CHAPA DEL PANTOQUE. 36 CHAPA DE LA CUBIERTA PRINCIPAL. …
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PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 1
INDICE
1. OBJETIVOSDELCUADERNO...................................................................4
2. PLANTEAMIENTOINICIALDELAESTRUCTURAYSELECCIÓNDEMATERIALES................................................................................................6
3. DIMENSIONESDEESCANTILLONADO....................................................93.1. CALADODEESCANTILLONADO........................................................................................93.2. ESLORADEESCANTILLONADO.......................................................................................103.3. MANGADEESCANTILLONADO......................................................................................113.4. PUNTALDEESCANTILLONADO......................................................................................113.5. COEFICIENTEDEBLOQUE..............................................................................................113.6. DIMENSIONESFINALESDEESCANTILLONADO...............................................................11
4. DETERMINACIÓNDELASCARGASDEDISEÑO.....................................124.1. PARÁMETROSDEOLA...................................................................................................134.2. CARGASINDUCIDASPOROLAS.....................................................................................134.3. CONDICIONESDECARGA..............................................................................................144.4. PRESIONESINDUCIDASPORAGUASTRANQUILAS.........................................................16
4.4.1. Presionesinducidasporaguastranquilasenloscostadosyenelfondodelbuque...164.4.2. Presionesexternasenaguastranquilasaplicadasalascubiertasexpuestas............174.4.3. Presionesexternasenaguastranquilasaplicadasalascubiertasdeacomodación..17
4.5. PRESIONESINDUCIDASPOROLAS.................................................................................184.5.1. Presionesinducidasporolasenloscostadosyenelfondodelbuque.......................18
4.6. TESTDEPRESIONESINTERNASINDUCIDASENTANQUES..............................................204.7. MÓDULOEINERCIAMÍNIMADELASECCIÓNMAESTRA................................................21
4.7.1. Módulomínimodelasecciónmaestra.......................................................................214.7.2. Inerciamínimadelasecciónmaestra........................................................................214.7.3. Alturadelejeneutrodlaseccióntransversal.............................................................214.7.4. Momentodeinerciadelaseccióntransversalrespectoalejeneutro........................21
4.8. MÁRGENESDECORROSIÓN..........................................................................................224.9. PARÁMETROSDESEGURIDAD.......................................................................................23
5. CUADERNAMAESTRA.CÁLCULODELASPRESIONESENLOSELEMENTOSDELAESTRUCTURA...................................................................................245.1. CHAPADEFONDO.........................................................................................................26
5.1.1. Presiónexternainducidaporaguastranquilas..........................................................265.1.2. Presiónexternainducidaporolas...............................................................................265.1.3. Presionesinternasinducidasentanquesporaguastranquilas..................................265.1.4. Presionesinternasinducidasentanquesporfuerzasinerciales.................................27
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5.1.5. Presionesinternasinducidasentanquesportest.......................................................275.2. CHAPADECOSTADO.....................................................................................................29
5.2.1. Presiónexternainducidaporaguastranquilas..........................................................295.2.2. Presiónexternainducidaporolas...............................................................................295.2.3. Presionesinternasinducidasentanquesporaguastranquilas..................................295.2.4. Presionesinternasinducidasentanquesporfuerzasinerciales.................................315.2.5. Presionesinternasinducidasentanquesportest.......................................................31
5.3. CHAPADEDOBLEFONDO..............................................................................................335.3.1. Presiónexternainducidaporaguastranquilas..........................................................335.3.2. Presiónexternainducidaporolas...............................................................................335.3.3. Presionesinternasinducidasentanquesporaguastranquilas..................................335.3.4. Presionesinternasinducidasentanquesporfuerzasinerciales.................................345.3.5. Presionesinternasinducidasentanquesportest.......................................................34
5.4. CHAPADELPANTOQUE.................................................................................................365.4.1. Presiónexternainducidaporaguastranquilas..........................................................365.4.2. Presiónexternainducidaporolas...............................................................................365.4.3. Presionesinternasinducidasentanquesporaguastranquilas..................................365.4.4. Presionesinternasinducidasentanquesporfuerzasinerciales.................................375.4.5. Presionesinternasinducidasentanquesportest.......................................................37
5.5. CHAPADELACUBIERTAPRINCIPAL...............................................................................395.5.1. Presiónexternainducidaporaguastranquilas..........................................................395.5.2. Presiónexternainducidaporolas...............................................................................395.5.3. Presionesinternasinducidasentanquesporaguastranquilas..................................395.5.4. Presionesinternasinducidasentanquesporfuerzasinerciales.................................405.5.5. Presionesinternasinducidasentanquesportest.......................................................40
5.6. CUBIERTASDEFRANCOBORDOYPUENTEDENAVEGACIÓN..........................................425.7. CUBIERTADELCASTILLO................................................................................................43
6. CUADERNAMAESTRA.ESCANTILLONADODECHAPASPORREQUERIMIENTOSLOCALES.......................................................................446.1. ESPESORDELFONDO....................................................................................................466.2. ESPESORDELCOSTADO.................................................................................................51
6.2.1. Escantillonadobajodelacubiertadefrancobordo....................................................516.2.2. Escantillonadoporencimadelacubiertadefrancobordo.........................................55
6.3. ESPESORDELDOBLEFONDO.........................................................................................596.4. ESPESORDELPANTOQUE..............................................................................................636.5. ESPESORDELACUBIERTAPRINCIPAL............................................................................676.6. ESPESORDELASCUBIERTAS..........................................................................................706.7. ESPESORDELACUBIERTADECASTILLO.........................................................................736.8. RESUMENDELOSESPESORESDELASCHAPAS...............................................................76
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7. CUADERNAMAESTRA.DIMENSIONAMIENTODELOSREFUERZOSPRIMARIOS...............................................................................................777.1. VARENGAS....................................................................................................................777.2. BULÁRCAMAS...............................................................................................................807.3. VAGRAS........................................................................................................................847.4. REFUERZOSLONGITUDINALESYVERTICALES.................................................................88
7.4.1. REFUERZOSVERTICALESENVARENGAS....................................................................887.4.2. REFUERZOSLONGITUDINALESDECOSTADO.............................................................907.4.3. BULÁRCAMASENENTREPUENTE:.............................................................................957.4.4. REFUERZOSLONGITUDINALESDECUBIERTAPRINCIPAL:.........................................977.4.5. REFUERZOSLONGITUDINALESDECUBIERTASUPERIOR:..........................................997.4.6. BAOSFUERTESDECUBIERTASUPERIOR:................................................................1007.4.7. PUNTALES.................................................................................................................1027.4.8. REFUERZOSLONGITUDINALESDEMAMPAROSLONGITUDINALES:.......................1047.4.9. REFUERZOSVERTICALESDEMAMPAROSTRANSVERSALES:..................................107
8. CALCULOMÓDULORESISTENTECUADERNAMAESTRA.....................1098.1. PROCESODECÁLCULO................................................................................................1108.2. CÁLCULODELMÓDULORESISTENTE............................................................................1128.3. COMPROBACIONDELOSDATOSOBTENIDOS..............................................................114
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1. OBJETIVOSDELCUADERNO.
