVEL DE HIELO PARA ESCOLTA DE GRANDES BUQUES Y
OPERACIONES ROMPEHIELOS
CLASIFICACIÓN, COTA Y REGLAMENTOS DE APLICACIÓN
: REGISTRO RUSO, KM,
SOLAS, MARPOL, DYNPOS-1, Icebreaker6, FF3WS, AUT1-ICS, OMBO, EPP, ECO-S, Oil
recovery ship (>60°C), Tug
CARACTERÍSTICAS DE LA CARGA:
100 TPF 2000 TPM 400 M2 DE SUPERFICIE DE
CUBIERTA
VELOCIDAD Y AUTONOMÍA:
15 nudos en condiciones de servicio 80% MCR y 18% MM
SISTEMAS Y EQUIPOS DE CARGA / DESCARGA:
Maquinilla de remolque en cubierta y
en proa. Grúa en cubierta
PROPULSIÓN:
Diésel eléctrica MDO, AZIPODS EN PROA Y POPA, 10 MW DE POTENCIA
TRIPULACIÓN Y PASAJE:
30 personas de tripulación 40 náufragos
OTROS EQUIPOS E INSTALACIONES:
Los habituales en este tipo de buques
Ferrol, Octubre de 2.016
Í
NDICE
1. Presentación…………..……….……...4
2. Elección del tipo de estructura y cuaderna maestra...5
3. Datos de partida……….………...………...8
4. Plano de la cuaderna maestra………..10
5. Escantillonado de la cuaderna maestra………..…..………..11
5.1 Parámetros previos comunes………11
5.2 Estructura del fondo………12
5.3 Estructura del costado……….20
5.4 Estructura de cubierta……….29
5.5 Aligeramientos………..31
5.6 Resumen de escantillones……….…32
6. Refuerzos por hielo………..………..33
6.1 Nociones previas……….33
6.2 Escantillonado por hielo……….36
6.3 Grados del Acero……….45
7. Resumen de escantillonado final……….…48
ANEXO I: Plano cuaderna maestra…...………..………....…49
ANEXO II: Plano cuaderna maestra reforzada por hielo…...………...51
ANEXO III: Plano anillo principal……….……….53
ANEXO IV: Plano disposición general……….………55
ANEXO V: Perfiles llanta bulbo……….…57
1.
P
RESENTACIÓN
En este cuaderno se realizará el escantillonado local de la cuaderna maestra del
buque de manera que se garanticen valores admisibles frente a las tensiones que sufrirá el
buque.
En primer lugar se calcularán los datos de partida y se comprobará si el buque debe
cumplir requisitos por resistencia longitudinal. En caso afirmativo, se calculará las curvas de
esfuerzos cortantes y momentos flectores para aguas tranquilas y se comprobarán frente a
las mínimas del buque, incluyendo el incremento por olas.
En caso contrario, se procederá directamente al escantillonado de la cuaderna
maestra según el reglamento de la Sociedad de Clasificación correspondiente (‘Russian
Maritime Register of Shipping’, para simplificar, nos referiremos a el a partir de ahora como
Reglamento Ruso).
Dada la condición de rompehielos, se realizará en primer lugar un escantillonado
normal del buque, y posteriormente se realizarán los cálculos para refuerzos por hielos en
las zonas que sea necesario.
Por último se diseñará la cuaderna maestra con los valores de chapa y refuerzo
obtenidos.
Las dimensiones principales del buque son:
Sus características principales son la de rompehielos y la de remolcador. A mayores,
este buque tiene sistemas de succión de aceites en la superficie del mar, cuenta con equipo
de rescate y con equipos para combatir incendios en otros buques.
Lpp (m)
58,25
∆(Tn)
4495
L
total(m)
66,60
Cb
0,66
B (m)
16,20
Potencia (kW)
10660
D (m)
8,00
Vel. Servicio (nudos)
15
2.
E
LECCIÓN DEL
T
IPO DE
E
STRUCTURA Y
C
UADERNA
M
AESTRA
La primera decisión que se debe tomar en el diseño estructural es la elección del tipo
de estructura, es decir, si la estructura principal será del tipo transversal o longitudinal.
Se explica a continuación los tipos de estructura habituales:
-
Estructura Longitudinal: Los elementos principales son longitudinales que se
extienden a lo largo de la eslora (longitudinales de fondo, esloras, longitudinales de
costado…).
-
Estructura Transversal: Los elementos estructurales principales son transversales
que se extienden en el sentido de la manga (varengas, bulárcamas, baos …)
-
Estructura Mixta: Combinación de las dos anteriores.
Estructura Longitudinal
Estructura Transversal
Para buques de grandes esloras (mayores de 200 m) la estructura longitudinal es
generalmente un requisito de clasificación. Pero incluso si no es este el caso, la estructura
longitudinal resultará en un menor peso de acero, por lo que será más económica.
Para buques de eslora menor a 65 m, la resistencia longitudinal de la estructura tiene
menor importancia, por lo que la elección de uno u otro tipo de estructura no representa una
ventaja en el peso de acero. Sin embargo, la estructura longitudinal es más compleja e
incrementa los costes de producción.
Para el buque de este proyecto se elige la estructura transversal ya que el buque
tiene una eslora total de 66,6 metros. La eslora de reglamento que calcularemos más
adelante tiene un valor menor de 65 metros, por lo que la resistencia longitudinal no debe
ser comprobada por reglamento, se supone lo suficientemente resistente.
Los elementos que componen esta estructura son:
-
FONDO: Refuerzos transversales y varengas, así como vagras (elemento
longitudinal). En conjunto forman una estructura resistente que sirve de apoyo del
doble fondo.
-
COSTADOS: Refuerzos transversales como cuadernas o bulárcamas, así como
palmejares (elemento longitudinal). Las bulárcamas continúan en el fondo a través
de las varengas.
-
CUBIERTA: Refuerzos transversales y baos, que continúan en el costado a través
delas bulárcamas. El buque cuenta con mamparos longitudinales que acortan la luz
de los baos en la zona de bodegas y de los propulsores de proa. En ausencia de
mamparo longitudinal, se incluirían refuerzos longitudinales para dar continuidad
entre mamparos y reducir el módulo de los baos.
Indicados ya los elementos principales que componen la estructura, se establece la
sección o secciones a escantillonar para definir el buque.
En este tipo de buques lo ideal sería como mínimo escantillonar dos secciones. Una
en la zona de bodegas y otra en proa por debajo de la habilitación, contemplando así las
distintas cargas sobre la cubierta a lo largo de la eslora. A efectos del presente cuaderno se
diseñará únicamente una sección, siendo ésta la de la zona de popa.
Los tanques cilíndricos se destinan al transporte de hidrocarburos en labores de Oil
Recovery, y se consideran que son tanques auto portantes no estructurados, esto quiere
decir que no actúan como apoyo para los baos.
La Cuaderna Maestra del buque es la correspondiente a la cuaderna 33, ya que no
coincide en un anillo principal, situada a 19,80 metros de la perpendicular de popa.
En el Cuaderno 4 se estableció una separación de cuadernas de 600 mm.
Para el cálculo del escantillonado se hará referencia a la Sociedad de Clasificación.
Se aplicarán las reglas del Reglamento Ruso, presentado en el ANEXO VI.
3.
D
ATOS DE
P
ARTIDA
En este apartado se definirán los parámetros básicos necesarios para el cálculo.
-
Calado de escantillonado:
En el Cuaderno 5, de todas las situaciones de carga planteadas, la de mayor calado
erala situación del buque a plena carga en cubierta y 100% consumos. El calado
para esta situación era de 6,36 m
Se toma un margen de 200 mm aprox. y se establece un calado de escantillonado de
6,60 m.
T
ESCANTILLONADO= 6,60 m
-
Eslora del buque.