Elobjetivodeeste cuadernoes realizarel escantillonadode laestructuradelbuquedeacuerdo con los requerimientosde la sociedadde clasificacióndel BureauVeritas, tal ycomoexigenlosRPA.
ElestudioserealizaparaunBuqueAtuneroCongeladorde2000m3decapacidaddecubas.Lacuadernamaestraeslacuaderna54(bulárcama18),yestásituadaa37,700mmedidosdesdelaperpendiculardepopa.Estaserálaseccióntipodelcentrodelbuque.Seseleccionaestacuadernacomomaestradebidoasuposiciónlongitudinalenelbuqueyladisposiciónderefuerzos,siendodelgrupodecuadernasmásrepresentativasdelaestructuracentraldelbuque.
A un nivel más local, los elementos que constituyen la estructura del buque puedenseparaseendosgrupos,quesonlossiguientes:
-Elementosquecontribuyenalaresistencialongitudinal.-Elementosquecontribuyenalaresistenciatransversal.Se escantillonan para obtener unmódulo resistente superior almínimo exigido por lasreglasdelaSociedaddeClasificación.
Laestructura,comoeshabitualenestetipodebuques,esdetipomixto,yaquecombinaun reforzado primario longitudinal en cubiertas y un reforzado primario vertical en loscostados,típicosdelasestructurastransversales.
TalycomosedefinióenelCuaderno4,elbuqueposeedoblefondoalolargodetodalaeslora.
Partiendo de una configuración inicial basada en el compartimentado del buque, en ladisposición del buque base Egalabur y de los datos obtenidos en los estudios de lasdiferentescondicionesdecarga,secalcularán losespesoresde lasdistintaschapasy losmódulosdelosrefuerzosexigidosporlasreglasdelasociedaddeclasificación.
Elescantillonadosemodificarásucesivamentedeformaquenoexistapandeoenningúnelemento,secumplanlosespesoresymódulosmínimosexigidosyelmódulodelasecciónseasuperioralmínimoexigidoporlaSociedaddeClasificación,tantoencubiertacomoenelfondo.
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Tal y como se ha mencionado, la realización de este cuaderno se hará en base alcompartimentadopropuestoenelCuaderno4ylascondicionesdecargacalculadasenelCuaderno5,quesonlassiguientes:
1. Salidadepuerto(100%CONSUMOS–0%CARGA).2. Salidadecaladero(35%CONSUMOS–100%CARGA).3. Llegadaapuerto(10%CONSUMOS–100%CARGA).4. Llegadaapuerto(10%CONSUMOS–20%CARGA)..
Acontinuaciónsemuestranlasdimensionesprincipalesdelbuque:
• Lt:.................................................90m• Lpp:...............................................75m• B:...............................................14,2m• Dcp:...........................................6,95m• Dcs:..............................................9,2m• T:..................................................6,6m• Fn:................................................0,298• Cb:................................................0,589• Cm:.................................................0,98• Cp:................................................0,597• Cf:.................................................0,689• Δ:..............................................4359Tn
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2. PLANTEAMIENTO INICIAL DE LA ESTRUCTURA Y SELECCIÓNDEMATERIALES.
Laconfiguracióndelaestructuraseráahabitualenestetipodebuques,eldoblefondoylos costados de las cubiertas superiores con estructura transversal, las cubiertas y loscostadosdelazonadecubassigueunaestructuralongitudinal.
Acontinuaciónserealizaunadescripcióndelosrefuerzosenlasdiferenteszonasdeunaseccióntipo:
Elementosdefondo.
Laconfiguracióndemamparosporencimade laestructuradedoblefondosesoportarátambiénsobreestosrefuerzos;esdecir,cadamamparoseapoyarásiempreenunrefuerzo,ynoenunaclaraentredosrefuerzos.Hacialoscostados,lasvagrassehansituadobajolosmamparosdedoblecostadoparaqueelpesoquerecaigasobreéstosnodescansedirectamentesobrelachapadedoblefondosinosobrerefuerzos.Setendrán,pues,vagrassituadasdesdeelplanodecrujíahastaloscostadosconunaseparaciónde700mm.Elementosdecostado.Sesituaráunabulárcamacadatresclaras,loquesuponeunespaciadode2100mmenlazonadelbuqueaestudiar(laseparaciónentreseccionesenlospiquesesde600mm).Estoselementos se unirán con las varengas en el doble fondo y a los baos, hacia la regala,cerrandolosanillostransversales.Elementosdecubierta.Se situarán baos reforzados cada 3 claras de cuaderna, 2100mm, y reposarán en loscostadossobrelasbulárcamasyenlospuntales,cuyacolocaciónsemostrarámásadelante.Seemplearánlongitudinalesparadotaralacubiertaderesistencialongitudinal,siendolaseparaciónentre éstosde700mm, de acuerdo con la disposiciónde vagras enel doblefondodelbuque.