Lpp = 58,25 m
Lw = 64,25 m
Lw
96%= 0,96 * 64,25 = 61,68 m
L > 97 % Lw = 0,97 * 64,25 = 62,32 m
L = 62,32 m
El buque no tiene áreas restringidas, y su
eslora es inferior a 65 metros, por lo que no es
necesario aplicar consideraciones en cuanto a
resistencia longitudinal.
Draft Amidships m 6,362 LCB from zero pt. (+ve fwd) m 28,515
Displacement t 4463 LCF from zero pt. (+ve fwd) m 25,453
Heel deg 0 KB m 3,589
Draft at FP m 6,32 KG fluid m 6,254
Draft at AP m 6,403 BMt m 4,274
Draft at LCF m 6,367 BML m 64,517
Trim (+ve by stern) m 0,083 GMt corrected m 1,609
WL Length m 63,841 GML m 61,853
Beam max extents on WL m 16,2 KMt m 7,863
Wetted Area m^2 1462,84 KML m 68,107
Waterpl. Area m^2 941,58 Immersion (TPc) tonne/cm 9,651
Prismatic coeff. (Cp) 0,679 MTc tonne.m 47,387
Block coeff. (Cb) 0,659 RM at 1deg = GMt.Disp.sin(1) tonne.m 125,334
Max Sect. area coeff. (Cm) 0,978 Max deck inclination deg 0,0816
Waterpl. area coeff. (Cwp) 0,91 Trim angle (+ve by stern) deg 0,0816
-
Coeficiente de Bloque
El desplazamiento para el calado de escantillonado, según hidrostáticas es de 4688
Tn.
∆
∗ ∗ ∗
4688
1.025 ∗ 62.32 ∗ 16.2 ∗ 6.6
0.686
-
Parámetro de ola
4.
P
LANO DE LA
C
UADERNA
M
AESTRA
El plano de la Cuaderna Maestra se presenta en el ANEXO I.
5.
E
SCANTILLONADO DE LA
C
UADERNA
M
AESTRA
Calcularemos ahora el escantillonado local de la cuaderna maestra según la
Sociedad de Clasificación Rusa (‘Reglamento Ruso’). De esta forma se garantizará que las
fuerzas locales que actúan sobre las planchas y refuerzos tendrán los escantillones
adecuados para soportar dichas fuerzas.
Se calcularán en primer lugar los escantillones normales del buque y después se
calculará el refuerzo por hielos. Obtendremos así una referencia del aumento realizado.
La separación entre cuadernas es de 600 mm, igual que para los baos y los
refuerzos transversales del fondo. Las bulárcamas y varengas correspondientes a un anillo
principal se disponen cada 4 cuadernas (2400 mm).
Se situará una vagra central y dos vagras laterales justo debajo de los mamparos
longitudinales de los tanques de diésel. Cada vagra lateral estará a 2800 mm de la línea de
crujía y a 4100 mm de la consola del pantoque.
Se situarán 1 palmejar (refuerzos longitudinales) en el costado, doble casco y
mamparo longitudinal a 3250 mm del doble fondo (h=1,50 m) y de la cubierta de
escantillonado (h = 8,00 m), obteniendo así una estructura continua.
Los baos de cubierta estarán separados por los mamparos longitudinales, siendo la
mayor luz entre estos de 5600 mm.
5.1 Parámetros Previos Comunes
Constantes de aceleración:
Vo = velocidad de servicio = 15 nudos
L = 62.32 ; x
1= 19,8 m ; k
x= 0.5
0.8 ∗
15 ∗
1852
3600
√62.32
∗
62.32
10
0.4
1.5
1.87
max 0.5 ∗ 1
2 ∗ 19,8
62.32
; 0.267
0.267
Re
H= 235 MPa ; ŋ = 1; σ
n= 235 MPa
5.2 Estructura del Fondo
-
Chapa de Quilla
: Es un elemento central del fondo del buque, el cual contribuye a la
resistencia longitudinal, al mismo tiempo que es un elemento básico de distribución
de esfuerzos locales causados durante la construcción del buque, ya que ha de
soportar prácticamente la totalidad del peso del mismo.
B
k= 800 + 5 * 62.32 = 1110 mm (manga de la chapa de quilla)
El espesor debe ser 2 mm mayor que el espesor del fondo (calculado a
continuación). El espesor de la chapa de quilla es: s = 12 mm
-
Chapa de Fondo:
Su función principal es garantizar la estanqueidad necesaria al
z
i enel fondo = 6,6 m
Pst = 10 * 6,6 = 66 kPa
5 ∗ 5.33 ∗ 1,87 ∗ 0,267
1.5 ∗ 5.33 ∗
..
5.33
kPa
P
= 66+5.33 = 71.33 kPa
m = 15.8
k
σ= 0.457 (interpolación)
a = 0.6 m (sep. cuadernas)
b= 4.1 m (sep. vagras)
k = min(1.2 -0.5 * 0.6/4.1 ; 1) = 1
P = 71.33 kPa
∆s = 0.14* (24-12) = 1.68
(T = 24 ; u = 0.14 )
15.8 ∗ 0.6 ∗ 1 ∗
71.33
0.457 ∗ 235
1.68
9.40
5.5
0.04 ∗ 62.32 ∗ √1
7.99
Se escoge el mayor espesor de los calculados redondeando al alza:
-
Pantoque :
El pantoque tendrá el mismo espesor que la chapa de fondo ya que
como se comprobará más adelante, el espesor del fondo es mayor que el del
costado
s = 10 mm
-
Chapa de doble fondo:
El doble fondo tiene como objetivo:
o
Contribuir eficazmente a las resistencias transversal y longitudinal
o
Crear una superficie plana y resistente para la carga.
o
Delimitar el volumen de los tanques profundos que podrán tener un uso
independiente del de bodega, al mismo tiempo que proteger a esta de
inundaciones por rotura del forro exterior del fondo.
Como se puede observar en el croquis de la sección maestra, se tendrán tres zonas
diferentes para el cálculo de la chapa de doble fondo: chapa bajo tanque de diésel,
chapa bajo tanque Oil Recovery y chapa bajo compartimentos laterales.
La carga sobre las chapas de las zonas bajo Oil recovery y compartimentado lateral
tendrán el espesor mínimo requerido para el doble fondo, ya que las presiones que
actúan sobre ellas son muy bajas, sobretodo en la zona bajo Oil Recovery con la
vagra central en crujía.
m = 15.8
La presión en el doble fondo se calcula como la diferencia positiva entre las
presiones externa e interna siguientes:
El valor de la presión externa se calcula
igual que para el doble fondo con z
i=5.1 m:
Pst = 10 * 5,1 = 51 kPa
5 ∗ 5.33 ∗ 1,87 ∗ 0,267
1.5 ∗ 5.33 ∗
..
7.15
kPa
Pext
= 51+7.15 = 58.15 kPa
A continuación se calculan los distintos valores para la presión interna, escogiendo al
final el valor más alto:
P
1)
1
4.75 ∗ 0.84 ∗ 9.81 ∗ 1
..48.48
h = 4,75m (se considera el centro de estiba a mitad
del tanque de combustible)
ρ = 0,84 Tn/m
3;
g = 9.81 m/s
2; a
z
= 2,19 m/s
29.81 ∗
.√
∗ 1
0.5 ∗ 1
3.33 ∗
. .2.19
**El valor de a
zes constante para el resto de
P
2)
2
0.84 ∗ 9.81 ∗ 1
..∗ 6.5
66.34
2
0.84 ∗ 9.81 ∗ 6.5
4.1 ∗ 0.457
69.83
2
0.84 ∗ 9.81 ∗ 6.5
4.8 ∗ 0.141
59.87
2
0.75 ∗ 0.84 ∗ 9.81 ∗ 6.5
0.76
45.40
2
0.84 ∗ 9.81 ∗ 6.5
25
79.20
z
i= 6.5 m ; b = 4.1 m; l = 4.8 m; ∆z = 0,76 m; p
v= 25 kPa; θ = 0.457; ψ = 0.141
1 ∗
0.6
1
0.5 ∗ 62.32 ∗ 10
0.457
1 ∗
0.23
1
62.32 ∗ 10
0.141
P
3)
P
3= 0 ya que el buque no transporta carga en bultos.
P
4)
P
4= 7.5* (6.5+0.76) = 54.45 kPa
P
5)
P
5= 10.5 * (6.6 – 1.5) = 53.55 kPa
h = altura del doble fondo = 1.50 m
Con todas las presiones calculadas, el mayor valor corresponde a la presión P2
5=
79.20 kPa.
El valor de la presión aplicada será P=P2
5–Pext = 79.20 – 58.15 = 21.05 kPa
Recordando los valores de las constantes del doble fondo y con la fórmula propuesta
por el reglamento obtenemos el espesor de doble fondo:
m = 15.8; kσ = 0.705; a = 0.6 m; b = 4.1 m; k = 1; u = 0.14; ∆s = 1.68mm
15.8 ∗ 0.6 ∗ 1 ∗
21.05
3.8
0.05 ∗ 62.32 ∗ √1
6.91
Se escoge el mayor espesor de los calculados redondeando al alza:
Espesor final
s = 7 mm
Finalmente el espesor en las 3 zonas del doble fondo será el mismo, el espesor
mínimo.
A continuación se calcularán los refuerzos transversales del fondo y del doble fondo:
-
Refuerzos transversales de fondo y doble fondo:
Los refuerzos de fondo y doble
fondo son perfiles de tipo comercial situados en el fondo del buque perpendiculares a
crujía y cuyas funciones son:
o
Ser eficaces para la resistencia transversal
o
Ser elementos de soporte del forro exterior y del doble fondo para evitar su
pandeo.
o
Ser elementos de reparto de esfuerzos al resto de la estructura
m = 12; l = 0.6 m; a = 4.1 m; p
fondo= 71.33 kPa; p
df= 79.20 kPa;
τ=0.57*σ=0.57*235=133.95
La presión en los refuerzos del fondo es igual a la presión sobre el fondo, y la presión
en el doble fondo es igual a la presión sobre la chapa de doble fondo
71.33 ∗ 4.1 ∗ 0.6 ∗ 0.6 ∗ 10
12 ∗ 0.65 ∗ 235
57.44
79.20 ∗ 4.1 ∗ 0.6 ∗ 0.6 ∗ 10
12 ∗ 0.75 ∗ 235
55.27
10 ∗ 0.5 ∗ 71.33 ∗ 4.1 ∗ 0.6
0.65 ∗ 0.57 ∗ 235
10.07
10 ∗ 0.5 ∗ 79.20 ∗ 4.1 ∗ 0.6
0.75 ∗ 0.57 ∗ 235
9.69
Calculamos ahora el valor del factor de corrección:
1
0.174 ∗ 1.68
1.293
0.07
.0.178
1
0.178 ∗ 1.68
1.299
0.07
.0.174
∆
0.14 ∗ 24
12
1.68
u =0.14
Calculados los factores de corrección, se multiplican por los valores de módulo y
área seccional calculados:
W
fondo= 1.293 * 57.44 = 74,27 cm
3; f
fondo= 1.293 * 10.07 = 13.03 cm
2W
dfondo= 1.299 * 55.27 = 71,85 cm
3; f
dfondo= 1.299 * 9.69 = 12.60 cm
2Los perfiles elegidos en función del ANEXO V son:
Llanta bulbo 200x9
Refuerzos transversales de fondo.
Llanta bulbo 200x8.5
Refuerzos transversales de doble fondo.
-
Vagras:
Son elementos de soporte del fondo en sentido longitudinal, cuya estructura
es similar a las varengas llenas y estancas, estando destinadas a colaborar
eficazmente con la resistencia longitudinal del buque, al mismo tiempo que reforzar
las varengas contra deformaciones de pandeo repartiendo los esfuerzos que reciben.
La vagra central sirve de interconexión de otros elementos estructurales, y las vagras
laterales refuerzan las funciones de resistencia de la vagra central.
Se situarán vagras no estancas en el centro del buque, y debajo de los mamparos
longitudinales.
u= 0.14
∆
0.14 ∗ 24
12
1.68
.
0.04 ∗ 16.2
3.5 ∗
..
1.057
h
a= 1,50 m
cg
= 0.03 * 62.32 +8.3 = 10.17
10.17 ∗ 1.057 ∗
1.057
1.5
∗ √1
1.68
9.26
El espesor mínimo en los elementos del doble fondo es:
s = 0.045 * 62.32 + 3.9 = 6.70 mm
Se escoge el valor más alto y se redondea al alza:
Espesor final de vagras central y laterales
10 mm
-
Varengas:
Las varengas son refuerzos de plancha o perfil situados transversalmente
en el fondo, formando en los buques conjuntamente con las bulárcamas de costado y
los baos de cubierta los anillos principales.
Las varengas pueden ser estancas o abiertas. Las aberturas, también llamadas
pasos de hombre, tendrán unas dimensiones de 600x400 mm.
= 0.12 * 62.32 – 1.1 = 6.38; k
1= 1; k
2= 0.93; a = 0.6; ∆s= 1.68 mm
6.38 ∗ 0.93 ∗ 0.6 ∗ √1
1.68
5.23
Como el espesor calculado es menor que el espesor mínimo permitido (calculado en
la página anterior), el espesor final de las varengas será el mínimo permitido.
Espesor final
s = 7 mm
A continuación se presenta una tabla resumen con los resultados obtenidos de
espesores y módulos mínimos:
5.3 Estructura del Costado
La estructura de los costados contribuye eficazmente a la resistencia longitudinal y
transversal.
Se calcularán los espesores de chapa de costado y doble costado, así como sus
refuerzos transversales, el palmejar y la bulárcama. Se calculará también el espesor del
mamparo longitudinal y sus refuerzos transversal y longitudinal (palmejar).
-
Chapa de costado:
También llamado forro exterior, abarca desde el canto alto de la
traca del pantoque hasta la amurada, disponiéndose en forma de tracas
longitudinales unidas entre sí por las costuras (cordones de soldadura).
Espesor (mm) Módulo (cm^3)
Quilla Plana
12
Pantoque
10
Chapa de Fondo
10
Chapa de Doble Fondo
7
Vagras
10
Varengas
7
Ref. transv. DF
71,85
El proceso de cálculo es igual que la chapa de fondo. Calcularemos en primer lugar
la nueva presión exterior. El nuevo punto de carga se establece a la altura del doble
fondo (z
i= 5,1 m), según lo indicado por la Sociedad de Clasificación.
z
i enel costado = 5,1 m
Pst = 10 * 5,1 = 51 kPa
5 ∗ 5.33 ∗ 1,87 ∗ 0,267
1.5 ∗ 5.33 ∗
..
7.15
kPa
Pext = Pst + Pw = 51+7.15 = 58.15 kPa
Una vez calculada la presión calculamos el espesor del mismo modo que con la chapa de
fondo:
m = 15.8
k
σ= 0.643 (interpolación)
a = 0.6 m (sep. cuadernas)
b= 3.25 m (sep. palmejar)
k = min(1.2 -0.5 * 0.6/3.25 ; 1) = 1
P = 58.15 kPa ;
σ = 235 MPa
15.8 ∗ 0.6 ∗ 1 ∗
58.15
0.643 ∗ 235
2.04
7.92
5.5
0.04 ∗ 62.32 ∗ √1
7.99
Se escoge el mayor espesor de los calculados redondeando al alza:
Espesor final
s = 8 mm
-
Traca de cinta:
Es la traca de costado que se une con la cubierta. Es la que recibe
mayores esfuerzos de flexión por ser la que está más alejada del eje neutro.