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Puntales.Sehanubicadopuntalesparareducirlaluzdelosbaosreforzados.Aestosefectos,sesitúaencrujíaunpuntalcada2400mm.
Acontinuaciónsemuestraunresumenconlasdimensionesprincipalesdelaestructuradelbuque:
SEPARACIÓNDEREFUERZOS.Separaciónentrecuadernas. 700mmSeparaciónentrevarengas. 2100mmSeparaciónentrebaos. 700mmSeparaciónentrebulárcamas. 4200mmSeparaciónentrebaosfuertes. 4200mmSeparacióndelong.encubierta. 700mm
Porúltimo,seseleccionaeltipodeaceroatenerencuentaenloscálculosestructurales,deacuerdoconlasindicacionesdelasociedaddeclasificaciónBureauVeritas,enlaParteB,Ch4,Secc1.
ElmaterialempleadoenlaconstruccióndelAtunerode90mdeesloraseráelacerodegradoA,cuyascaracterísticassedefinenenelreglamento,ysemuestranacontinuación:
ElmódulodeYoungparaesteaceroes𝐸 = 2,06 · 10)𝑁/𝑚𝑚-.
Latensiónelásticamínimaes𝑅/0 = 235𝑁/𝑚𝑚-.
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ElcoeficientedelmaterialkqueseutilizaráendiversoscálculosvienedefinidoenlaParteB,Ch4,Secc1,Tabla2,ysemuestraacontinuación:
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3. DIMENSIONESDEESCANTILLONADO.
Las reglas para la obtención de las dimensiones de escantillonado utilizadas en esteapartadovienendadasporelreglamentodelasociedaddeclasificaciónBureauVeritasPt.B,Ch.1,Sec.2.“SYMBOLSANDDEFINITIONS”.
3.1. CALADODEESCANTILLONADO.
Elreglamentodefineestecaladocomoelcorrespondientealfrancobordodeverano,yaquepornormativa,elbuquenuncapodránavegarauncaladosuperior.
Sinembargo,conelfindegarantizarlaestabilidadestructuralparauncaladosuperior,encasodequeelbuquesufraunaaveríaosehayancometidoerroresenlaestimacióndelpesoenrosca,setomarácomocaladodeescantillonadounvalorsuperioralcaladomáximoobtenidotraselestudiodelascondicionesdecargaenelCuaderno5.Paraelloserecogeelresumendecaladosfinalesobtenidosendichocuaderno,quesemuestraacontinuación:
Escenariooceanográfico. Δ[t] Tmedio[m]C.C.1 SALIDAPUERTO(100%CONS.–0%CARGA) 3487 5,591C.C.2 SALIDACALADERO(35%CONS.–100%CARGA) 4085 6,326C.C.3 LLEGADAPUERTO(10%CONS.–100%CARGA) 3817 5,96C.C.4 LLEGADAPUERTO(10%CONS.–20%CARGA) 2522 4,308
ElmayorcaladoconelquenavegaráelbuquesedaenlaC.C.2,saliendodelcaladero.Sefijacomocaladodeescantillonadounvalor500mmsuperioralcaladodelaC.C.2.
𝑇567 = 6826𝑚𝑚
Secalculanlosvaloreshidrostáticosdelbuqueparaestecalado,ysemuestranacontinuación:
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3.2. ESLORADEESCANTILLONADO.
Laesloradeescantillonadoesladistancia,enmetros,medidaenlalíneadeaguadelcaladodeverano,desdelapartedeproadelarodahastalaparteposteriordelcodasteoalcentrodeltimóncuandonohaycodaste.
Dicha eslora no puede sermenor que el 96% ni puede superar el 97% de la eslora deflotaciónenelcaladodeverano.Porlotanto,setienelosiguiente:
𝐿567:;<=>>?;:@? = 𝑚á𝑥 0,96 · 𝐿DE;𝑚í𝑛 𝐿𝑝𝑝; 0,97 · 𝐿DE
𝐿DE = 81,98𝑚. 𝐿DE · 0,97 = 79,52𝑚
𝐿DE · 0,96 = 78,700𝑚 𝐿LL = 75𝑚
Porlotanto,laesloradeescantillonadoesiguala78,7m.
𝐿/MN = 78,7𝑚
Displacementt 4564Heeldeg 0DraftatFPm 6,826DraftatAPm 6,826DraftatLCFm 6,826Trim(+vebystern)m 0WLLengthm 81,89BeammaxextentsonWLm 14,2Maxsect.aream^2 90,871WettedAream^2 1598,016Waterpl.Aream^2 895,62Prismaticcoeff.(Cp) 0,598Blockcoeff.(Cb) 0,561MaxSect.areacoeff.(Cm) 0,947Waterpl.areacoeff.(Cwp) 0,77LCBfromzeropt.(+vefwd)m 35,172LCFfromzeropt.(+vefwd)m 32,492KBm 3,908KGm 6,6BMtm 2,926BMLm 71,592GMtm 0,234GMLm 68,901KMtm 6,834KMLm 75,501Immersion(TPc)tonne/cm 9,18MTctonne.m 41,933RMat1deg=GMt.Disp.sin(1)tonne.m 18,653Maxdeckinclinationdeg 0Trimangle(+vebystern)deg 0
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3.3. MANGADEESCANTILLONADO.
Lamanga de escantillonado es lamangamáxima del buquemedida en la flotación deverano;esdecir,lamangadetrazado.
𝐵567 = 14,20𝑚
3.4. PUNTALDEESCANTILLONADO.
Se toma comopuntal de escantillonado el puntal de trazado del buque definido por elreglamentocomoladistanciaverticalenmetrosdesdela líneadebasehastalacubiertacontinuamásalta,medidaenelcentrodelbuque.
𝐷567 = 9,2𝑚
3.5. COEFICIENTEDEBLOQUE.
Elcoef.debloqueparalasdimensionesdeescantilloandosecalculamediantelasiguienteexpresión:
𝐶S =∆
1,025 · 𝐿567 · 𝐵567 · 𝑇567=
45641,025 · 78,7 · 14,20 · 6,826 = 0,583
El valor del desplazamiento de escantillonado se corresponde con el obtenido de lashidrostáticasparauncaladode6,826m.
3.6. DIMENSIONESFINALESDEESCANTILLONADO.
ATUNERO2000m3LVWXYZ[\]]^ZY_^ 78,7 mBVWXYZ[\]]^ZY_^ 14.2 mTVWXYZ[\]]^ZY_^ 6,6 mDVWXYZ[\]]^ZY_^ 9,2 mΔVWXYZ[\]]^ZY_^ 4564 tonCe 0,583
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4. DETERMINACIÓNDELASCARGASDEDISEÑO.
Enprimerlugarsedebedecidirenquézonanavegaráelbuquedeproyecto.
No se contempla ninguna restricción en la navegación para el buque. Se consultan losdenominadoscoeficientesdenavegaciónenelreglamentodeBureauVeritas,PtB,Ch5,Sec1GENERAL.
Loscoeficientesdenavegaciónqueseutilizaránparaloscálculosson𝑛 = 1y𝑛f = 1.
Elcriteriodesignosquemarcaelreglamentoeselsiguiente:
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4.1. PARÁMETROSDEOLA.
A continuación, se definen los parámetros que definen la ola. Según se indica en elreglamentodeBureauVeritasPtB,Ch5,Sec.2HULLGIRDERLOADS:
𝐶 = 118 − 0,36 · 𝐿 ·𝐿
1000 = 118 − 0,36 · 78,7 ·78,71000 = 7,056
𝐻D = 11,44 −𝐿 − 250110
i
= 11,44 −78,7 − 250
110
i
= 7,663
4.2. CARGASINDUCIDASPOROLAS.
SegúnseindicaenelreglamentodeBureauVeritasPtB,Ch5,Sec.2HULLGIRDERLOADS,las cargas debidas a olas, en quebranto y arrufo, en kN/m, para momentos flectoresmáximos.
Momentoflectorporolasenlacondicióndearrufo.
𝑀Dk,M = −110 · 𝐹m · 𝑛 · 𝐶 · 𝐿- · 𝐵 · 𝐶S + 0,7 · 10oi
Sesustituyenlosvaloreshastaobtenerelsiguienteresultado:
𝑀Dk,M = −110 · 1 · 1 · 7,056 · 78,7- · 14,20 · 0,583 + 0,7 · 10oi = −87.582,17𝑘𝑁𝑚
Momentoflectorporolasenlacondicióndequebranto.
𝑀Dk,0 = 190 · 𝐹m · 𝑛 · 𝐶 · 𝐿- · 𝐵 · 𝐶S · 10oi
Sesustituyenlosvaloreshastaobtenerelsiguienteresultado:
𝑀Dk,0 = 190 · 1 · 1 · 5,863 · 61,056- · 14,10 · 0,694 · 10oi = 40.610,937𝑘𝑁𝑚
DondeFMeselfactordedistribucióndelmomento,extraídodelasiguientetabla:
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Se toma FM = 1 para calcular losmomentos flectores máximos porolas.
4.3. CONDICIONESDECARGA.
SegúnseindicaenelreglamentodeBureauVeritasPtB,Ch5,Sec.4LOADCASES,existencuatrocondicionesdecarga,asaber:“a”,“b”,“c”y“d”.
- CondiciónA:Elbuqueestaadrizadoylasolasproducenúnicamenteunmomentoflectoryunafuerzacortante.
- CondiciónB:Elbarcoestaadrizadoy lasolasproducenunmomentoflector,unafuerza cortante y también movimientos relativos de cabeceo (Pitch) y arfada(Heave).
- CondiciónC:Elbarcoestaescoradoylasolasproducenunmomentoflector,unafuerzacortantevertical,momentoflectorhorizontal,unmomentotorsorytambiénmovimientosrelativosdederiva(Sway),guiñada(Yaw)ybalance(Roll).
- CondiciónD:Elbarcoestaescoradoylasolasproducenunmomentoflectorvertical,unafuerzacortantevertical,momentoflectorhorizontal,ytambiénmovimientosrelativosdederiva(Sway),guiñada(Yaw)ybalance(Roll).
Portanto,loscálculosparalasseccionesaestudiarseharánparalacondicióndecargaA.
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Lascondicionesdecargadefinidasporelreglamentosemuestranacontinuación:
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4.4. PRESIONESINDUCIDASPORAGUASTRANQUILAS.
4.4.1. Presionesinducidasporaguastranquilasenloscostadosyenelfondodelbuque.
SegúnseindicaenBureauVeritasPtB,Ch8,Sec.3.1STILLWATERSANDWAVESPRESURES,lapresióninducidaporlasaguastranquilassemuestraacontinuación:
Laspresionesinducidasenelfondoyelcostadodelbuquesonlassiguientes:
𝑃M = 𝜌 · 𝑔 · (𝑇 − 𝑧),bajolalíneadeaguacorrespondientealcaladodeescantillonado.
𝑃M = 0,porencimadelalíneadeagua.
Lapresiónenelfondodelbuquesecalculaparaz=0.Semuestraacontinuación:
𝑃M = 1,025 · 9,81 · 6,6 − 0 = 66,29𝑘𝑁/𝑚-
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4.4.2. Presionesexternasenaguastranquilasaplicadasalascubiertasexpuestas.