El ancho mínimo de traca se calcula igual que la chapa de quilla:
B
k= 800 + 5 * 62.32 = 1110 mm
El espesor de la traca de cinta es igual al espesor del costado y de cubierta, ya que
como se comprobará posteriormente, la cubierta y el costado tienen el mismo
espesor. Espesor de traca
s = 8 mm.
-
Chapa de doble costado:
Se instala un mamparo de doble costado a lo largo del
buque para dotarlo de mayor seguridad. El reglamento ruso obliga la implementación
de un doble casco en la zona de cámara de máquinas, y recomienda doble casco
entre los piques de proa y popa para todos los buques con nota de clase ‘icebreaker’.
Para facilitar la ubicación de los tanques de combustible se dispone de un doble
casco entre los piques de proa y popa. En el pique de popa se continúa el doble
fondo para utilizar ese espacio como tanques de lastre.
Se remite al Cuaderno 4 para más información.
Calcularemos en primer lugar la presión aplicada:
z
i= 5.1 m ; b = 3.25 m; l = 4.8 m;
∆z = 0,76 m; p
v= 25 kPa; a
z= 2.19 m/s
2θ = 0.457;
ψ = 0.141 (Calculados en el
escantillonado del doble fondo)
2
0.84 ∗ 9.81 ∗ 1
2.19
9.81
∗ 5.1
51.44
2
0.84 ∗ 9.81 ∗ 5.1
3.25 ∗ 0.457
54.27
2
0.84 ∗ 9.81 ∗ 5.1
4.8 ∗ 0.141
47.63
2
0.75 ∗ 0.84 ∗ 9.81 ∗ 5.1
0.76
36.21
2
0.84 ∗ 9.81 ∗ 5.1
25
67.02
El valor de P final es el mayor de los 5
calculados: P = 67.02 kPa
Calculamos ahora el espesor de chapa:
m = 15.8
k
σ= 0.686
σ = 235 MPa
a = 0.6 (sep. cuadernas)
b = 3.25 (sep. palmejar)
k = 1
El valor de ∆s se calcula del mismo
modo que el de la chapa de costado:
∆s = 0.13* (24-12) = 1.56
(T = 24 ; u = 0.13 )
15.8 ∗ 0.6 ∗ 1 ∗
67.02
0.686 ∗ 235
1.56
7.67
El espesor mínimo del doble casco es:
s = 4+ 0.02 * 62.32 = 5.24 mm
Se escoge el mayor de los espesores
calculados y se redondea al alza:
-
Mamparo Longitudinal:
Este mamparo contribuye a la resistencia longitudinal del
buque y delimita el tanque de combustible diésel. Para mamparos de tanques, la
presión se calcula en relación al fluido transportado, es decir, del mismo modo que
en el escantillonado del doble costado, que además comparte el punto de carga, por
lo que las presiones serán las mismas.
El reforzado del mamparo es el mismo que el del doble costado, la presión aplicada y
su corrección por corrosión también, por lo que el espesor del mamparo longitudinal
es el mismo que el del doble costado
Espesor final
s = 8 mm
A continuación calcularemos los refuerzos transversales del costado, doble costado y
del mamparo longitudinal:
-
Refuerzos transversales:
Son elementos de soporte de estructura en sentido
transversal. Los refuerzos para el costado, el doble costado y los mamparos
longitudinales se realiza del mismo modo, variando únicamente algunos valores.
Para el mamparo transversal:
m = 10
kσ =0.686
La presión en los refuerzos del costado es igual a la presión sobre el costado, la
presión los refuerzos del mamparo longitudinal es igual a la presión sobre la chapa de doble
costado, y la presión sobre el refuerzo del doble costado es igual a la mayor de:
- Diferencia positiva entre presión exterior y presión del líquido que contiene (P =
67.02 – 58.15 = 8,87 kPa)
- Pmin = 10 * 1.85 +0.15 *62.32+10 = 37,84 kPa
58.15 ∗ 0.6 ∗ 3.25 ∗ 3.25 ∗ 10
12 ∗ 0.65 ∗ 235
201.06
37.84 ∗ 0.6 ∗ 3.25 ∗ 3.25 ∗ 10
12 ∗ 0.75 ∗ 235
113.41
67.02 ∗ 0.6 ∗ 3.25 ∗ 3.25 ∗ 10
10 ∗ 0.686 ∗ 235
263.49
10 ∗ 0.5 ∗ 58.15 ∗ 3.25 ∗ 0.6
0.65 ∗ 0.57 ∗ 235
6.51
10 ∗ 0.5 ∗ 37.84 ∗ 3.25 ∗ 0.6
0.65 ∗ 0.57 ∗ 235
4.23
10 ∗ 0.5 ∗ 67.02 ∗ 3.25 ∗ 0.6
0.65 ∗ 0.57 ∗ 235
7.50
Calculamos ahora el valor del factor de corrección:
∆
0.18 ∗ 24
12
2.16
u =0.18
1
0.099 ∗ 2.16
1.215
1
0.15
∗ 0.01
1
201.06
0.099
1
0.122 ∗ 2.16
1.265
0.07
.0.122
1
0.218 ∗ 2.16
1.471
.
∗ 0.01
.0.218
Calculados los factores de corrección, se multiplican por los valores de módulo y
área seccional calculados:
W
costado= 1.215 * 201.06 = 244.41 cm
3; f
costado= 1.215 * 6.51 = 7.91 cm
2W
dcostado= 1.265 * 113.41 = 143,52 cm
3; f
dcostado= 1.265 * 4.23 = 5.36 cm
2W
mamparo= 1.471 * 263.49 = 387,84 cm
3; f
mamparo= 1.471 * 7.50 = 11.05 cm
2Los perfiles elegidos en función del ANEXO V son:
Llanta bulbo 300x12
Refuerzos transversales de costado.
Llanta bulbo 240x12
Refuerzos transversales de doble costado.
Llanta bulbo 370x13
Refuerzos transversales de doble costado.
-
Palmejar:
Los palmejares son elementos reforzados en sentido longitudinal. Sus
funciones principales son la de soporte del forro exterior y sujeción de cuadernas
para mantener su posición con respecto al forro y transmitir los esfuerzos de las
mismas al resto de la estructura.
Se situará un solo palmejar a una altura de 4,75 m sobre la línea de base en el
costado, doble costado y mamparo longitudinal.
El palmejar del mamparo longitudinal será el mismo que el del doble casco, ya que la
presión aplicada será la misma (presión del fluido), y el palmejar del costado estará
unido al palmejar del doble costado.
De esta manera calcularemos solo un palmejar que nos valdrá para las 3
ubicaciones:
La presión aplicada (dependiente del
fluido del tanque) será la misma que la
máxima de las calculadas para aplicar en
la chapa de doble costado. Recordando
este valor:
P = 67.02 kPa
a = 3.25 m
l = 0.60 m
m = 27.5
kσ = 0.63
n = 0.5
kτ = 0.65
67.02 ∗ 3.25 ∗ 0.6 ∗ 0.6 ∗ 10
27.5 ∗ 0.63 ∗ 235
19.26
10 ∗ 0.5 ∗ 67.02 ∗ 3.25 ∗ 0.6
Calculamos ahora el valor del factor de corrección:
1
0.25 ∗ 2.16
1.54
0.07
.0.25
∆
0.18 ∗ 24
12
2.16
u =0.18
Calculado el factor de corrección, se multiplica por los valores de módulo y área
seccional calculados:
W
palmejar= 1.54 * 19.26 = 29.66 cm
3; f
palmejar= 1.54 * 2.52 = 9.24 cm
2El perfil elegido en función del ANEXO V es:
Llanta bulbo 160x7
Palmejar.