Estapresiónsedebealacargaencubierta,ydebeserindicadaporelproyectista.Elvalormínimoexigidoporelreglamentoeselsiguiente:
𝑃Mow57x = 10 · 𝜑f · 𝜑-
Donde,
𝜑f = 1
𝜑- =Ef-z
,parabuquescuyaesloraesinferiora120m.
𝑃Mow/N{ = 10 · 1 ·78,7120 = 5,09𝑘𝑁/𝑚-
4.4.3. Presionesexternasenaguastranquilasaplicadasalascubiertasdeacomodación.
Seproponenvaloresdepresiónestándarparalascubiertasnoexpuestas,segúneltipodeacomodación.Semuestraacontinuación:
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4.5. PRESIONESINDUCIDASPOROLAS.
Talycomoseindicaenelapartadoanterior,setomanlosvaloresqueindicaelreglamentoparabuquescuyaesloraesinferiora85m.
4.5.1. Presionesinducidasporolasenloscostadosyenelfondodelbuque.
𝜌 · 𝑔 · ℎf · 𝑒~�·�· �~�
� ,parazonaspordebajodelcaladodeescantillonado.
𝜌 · 𝑔 · 𝑇 + ℎf − 𝑧 > 0,15 · 𝐿,parazonasporencimadelcaladodeescantillonado.
17,5 + f�,�· 0�of�,)z,-)
· �E− 0,5 · 𝑛 · 𝜑f · 𝜑-, en cubiertas expuestas (en la mitad del
buque).
Esnecesariocalcular,enprimer lugar, losparámetrosℎfy𝐻�,quevienenfijadosporelreglamentosegúnsemuestraacontinuación:
ℎf = 0,42 · 𝑛 · 𝐶 · 𝐶S + 0,7 = 0,42 ⋅ 1 ⋅ 7,056 ⋅ (0,583 + 0,7),paralamitaddelbuque.
ℎf = 3,802
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𝐻� = 2,66 ·𝑥𝐿 − 0,7
-+ 0,14 ·
𝑉𝐿𝐶S
− 𝑧 − 𝑇 > 0,8
𝐻� = 5,225
Lapresiónenelfondodelbuquedebidaalasolaseslasiguiente:
𝑃�o�?;@? = 𝜌 · 𝑔 · ℎf · 𝑒o-·�· �o�
E = 1,025 · 9,81 · 3,802 · 𝑒o-·�· �,�oz
��,� = 22,571𝑘𝑁/𝑚-
Lapresiónenelcostadoporencimadelcaladodeescantillonadoeslasiguiente:
𝑃�6=@5 = 𝜌 · 𝑔 · 𝑇 + ℎf − 𝑧 = 𝜌 · 𝑔 · ℎf · 𝑒o-·�· z
E = 𝜌 · 𝑔 · ℎf= 1,025 · 9,81 · 6,6 + 3,802 − 6,6 = 38,23𝑘𝑁/𝑚-
Lapresiónencubiertasexpuestaseslasiguiente:
𝑃�o5��?65@@57x6 = 17,5 +19,6 · 𝐻� − 17,5
0,25 ·𝑥𝐿 − 0,5 · 𝑛 · 𝜑f · 𝜑- = 17,5𝑘𝑁/𝑚-
Estevalorsedebeaque �E− 0,5 = 0.
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4.6. TESTDEPRESIONESINTERNASINDUCIDASENTANQUES.
Eltestdepresionesenlostanquesconsisteenaumentarlapresiónenelinteriordeltanquehastaunciertolímiteparacomprobarqueeltanquesoportadichapresión.Estaspruebasserealizanendiquey,porlotanto,noseconsideranpresionesdebidoacargasinerciales.
Lapresióninternainducidaentanquesqueactúaenchapasyrefuerzoscomoconsecuenciadelostestsedebeconsiderar,enkN/m2,segúnlaformulacióndelatablasiguiente.
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CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 21
4.7. MÓDULOEINERCIAMÍNIMADELASECCIÓNMAESTRA.
EnelBureauVeritasPtB,Ch8,Sec.2HULLGIRDERSTRENGTH,seindicacuáleselmódulomínimoqueseleexigealaseccióntransversalysuinerciamínima.
4.7.1. Módulomínimodelasecciónmaestra.
Losparámetrosdefinidosenlaexpresiónyahansidodefinidosanteriormente.Elmódulomínimoenlasecciónmediadelbuquesecalculaacontinuación:
𝑍�mí; = 𝑛f · 𝐶 · 𝐿- · 𝐵 · 𝐶S + 0.7 · 𝑘 · 10o�
= 1 · 7,056 · 78,7- · 14,20 · 0,583 + 0,7 · 1 · 10o� = 0,796𝑚i
4.7.2. Inerciamínimadelasecciónmaestra.
Elmomentodeinercia,en𝑚�,nodebesermenorqueelobtenidoporlasiguientefórmula:
𝐼�� = 3 · 𝑍�,mí;� · 𝐿 · 10o-
Sustituyendoporlosvaloresanteriormentecalculadossetienelosiguiente:
𝐼�� = 3 · 0,796 · 78,7 · 10o- = 1,879𝑚�
4.7.3. Alturadelejeneutrodlaseccióntransversal.
Enunaprimeraaproximación,sesuponequeelejeneutrosehallaenlamitaddelpuntaldelasecciónmaestra.Portanto,
𝑁 =9,2𝑚2 = 4,6𝑚
4.7.4. Momentodeinerciadelaseccióntransversalrespectoalejeneutro.
Para una primera aproximación se puede estimar el momento de inercia mediante lasiguienteexpresión:
𝐼� = 2 · 𝑁 · 𝑍�í; = 2 · 4,6𝑚 · 0,796𝑚i = 7,32𝑚�
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4.8. MÁRGENESDECORROSIÓN.
SeindicanenBureauVeritasPtB,Ch4,Sec.2NETSCANTLINGAPPROACH,losmárgenesdecorrosiónaplicables.
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4.9. PARÁMETROSDESEGURIDAD.
Seaplicaránparámetrosdeseguridadenlosfuturoscálculosdeescantillonado.
Parámetrosdeseguridadenchapas.
SepuedenconsultarenlaParteB,Cap.8,Secc.3,Tabla1.
Parámetrosdeseguridadenrefuerzos.
SepuedenconsultarenlaParteB,Cap-8,Secc.4,Tabla1.
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5. CUADERNAMAESTRA.CÁLCULODELASPRESIONESENLOSELEMENTOSDELAESTRUCTURA.
Enesteapartadosecalcularánlaspresionesqueactúansobrecadaunadelaszonasdelbuque.
Estaspresioneshansidodefinidasyanalizadasenelapartadoanterior.Esporestemotivoque las fórmulasy losvaloresdeparámetrosespecíficosutilizadosqueseemplearánenesteapartadoseobtendrándirectamentedelapartadoanterior.
Loselementosdelaestructurasobrelosquesevaarealizarelestudiodelaspresionessonlossiguientes.
- Chapadelfondo.- Chapadelcostado.- Chapadeldoblefondo.- Chapadeldoblecostado.- Chapadelpantoque.- Chapadelasdiferentescubiertas.
LasdistintaspresionesrecogidasenelreglamentoBureauVeritasquepuedenafectaralosdistintoselementossonlassiguientes:
- Presionesexternasinducidasporaguastranquilas.- Presionesexternasinducidasporolas.- Presionesinternasinducidasentanquesporaguastranquilas.- Presionesinternasinducidasentanquesporfuerzasinerciales.- Presionesinternasinducidasentanquesportest.
Además de las presiones citadas, el Bureau Veritas considera una presión denominadapresióndeinundaciónquetieneunacomponenteestáticayotrainercial.Estapresióndeinundacióndebeserconsideradaenelementosestructuralessituadospordebajodelalíneadeflotación(excluyendoelcostadoyelfondo)queconstituyenlímitesdecompartimentossusceptiblesdeserinundadosyquenoestándiseñadosparatransportarcarga.
Enlaseccióntipoconsideradanohayningúnespaciosusceptibledeinundaciónquenoestépensadoparallevarcargalíquida,porlotanto,lapresióndeinundaciónnosetendráencuenta.
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CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 25
Esdevitalimportanciarealizarunestudiodetalladodetodaslaspresionesyaqueserálapresión mayor que afecte a cada uno de los elementos la que condicionará suescantillonadolocal.
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5.1. CHAPADEFONDO.
5.1.1. Presiónexternainducidaporaguastranquilas.
Lapresión inducidaporaguastranquilasenel fondo,debajode la líneadeaguahasidodefinidaenelpresentecuaderno.
𝑃6 = 𝜌 · 𝑔 · (𝑇 − 𝑧) = 1,025 · 9,81 · 6,6 − 0 = 66,36𝑘𝑁/𝑚-
5.1.2. Presiónexternainducidaporolas.
Lapresióninducidaporolasenelfondo,debajodelalíneadeaguahasidodefinidaenelcuaderno.
𝑃�o�?;@? = 𝜌 · 𝑔 · ℎf · 𝑒o-·�· �o�
E = 1,025 · 9,81 · 3,802 · 𝑒o-·�· �,�oz
��,� = 22,571𝑘𝑁/𝑚-
5.1.3. Presionesinternasinducidasentanquesporaguastranquilas.
Enelcasodelachapadelfondo,enéstasedistribuyenlostanquesdecombustibledeldoblefondo.Seconsideraquelasituaciónmásdesfavorableseproducecuandolostanquesdecombustibledeldoblefondoestánllenos.
Lapresióninternadelostanquesdebeserlamayordelosvaloresobtenidos,en𝑘𝑁/𝑚-delassiguientesfórmulas:
• 𝑃M = 𝜌E · 𝑔 · (𝑧E − 𝑧)• 𝑃M = 𝜌E · 𝑔 · (𝑍��L − 𝑧) + 100 · 𝑃Lk • 𝑃M = 𝜌E · 𝑔 ·
z,�·E��-zoE�
Donde,
- 𝐿f:eslaesloradelmamparo,enm,quenodebesersuperiora200m.- 𝜌E:esladensidaddellíquidotransportadoen
<��
- 𝑍��L:eslacoordenadaZdelpuntomásaltodeltanqueenm.- 𝑍E:eslacoordenadaZdelpuntomásaltodellíquidoenm.
𝑍E = 𝑍��L + 0,5 · (𝑍�L − 𝑍��L)- 𝑍�L:eslacoordenadaZdelapartesuperiordeltubodeaireación,enm.- 𝑃Lk :eslapresióndeajustedelasválvulasdeseguridad,enbar.
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CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 27
Tanquesdecombustible:
- 𝐿f = 12,6𝑚- 𝜌E = 0,852𝑡/𝑚i- 𝑍��L = 1,500𝑚- 𝑍E = 1,5 + 0,5 · 9,9 + 0,7 − 1,5 = 6,05𝑚- 𝑍�L = 9,2 + 0,7 = 9,9𝑚- 𝑃Lk = 0,7𝑏𝑎𝑟
Sustituyendolosvalores,setienelosiguiente:
1º)P¥ = 0,852 · 9,81 · 6,05 − 0 = 50,56𝑘𝑁/𝑚-2º)P¥ = 0,852 · 9,81 · 1,5 − 0 + 100 · 0,7 = 82,53kN/m-
3º)P¥ = 0,852 · 9,81 ·0,8 · 12,6420 − 12,6 = 0,248𝑘𝑁/𝑚-
Lamayorpresiónesde82,53kN/m-
5.1.4. Presionesinternasinducidasentanquesporfuerzasinerciales.
TalycomovienedefinidoenelreglamentodelBureauVeritasPtB,Ch5,Sec.6INTERNALPRESSURESANDFORCES(Tabla1),enlacondicióndecarga“a”nosedebentenerencuentalaspresionesinerciales.