-
Bulárcamas:
Son elementos de resistencia transversal, que forman anillos primarios
con las varengas y los baos. Sus funciones son:
o
Elemento fundamental en la resistencia transversal
o
Soporte eficaz del forro exterior
o
Sujeción del palmejar de costado.
El reglamento nos indica que en el caso de estructura transversal, la bulárcama se
calcula como el palmejar, sustituyendo los siguientes valores:
l = 3.25 m (sep. palmejar); a = 2,4 m (sep. bulárcamas); kσ = 0.65
n = 0.35; kτ = 0.65
á
67.02 ∗ 0.6 ∗ 3.25 ∗ 3.25 ∗ 10
27.5 ∗ 0.65 ∗ 235
404.48
á
10 ∗ 0.5 ∗ 67.02 ∗ 3.25 ∗ 0.6
0.65 ∗ 0.57 ∗ 235
21.02
Calculamos ahora la corrección por corrosión:
á
1
0.083 ∗ 2.16
1.179
á .
∗ 0.01
.0.083
∆
0.18 ∗ 24
12
2.16
u =0.18
Se multiplica este factor por los valores de módulo y área:
A continuación se presenta una tabla resumen con los resultados de espesores y
módulos mínimos:
5.4 Estructura de la Cubierta
Se denominan cubiertas a las estructuras horizontales que cierran o delimitan el
buque-viga, abarcando por lo general, de babor a estribor y de proa a popa. Según la
situación de la cubierta, ésta podrá ser resistente, de francobordo o intermedia.
La cubierta resistente es la que forma la estructura superior del buque- viga, y tiene
como misión fundamental por lo tanto contribuir de forma eficaz a la resistencia total del
buque, uniéndose con los costados y mamparos.
Se calculará el espesor de la chapa de cubierta y sus refuerzos transversales.
-
Chapa de Cubierta:
El forro de cubierta está formado por tracas generalmente en
sentido longitudinal.
De todas las tracas que definen el forro de la cubierta, tienen gran importancia las
laterales que se unen con la traca de cinta formando las esquinas superiores del
buque-viga. Estas tracas denominadas de trancanil suelen tener un espesor mayor
que el resto.
Comentar también que sobre la cubierta de carga se dispondrá un forro de madera
para distribuir las tensiones a lo largo de la chapa, y que no se concentren en un
único punto.
Espesor (mm) Módulo (cm^3)
Traca de Cinta
8
Chapa de Costado
8
Chapa de D. costado
8
Mamparo Longitudinal
8
Ref. transv. Costado
244,41
Ref. transv D. Costado
143,52
Ref. transv. Mamp.
387,84
Palmejar
29,66
Calculamos en primer lugar la presión aplicada:
P1 = 0,7 * Pw = 0,7 * 10,53 =7,37 kPa
c
w=5.33; a
x= 0.267; a
v= 1.87
z
i= 1,4 m; L = 62.32 m
5 ∗ 5.33 ∗ 1,87 ∗ 0,267
7.5 ∗ 0.267 ∗
1.4
10.53
P2 = Pmin = 0.015* 62.32 * +7 = 7.93 kPa
A mayores y dada la posibilidad de que el buque navegue transportando carga en
cubierta, se define una densidad de carga superficial de 2 Tn/m
2:
P3 = 2* 9.81 = 19,62 kPa
La presión aplicada es la mayor de las calculadas
P = 19,62 kPa
Teniendo ya todos los valores, recordamos la fórmula para calcular el espesor (El
espesor se calcula para el bao central ya que es el que tiene mayor luz):
m = 15.8
a = 0.6 (sep. cuadernas)
b = 5.6 (sep. mamparos)
k = 1
kσ= 0.457 (interpolación)
σ=235 MPa; P = 19,62 kPa;
∆
0.14 ∗ 24
12
1.68
u
=0.14
15.8 ∗ 0.6 ∗ 1 ∗
19.62
0.457 ∗ 235
1.68
5.73
El espesor mínimo para las chapas de cubierta es de:
ŋ = 1; L = 63.32 m
4
0.05 ∗ 62.32 ∗ √1
7.11
El espesor final será el mayor de los calculados redondeado al alza.
A continuación se calcularán los refuerzos transversales de cubierta.
-
Refuerzos transversales de cubierta:
Son los elementos de soporte de las
cubiertas cuando éstas tienen estructura transversal. Además de contribuir a la
resistencia transversal, transmiten los esfuerzos a los anillos transversales y
mamparos.
P = 19,62 kPa (La misma que para
la la chapa de cubierta)
l = 0.6 m
a = 5.6 m
m = 10
kσ = 0.65
σ = 235 MPa
∆
0.15 ∗ 24
12
1.8
u =0.15
19.62 ∗ 0.6 ∗ 5.6 ∗ 0.6 ∗ 10
10 ∗ 0.65 ∗ 235
25.89
Calculamos ahora la corrección por
corrosión:
1
0.25 ∗ 1.8
1.45
0.07
.0.25
Se multiplica este factor por los valores de módulo y área:
W
cubierta= 1.45 * 25.89 = 37.55 cm
3El perfil elegido en función del ANEXO V es:
-
Bao reforzado:
Por último se calculará el momento de inercia del bao fuerte o
elemento principal que completaría el anillo principal de la estructura del buque:
s = 8 mm; σ = 30 MPa ; a = 5.6m; l =0.6 m; Reh = 235; = 1; λ = 1
. ∗
0.4
6.33 ∗
8
5.6
∗ 0.6 ∗ 1 ∗ 0.4 ∗ 10
5902,45
El perfil elegido en función del ANEXO V es:
Llanta bulbo 320x13.5
Bao Fuerte.
Se resumen a continuación los escantillones calculados para la zona de cubierta:
5.5 Aligeramientos
En cuanto a los aligeramientos practicados en las vagras, varengas y bulárcamas,
estos serán de medidas estándar 600x400 mm, que es el mínimo para el paso de un
operario.
Espesor (mm) Módulo (cm^3) Mom. Inercia (cm^4)
Chapa de Cubierta
8
Ref. Transv.Cubierta
37,55
5.6 Resumen de Escantillones
Los espesores y los perfiles previos al cálculo del reforzado por hielo se muestran a
continuación:
En el ANEXO I se presenta el plano de la cuaderna maestra, y en el ANEXO III se
presenta el plano correspondiente a un anillo principal del buque cercano a la cuaderna
maestra, sin contar con el refuerzo por hielo en ninguno de los dos casos.
6.
R
EFUERZO POR
H
IELO
Hasta ahora se ha realizado el escantillonado del buque como si se tratase de un
buque normal. Teniendo en cuenta la característica de rompehielos y la nota de clase
‘icebreaker’, los escantillones del buque deberán ser reforzados para soportar las presiones
ejercidas por las capas de hielo.
En primer lugar se hará una breve explicación de cómo se aborda el refuerzo por
hielo en función de la zona de estudio, y posteriormente se calcularán los escantillones de
los refuerzos por hielo.
6.1 Nociones previas
Las regiones de refuerzo por hielo son de dos tipos, en función de la parte de la
eslora en que nos encontremos (A, A
1, B y C) y en función de la chapa de forro exterior
afectada (I, II, III, IV).
En función de la cota de rompehielos del buque, se deberán reforzar unas zonas u
otras.
Comprobaremos a continuación las zonas que se deben reforzar según la nota de
clase del buque y la posición de la cuaderna maestra:
La cuaderna maestra que se está escantillonando está a 19,8 metros de la
perpendicular de popa. Esto la encuadra en la Zona B de refuerzo (12.66m a 38 m).
Las zonas de refuerzo en función de la chapa de costado se ven a la izquierda de la
imagen.
Esta tabla nos indica en función de
la nota de clase las zonas de
eslora que deben ser reforzadas
en cada región de chapa del forro
exterior.