5.1.5. Presionesinternasinducidasentanquesportest.
Serálamayorcalculadaapartirdelassiguientesexpresiones:
𝑃M� = 10 · 𝑍��L − 𝑧 + 𝑑�L 𝑃M� = 10 · (𝑧�> − 𝑧)Donde,
- 𝑍��L:eslacoordenadaZdelpuntomásaltodeltanque,en𝑚.- 𝑧�> :eslacoordenadaZdelalíneademargen,en𝑚.- Lalíneademargenesenbuquesdecarga,unalíneadibujadaalmenos76mmpor
debajodelacubiertadefrancobordo.- 𝑑�L:esladistanciadesdelapartesuperiordeltubodeaireaciónhastaeltechodel
compartimento,en𝑚.
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Tanquesdecombustible:
- 𝑍��L = 1,500𝑚- 𝑧�> = 9,2 − 0,076 = 9,124𝑚- 𝑑�L = 9,2 − 1,5 + 0,76 = 8,46𝑚- 𝑍 = 0𝑚
Sustituyendolosvalores,setienelosiguiente:
𝑃M� = 10 · 1,5 − 0 + 8,46 = 126,9𝑘𝑁/𝑚-𝑃M� = 10 · 9,124 − 0 = 91,24𝑘𝑁/𝑚-
Porlotanto,setomarálapresiónde126,9𝑘𝑁/𝑚-.
P.inducidaporaguastranquilas.P.inducidaporolas.P.internasinducidasentanquesporfuerzasinerciales.
P.internasinducidasentanquesporaguastranquilas.P.internasinducidasentanquesportest.
CHAPADELFONDO.
Tanquesdecombustible.
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CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 29
5.2. CHAPADECOSTADO.
5.2.1. Presiónexternainducidaporaguastranquilas.
Lapresióninducidaporaguastranquilasenelcostado,debajodelalíneadeaguahasidodefinidaenelapartado4.5.1delpresentecuaderno.
𝑃6 = 𝜌 · 𝑔 · (𝑇 − 𝑧) = 1,025 · 9,81 · 6,6 − 1,50 = 36,60𝑘𝑁/𝑚-
5.2.2. Presiónexternainducidaporolas.
Lapresióninducidaporolasenelcostado,debajodelalíneadeaguahasidodefinidaenelapartado4.6.1delpresentecuaderno.
𝑃�o�?;@? = 𝜌 · 𝑔 · ℎf · 𝑒o-·�· �o�
E = 1,025 · 9,81 · 3,802 · 𝑒o-·�· �,�of,)
��,� = 25,44𝑘𝑁/𝑚-
5.2.3. Presionesinternasinducidasentanquesporaguastranquilas.
Enelcasodelachapadelcostado,enéstaseextiendeuntanquecombustibleylascubasde congelación y almacenamiento de tunidos. Se considera que la situación másdesfavorableseproducecuandolostanquesesténllenos.
Lapresióninternadelostanquesdebeserlamayordelosvaloresobtenidos,en𝑘𝑁/𝑚-delassiguientesfórmulas:
𝑃M = 𝜌E · 𝑔 · (𝑧E − 𝑧)𝑃M = 𝜌E · 𝑔 · (𝑧��L − 𝑧) + 100 · 𝑃Lk
𝑃M = 𝜌E · 𝑔 ·0,8 · 𝐿f420 − 𝐿f
Donde,
- 𝐿f:eslaesloradelmamparo,enm,quenodebesersuperiora200m.- 𝜌E:esladensidaddellíquidotransportadoen
<��
- 𝑍��L:eslacoordenadaZdelpuntomásaltodeltanqueenm.- 𝑍E:eslacoordenadaZdelpuntomásaltodellíquidoenm.
𝑍E = 𝑍��L + 0,5 · (𝑍�L + 𝑍��L)- 𝑍�L:eslacoordenadaZdelapartesuperiordeltubodeaireación,enm.- 𝑃Lk :eslapresióndeajustedelasválvulasdeseguridad,enbar.
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CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 30
Tanquesdecombustible:
- 𝐿f = 12,6𝑚- 𝜌E = 0,852𝑡/𝑚i- 𝑍��L = 1,5𝑚- 𝑍E = 9,2 + 0,5 · 0,76 − 9,2 = 4,98- 𝑍�L = 0,76𝑚- 𝑃Lk = 0,7𝑏𝑎𝑟
Sustituyendolosvalores,setienelosiguiente:
1º)P¥ = 0,852 · 9,81 · 4,98 − 1,50 = 30,07𝑘𝑁/𝑚-2º)P¥ = 0,852 · 9,81 · 1,5 − 1,5 + 100 · 0,7 = 70kN/m-
3º)P¥ = 0,852 · 9,81 ·0,8 · 12,6420 − 12,6 = 0,248𝑘𝑁/𝑚-
Lamayorpresiónesde70kN/m-
Tanquesdecongelaciónyalmacenamientodetunidos:
- 𝐿f = 3,2𝑚- 𝜌E = 0,7𝑡/𝑚i- 𝑍��L = 6,7𝑚- 𝑍E = 9,2 + 0,5 · 0,76 − 9,2 = 4,98- 𝑍�L = 0,76𝑚- 𝑃Lk = 0,7𝑏𝑎𝑟
Sustituyendolosvalores,setienelosiguiente:
1º)P¥ = 0,7 · 9,81 · 4,98 − 1,50 = 23,89𝑘𝑁/𝑚-2º)P¥ = 0,7 · 9,81 · 6,7 − 1,5 + 100 · 0,7 = 105,70kN/m-
3º)P¥ = 0,7 · 9,81 ·0,8 · 3,2420 − 3,2 = 0,04𝑘𝑁/𝑚-
Lamayorpresiónesde105,7kN/m-
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CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 31
5.2.4. Presionesinternasinducidasentanquesporfuerzasinerciales.
TalycomovienedefinidoenelreglamentodelBureauVeritasPtB,Ch5,Sec.6INTERNALPRESSURESANDFORCES(Tabla1),enlacondicióndecarga“a”nosedebentenerencuentalaspresionesinerciales.