Para este buque, se deberán
reforzar las zonas I, II y III
h
1= 0.75 m
h
2= 1.10 m
h
3= 1.60 m
Estas alturas nos indican cómo trazar las líneas de carga de hielo.
La Zona I abarca desde el calado de escantillonado (6.6 m) hasta el calado en rosca
(4 m). La Zona II abarca desde el límite inferior de la Zona I hasta el pantoque. La Zona III
abarca todo el pantoque. La Zona IV abarca todo el fondo del buque.
Por la nota de clase de este buque, la Zona IV no necesita ser reforzada en la región
de eslora que nos encontramos (región B), por lo que los elementos a reforzar serán los del
costado del buque y el pantoque.
6.2 Escantillonado por Hielo
Lo primero que se debe tener en cuenta es que el aumento de espesores y módulos
no debe ser el único refuerzo aplicado. El reglamento ruso aconseja un entramado de
refuerzos transversales y longitudinales en el casco para mejorar la respuesta de la
estructura frente al hielo y que no salgan unos valores demasiado elevados.
Es por esto que se toma la decisión de incorporar 2 palmejares entre la cubierta y el
palmejar principal, y otros 2 entre el palmejar principal y la cubierta de doble fondo. Siendo
así la nueva separación entre palmejares de 1080 mm.
-
Chapa de Costado:
En primer lugar calcularemos la presión de hielo que se aplicará en el escantillonado.
Nos interesa conocer el valor de la presión en la región B, zonas I, II y III, y para ello
deberemos calcular en primer lugar la presión en la región A, Zona I.
La potencia propulsora del buque es de 9 MW, menor que la potencia N
0correspondiente a la categoría ‘icebreaker 6’, por lo que kp = 1.
P
cLa categoría de hielo del buque al ser además de rompehielos un buque remolcador
será Arc 4 o Arc5. Se considerará la categoría Arc5.
a
1= 1.15; ∆ = 4495 Tn; L = 62.32 m ; = 40º ; β = 25º (Cuaderno 3) ; Vm = 0,278
2500 ∗ 1.15 ∗ 0.278 ∗
4495
1000
1026.76
Una vez calculada esta presión, calculamos la presión en la región AI:
P
A1= kp * P
cAI= 1 * 1026.76 = 1026.76 kPa
Calculada la presión en la región AI, la calculamos para las Región BI:
P
BI= 0.6 * 1026.76 = 616.06 kPa.
Y por último en las zonas II y III:
P
BII= 0.55 * 616.06 = 338.83 kPa; P
BIII= 0.45 * 616.06 = 277.23 kPa
Con la presión ya calculada, calcularemos el espesor de la chapa de costado:
a = 1.08 m
b = 0.66 = c; l = 0.6 m
T = 24 (igual que en escantillonado
normal)
u = 0.3
.. ..
0.817
15.8 ∗ 0.817 ∗
235
0.75 ∗ 24 ∗ 0.3
26.30
Redondeando al alza se obtiene un espesor final de:
Espesor final
s = 27 mm
-
Módulo final de sección:
Previamente al cálculo de los refuerzos, calcularemos una
aproximación del valor del módulo final de los elementos longitudinales , que
necesitaremos más adelante para el cálculo de los espesores de los refuerzos:
fsec = 41.25 cm
2fef = 0.1*600*27 = 1260 cm
2fef > fsec
Se calcula con la ecuación para perfiles laminados:
tef = 27 mm ; y
016.1 cm
41.25 ∗ 16.1
0.05 ∗ 27
719.81
Los valores que dependen de los perfiles se obtienen del ANEXO V.
k = 4; F = 1; j = 4; ks = 0.8 Af = 11.36 cm
2; Aa = 42.5cm
2; ϒ
f
= 0.267
El valor de Aa se saca del ANEXO V y el valor de Af se calcula a continuación:
k
2= 1 ; k
3= 0.818; k
4= 0.8; p = 616.06kPa ; b = 0.66m; a =0.6m; l = 1.08m; Y = 0.69; β= 0.61
h
f= 25.2 ; z = 0.0943; u = 0.18; T = 24; ∆s = 2.16 mm; R
eH= 235 MPa.
8.7 ∗ 616.06 ∗ 0.6 ∗ 0.66
235
∗ 1 ∗ 0.818 ∗ 0.8
0.1 ∗ 25.2 ∗ 2.16
11.36
Calculamos ahora el valor de k
f:
1
1
0.25 ∗ 4 ∗ √1
0.8 ∗ 0.267
0.5073
A continuación calculamos Wfo:
E = 1; k
k=0.9 ; s
af= 12 mm; kc = 0.85 ;
1
0.85 ∗
.1.153
250
235
∗ 616.06 ∗ 0.66 ∗ 0.6 ∗ 1.08 ∗ 0.69 ∗ 0.9 ∗ 1 ∗ 1.153
202.01
Calculamos a continuación el valor final del módulo de los refuerzos transversales:
∗
0.5073 ∗ 202.01
102.49
El valor del área seccional ya se ha calculado:
A = Af = 11.36 cm
2El perfil elegido en función del ANEXO V es:
Llanta bulbo 220x10
Cuaderna reforzada por hielo.
Por último calcularemos el espesor mínimo:
ks = 1.4 * (102.49/707.44) = 0.20 < 1
ks = 1; hf = 25.2 cm; a =0.6 m
Re
H= 235 MPa; ∆s = 2.16 mm
P = 616.06 kPa
1
1
235
∗ 616.06 ∗ 0.6
2.16
3.73
2
0.0114 ∗
25.2
10
∗ √235
2.16
2.60
-
Bulárcamas:
El proceso de cálculo es muy similar al de los refuerzos transversales:
Re
H= 235 MPa; p = 616.06 kPa; a = 0.6 m; b = 0.66; lwf = 0.6 m; km = 3
Cm
10.33; Cm
2= 0.111; ψ
f=1.4*kf = 1.4 * 0.507 = 0.71 ; Qm =0.26
ϒ
s= 0.7; R =0.5 / 0.7 = 0.714 ;
2 ∗ 3 ∗ 0.26 ∗ 1
0.714
0.4479
1
1
√5
0.8 ∗ 2.47
0.748
i =m = 5; Af = 42.5 cm
2; Awf = 105.04 cm
2; ϒ
wf
= 2.47 ; ∆s = 2.16 mm
8.7 ∗ 616.06 ∗ 0.6 ∗ 0.66 ∗ 0.6 ∗ 0.748
235
∗ 5
5
0.4479
0.1 ∗ 16 ∗ 2.16
105.04
Lo último que falta por calcular es w
wf:
w
wf= 1+0.95* 2.16/7 = 1.29
Con todo esto, procedemos a calcular el valor del módulo:
125
235
∗ 0.748 ∗ 616.06 ∗ 0.6 ∗ 0.66 ∗ 0.6 ∗ 1
0.5 ∗ 0.66
0.6
3 ∗ 0.447 ∗ 1.29 ∗ 0.748
188.16
Awf = 105.04 cm
2Por último calcularemos el espesor mínimo:
p = 616.06 kPa; Re
H= 235 MPa
a = 0.6 m; ∆s = 2.16 mm; ϒ
wf= 2.47
c
1= 0.6 ; c
2= 1.08
max
1
1.25 ∗
188.16
707.43
0.75
; 1
1
1
1
235
∗ 616.06 ∗ 0.6
2.16
3.73
2.63 ∗ 0.6 ∗
2.47 ∗ 235
5.34
4 ∗ 0.6
1.08
16.99
Espesor mínimo final
s = 16.99 mm
A continuación se calcularán los palmejares, los últimos refuerzos a escantillonar ya que la
zona del fondo no tiene que ser reforzada en la cuaderna maestra estudiada.
-
Palmejares:
Se hará una distinción entre los palmejares de la Zona I y la Zona II,
Re
H= 235 MPa; a
1= 0.6; b = 0.66; n = 3; C
1= 0.363; C
2= 0.11; C
3= -0.078;
C
4= 0.186; C
5= -0.202; l = 1.08; ϒf = 0.267; ψ
f= 0.71
0.363
0.11 ∗
0.66
1.08
0.078 ∗ 0.71 ∗
0.186
0.267
0.202 ∗
0.71
0.267
0.533
l
p= 3.96;
k
ps
= 0.82-0.55*0.6/3.96 = 0.736 ; hs = 16; ∆s = 2.16 mm
Calculamos a continuación el área mínima para las dos zonas:
Zona I:
. ∗ . ∗ . ∗ . ∗ .∗ 0.533 ∗ 3
0.1 ∗ 16 ∗ 2.16
14.11
Zona II:
. ∗ . ∗ . ∗ . ∗ .∗ 0.533 ∗ 3
0.1 ∗ 16 ∗ 2.16
9.32
Aa sigue valiendo 42, 5 cm
2, por lo que ϒs = 0.332
1
0.95 ∗
2.16
7
1.29
1
1
√1
0.8 ∗ 0.332
0.523
Con todo esto, calculamos el valor de los módulos de los palmejares de las
dos zonas:
I)
∗ 0.736 ∗ 616.06 ∗ 0.6 ∗ 0.66 ∗ 0.533 ∗ 1.29 ∗ 1.29
63,28
II)
∗ 0.736 ∗ 338.83 ∗ 0.6 ∗ 0.66 ∗ 0.533 ∗ 1.29 ∗ 1.29
34.11
Por último calcularemos el espesor de los palmejares:
Re
H= 235 MPa; ϒs = 0.332
∆s = 2.16 mm ; c
1= 0.6
c
2= 1.08
2.63 ∗ 0.6 ∗
0.332 ∗ 235
5.34
4 ∗ 0.6
1.08
2.16
8.39
Al no depender de la presión, el espesor mínimo será el mismo en los palmejares de
las Zonas I y II.
El perfil elegido en función del ANEXO V es:
Llanta bulbo 180x10
Palmejar Zona I
Se resumen a continuación los escantillones calculados teniendo en cuenta el reforzado por
hielo:
6.3 Grados del acero
Una vez calculados los escantillones del buque teniendo en cuenta el reforzado por
hielo, garantizando la resistencia frente a los esfuerzos ejercidos contra el buque, se debe
garantizar también que el acero resiste a las bajas temperaturas a las que se verá sometido.
El material utilizado es acero normal (σ = 235 MPa) y sus distintos grados de
resistencia frente a bajas temperaturas son, en orden decreciente:
-
Grado E
-
Grado D
-
Grado B
-
Grado A
El buque se ha reforzado para una cota Arc 5, y su temperatura de diseño es inferior
a la temperatura de diseño de la categoría ‘Icebreaker 6’, por lo que se usará la temperatura
para cota Arc 5. Según el reglamento, la temperatura que se debe considerar para decidir el
grado del acero es: T
A= -40 º C
Para cubierta e interiores, el Reglamento Ruso aconseja utilizar una temperatura
igual a T
A= 0.55 * (-40º) = -22º
Lo último que se debe tener en cuenta es la clase de cada elemento según la tabla
de la siguiente página.
Espesor (mm) Módulo (cm^3)
Chapa de costado
27
Chapa de pantoque
27
Traca de trancanil
27
Ref. transv
102,49
Bulárcama
188,16
Palmejar BI
63,28
Con toda esta información, de las siguientes gráficas se obtienen los grados de acero
para los distintos elementos.
Las gráficas se presentan en la siguiente página.
7.
R
ESUMEN DE
E
SCANTILLONES
F
INAL
A continuación se muestra una tabla resumen de los escantillones finales del buque:
En el ANEXO II se presenta el plano de la cuaderna maestra reforzada por hielo.
Es pe so r (mm) Ma ng a (mm) Mó du lo ( cm ^3 ) Á re a t ra ns ve rs a l (c m^ 2 ) Mo m. I ne rc ia (c m ^ 4) Pe rf il Ll a nt a b u lb o C la ss G ra d o A ce ro Qu illa P la na 12 1110 II D Pa nt o que 2 7 II E Ch ap a d e Fon do 1 0 II D Ch ap a de D o bl e F o n do 7 II A Va gr a s 1 0 II D Va re n ga s 7 II B R ef . t ra n sv. D F 7 1, 8 5 12 ,6 20 0x 8, 5 II A R e f. tr a ns v. F 74 ,2 7 13, 03 200 x9 II B T raca de C in ta 2 7 11 10 II I E C h ap a d e C o st ad o 2 7 II E Ch ap a de D . co st a do 8 II B M am p ar o L o n git ud in a l 8 IA R ef . t ra n sv. C o st ad o 10 2, 4 9 11 ,3 6 2 20 x1 0 II D R ef . tr an sv D. C o sta d o 14 3, 52 5, 36 24 0x 12 II D R ef . tra ns v. M am p . 38 7, 8 4 11 ,0 5 3 70 x1 3 I A P alm e ja r Z o n a I 8 ,4 63 ,2 8 14, 11 18 0x 10 II D P alm e ja r Z o n a II 8, 4 3 4, 11 9, 32 160 x9 II D Pa lm ej a r M a m p . L o ng . 29 ,6 6 9, 2 4 160 x7 I A B ul á rc am a 1 7 18 8,1 6 1 05 ,0 4 II E Ch ap a d e C ub ie rt a 8 II B R ef . tr an sv . C u bie rt a 3 7, 55 160 x7 II A B ao re fo rz ad o 59 02 ,4 5 3 20 x1 3, 5 II B CUB IE R TA FON
ANEXO I:
ANEXO II:
ANEXO III:
ANEXO IV:
Fangos Er
Aceite Motor Er
Aceite Hidráulico Er
Aguas Grises Er Espumógeno Er Dispersante Er
Diesel 3 Er Diesel 2 Er
Diesel 1 Er Diesel 1 Lc
Lastre 2 Er Lastre 3 Er
OilRecovery 1 OilRecovery 2 OilRecovery 3
Agua Dulce Er
Uso Diario Er
Sedimentación Er
Lastre 5 Er
Lastre 6 Er Fangos Br
Aceite Motor Br Aceite Hidráulico Br Aguas Grises Br Espumógeno Br
Dispersante Br
Diesel 3 Br Diesel 2 Br
Diesel 1 Br
Lastre 1 Br
Lastre 2 Br Lastre 3 Br
Agua Dulce Br
Uso Diario Br Sedimentación Br
Lastre 5 Br
Lastre 6 Br
Lastre 4 Br
Lastre 1 Er Lastre 4 Er
AIRE ACONDICIONADO TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES D U TUNNEL THRUSTER U U U
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
TANK TOP (h = 8.00 m)
AP MS FP Baseline
0
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Diesel 3 Er Diesel 2 Er
Diesel 1 Er
Aguas Grises Er Espumógeno Er
Agua Dulce Er
OilRecovery 3
Sedimentación Er
Lastre 5 Er Lastre 6 Er
Lastre 2 Er Lastre 3 Er
h= 2.0m h= 2.0m ALMACÉN U D TV ALMACÉN D D D D
1Esc2 @34!|"· #$5%6$7/¬8(9)0='?¡¿ 1Esc2 @34!|"· #$5%6$7/¬8(9)0='?¡¿ wc
U U
RESCUE ZONE
LAVANDERÍA 2 CREW 1 CREW TV SALIDA DE HUMOS SALIDA DE HUMOS
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
50 60 70 80 90
CUBIERTA B (h = 13.20 m)
PERIL LONGITUDINAL
CUBIERTA PUENTE (h = 19.10 m)
2 CREW 2 CREW
2 CREW 2 CREW 2 CREW
GAMBUZA SECA U D D CAPITÁN
JEFE DE MÁQUINAS 2º OFICIAL
ZONA DE DESCANSO ALMACÉN
1Esc
2 @3
4!|"
·
#
$5%
6 $7/ ¬8(9 )0='
?¡
¿
1
Esc2 @
3
4!|"
·
#
$
5%6 $7/
¬8 ( 9 ) 0=' ?¡ ¿ 1 Esc 2 @3 4!|"· # $ 5% 6 $7 / ¬8( 9) 0 =' ?¡¿ OFICINA DEL BUQUE U U ARMARIO U SALA DE CONFERENCIAS COCINA COMEDOR WC HOSPITAL SALA DE CONTROL DE MÁQUINAS D GIMNASIO +4º C PESCADO -25º C -25º C CARNE WC WC TV INCINERADOR SALA DEL GENERADOR DE EMERGENCIA ACCESO CÁM. MÁQ. D
1Esc2 @34!
| "
· #$5%6$7/¬8(9)0 ='?¡¿ ZONA DE TRABAJO
SALÓN DE NÁUFRAGOS SALIDA DE HUMOS SALIDA DE HUMOS
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
50 60 70 80 90 100
CUBIERTA PRINCIPAL (h = 8.00 m)
CUBIERTA C (h = 15.80 m)
3º OFICIAL
1º OFICIAL / INGENIERO JEFE
U D
ALMACÉN
LAVANDERÍA
ZONA DE TRABAJO U D SALIDA DE HUMOS 1 CREW 1 CREW ALMACÉN ALMACÉN TV
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
CUBIERTA A (h = 10.60 m)
2 CREW 2 CREW 2 CREW2 CREW 2 CREW 2 CREW
REFERENCIA
AUTOR
PROYECTO
PLANO
CODIGO
ESCALA
FECHA
REMOLCADOR ROMPEHIELOS DE 100 TPF
MIGUEL PÉREZ-LAFUENTE RECUNA
17-28
CUADERNO 8 - ANEXO IV
11 JULIO 2017
DIMENSIONES PRINCIPALES
ANEXO V:
shipbuilding steel
1.0 Dimensions
1.1 Width
Width b, (mm)
EN10067/ Tata Steel Standard
Tata Steel Special 1
Tata Steel Special 2
> 1 6 0 < 1 8 0 ±2.0 mm ±2.0 mm ±1.5 mm > 1 8 0 < 300 ±3.0 mm ±2.2 mm ±1.7 mm > 300 < 430 ±4.0 mm ±3.0 mm ±2.0 mm
O ur special w idth tolerances are ach ieved thro u gh an offline 100% w eld e d g e g rin d in g process.
This ensures clean flat e d g e s for superior w elding.
Even closer tolerances m ay be acce p ted after special agreem ent.
1.2 Thickness
Th ickne ss tolerances for different w id ths ranges.
Width, b (mm) EN10067/Tata Steel Standard Tata Steel Special 1
> 1 6 0 < 1 8 0 -0.3 / + 1.0 mm -0.2 / + 0.6 mm > 1 8 0 < 300 -0.4 / + 1.0 mm -0.3 / + 0.6 mm > 300 < 430 -0.4 / + 1.2 mm -0.3 / + 0.6 mm
1.3 Length
Closer tolerances m ay be ach ieved by special agreem ent.
Length, L EN10067/Tata Steel Standard
All -0 / + 100 mm
Individual length s up to 16.5m m axim um are available as a standard
stackable length. Le n gth s outside this range m ay be available on request
1.4 Straightness - Bow and Camber
As m easured over the length o f the bar.
Length EN10067/
Tata Steel Standard
Tata Steel Special 1
Tata Steel Special 2
L < 18m q < 0.0035 x L q < 0.0025 x L q < 0.00125 x L
1.5 Torsion
Th e perm issible d egre e o f tw ist is given as the fo llo w ing calculation:
T o rsio n , T = w id th x sin tol d e g re e , x le n g th
b
Length Tata Steel Standard Tata Steel Special
All 0.5 °/m 0.35 °/m
Typical worked example Tata Steel Standard
To rsio n : T = b x sin 0 .5 ° x L
Length, L
1 6 m 10 m 12 m 15 m 18 m 1
Width, b (mm) Torsion, T
240 13 21 25 31 38
Length, L
6 m 10 m 12 m 15 m 18 m 1
Width, b (mm) Torsion, T
240 9 15 18 22 26
1.6 Flatness
Th e plate flatness tolerance h is 0.3% o f the bulb flat w idth b and is m easured as show n below.
P late fla tn e ss to le ra n ce : h < 0 .0 0 3 x b
Th e bulb flatness tolerance o f the heel is n m easured as show n belo w with a 2m m m axim um .
1.7 Shape
s
L
r
Th e d im en sio n s s and q are m easured as
illustrated above.
Th e d im en sion e is m easured as illustrated above.
B u lb h e ad c o rn e r to le ra n ce s s
Thickness Tolerance
t < 9 mm s < 2.0 mm 9 < t < 13 mm s < 3.0 mm t > 13 mm s < 4.0 mm
W eb e d g e to le ra n ce s e
Thickness EN10067 - Tata Steel Standard
t < 9 mm e < 2.0 mm 9 < t < 13 mm e < 3.0 mm t > 13 mm e < 4.0 mm
B u lb h e ad c o rn e r to le ra n ce s q
Thickness Tolerance
t > 7 mm q < 0.75 S
Tig h ter tolerances m ay be available on request thro u gh
g rin d in g o f the w eb edge.
B u lb h e a d c o rn e r to le ra n ce s ra d iu s r1
Radius of curvature of corners r1 for thickness
Thickness r1 Maximum
5 < t < 9 2.0 9 < t < 13 3.0 13 < t < 20 4.0
Th e dim en sion w is m easured as illustrated above.
W eb e d g e to le ra n ce s a n g le w
Thickness Tolerance
t < 9 mm w < 4° 9 < t < 13 mm w < 4° t > 13 mm w < 4°
Tigh ter tolerance on w eb e d g e tolerance e and an gle w
m ay be available on request th ro u gh offline g rin d in g o f
the w e b edge.
Th e d im en sion s r, is m easured as illustrated above.
Bulb flats are m anufactured with rounded edges,
elim inating the need for the labour-intensive and costly
grin d in g process needed to m eet new International
M aritim e O rganistion guidelines.
t e
Nominal thickness of the Maximum perm issible
Product, t depth of discontinuities (mm)
3 < t < 6 20% of t 6 < t < 20 1.2 20 < t < 40 1.7
3.0 Requirements
for
Blast-Cleaned
and
Primed
Material
T h e material can be delivered in blast-cleaned and prim ed con ditio n in acco rd an ce with EN10238:1996. Th e standard sup ply co n ditio n s are as follows:
Preparation grade:
Surface roughness:
Dry film thickness:
Type s o f primers:
Sa 2 ^
M (m edium in acc. with ISO 8503-2)
20 pm ± 5 pm
To be agreed
Steel types and grades
Special Profiles operations are in acco rd ance with ISO9001:2008
Th e co m p a n y also has approval o f the w orld's leading classification societies such as:
ABS, BV, C CS, DNV, GL, LRS, NKK, RINA, and RMRS.
Below is a list o f sam ple grades w e regularly produce.
Shipbuilding Steels
Strength
A, B ASTM
Structural Steels
A572 Gr50
Normal D S235JR+AR
E S235J0+AR
A32 S235J2+AR D32 S275JR+AR E32 EN10025-2 S275J0+AR A36 S275J2+AR High Strength D36 S355JR+AR E36 S355J0+AR A40 S355J2+AR D40 EN10025-4 S355M E40 EN10225 G1*
G4
* Excluding 100% inspection and individual bar marking.