5.2.5. Presionesinternasinducidasentanquesportest.
Serálamayorcalculadaapartirdelassiguientesexpresiones:
𝑃M� = 10 · 𝑍��L − 𝑧 + 𝑑�L 𝑃M� = 10 · (𝑧�> − 𝑧)Donde,
- 𝑍��L:eslacoordenadaZdelpuntomásaltodeltanque,en𝑚.- 𝑧�> :eslacoordenadaZdelalíneademargen,en𝑚.- Lalíneademargenesenbuquesdecarga,unalíneadibujadaalmenos76mmpor
debajodelacubiertadefrancobordo.- 𝑑�L:esladistanciadesdelapartesuperiordeltubodeaireaciónhastaeltechodel
compartimento,en𝑚.Tanquesdecombustible:
- 𝑍��L = 1,5𝑚- 𝑧�> = 1,5 − 0,076 = 1,426𝑚- 𝑑�L = 0,76𝑚- 𝑍 = 1,5𝑚
𝑃M� = 10 · 9,2 − 1,50 + 0,76 = 84,6𝑘𝑁/𝑚-𝑃M� = 10 · 9,124 − 1,50 = 76,24𝑘𝑁/𝑚-Porlotanto,setomarálapresiónde76,4𝑘𝑁/𝑚-.
Tanquesdecongelaciónyalmacenamiento:
- 𝑍��L = 6,7𝑚- 𝑧�> = 6,7 − 0,076 = 6,626𝑚- 𝑑�L = 0,76𝑚- 𝑍 = 1,5𝑚
𝑃M� = 10 · 6,7 − 1,50 + 0,76 = 59,6𝑘𝑁/𝑚-𝑃M� = 10 · 6,626 − 1,50 = 51,26𝑘𝑁/𝑚-
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CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 32
Porlotanto,setomarálapresiónde59,6𝑘𝑁/𝑚-.
CHAPADECOSTADO.P.inducidaporaguastranquilas. 𝑃M = 36,60𝑘𝑁/𝑚-P.inducidaporolas. 𝑃M = 25,448𝑘𝑁/𝑚-P.internasinducidasentanquesporfuerzasinerciales. Pª = 0kN/m-
TanquesdecombustibleP.internasinducidasentanquesporaguastranquilas. P¥ = 70kN/m-P.internasinducidasentanquesportest PM� = 76,4kN/m-
CubasdecongelaciónyalmacenamientodetunidosP.internasinducidasentanquesporaguastranquilas. P¥ = 105,7kN/m-P.internasinducidasentanquesportest PM� = 59,6kN/m-
Para el cálculo de escantillonado de chapa, esta presión se añadirá hasta 500mm porencimadelalíneadecaladoy750mmpordebajodelamisma.
Paraelcálculodeescantillonadodelosrefuerzos,estapresiónseañadiráhasta1000mmporencimadelalíneadecaladoy1300mmpordebajodelamisma.
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CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 33
5.3. CHAPADEDOBLEFONDO.
5.3.1. Presiónexternainducidaporaguastranquilas.
Nohayningunapresióninducidaporaguastranquilaseneldoblefondo.
𝑃6 = 0𝑘𝑁/𝑚-
5.3.2. Presiónexternainducidaporolas.
Nohayningunapresióninducidaporolaseneldoblefondo.
𝑃�o�?;@? = 0𝑘𝑁/𝑚-
5.3.3. Presionesinternasinducidasentanquesporaguastranquilas.
Enelcasode lachapadel fondo,enéstasedistribuyen lascubasdealmacenamientoycongelacióndetunidos.Seconsideraquelasituaciónmásdesfavorableseproducecuandolostanquesdelastredeldoblefondoestánllenos.
Lapresióninternadelostanquesdebeserlamayordelosvaloresobtenidos,en𝑘𝑁/𝑚-delassiguientesfórmulas:
𝑃M = 𝜌E · 𝑔 · (𝑧E − 𝑧)𝑃M = 𝜌E · 𝑔 · (𝑧��L − 𝑧) + 100 · 𝑃Lk
𝑃M = 𝜌E · 𝑔 ·0,8 · 𝐿f420 − 𝐿f
Donde,
- 𝐿f:eslaesloradelmamparo,enm,quenodebesersuperiora200m.- 𝜌E:esladensidaddellíquidotransportadoen
<��
- 𝑍��L:eslacoordenadaZdelpuntomásaltodeltanqueenm.- 𝑍E:eslacoordenadaZdelpuntomásaltodellíquidoenm.
𝑍E = 𝑍��L + 0,5 · (𝑍�L − 𝑍��L)- 𝑍�L:eslacoordenadaZdelapartesuperiordeltubodeaireación,enm.- 𝑃Lk :eslapresióndeajustedelasválvulasdeseguridad,enbar.
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CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 34
Cubasdecongelaciónyalmacenamientodetunidos:
- 𝐿f = 3,2𝑚- 𝜌E = 0,7𝑡/𝑚i- 𝑍��L = 6,7𝑚- 𝑍E = 6,7 + 0,5 · 9,96 − 6,7 = 8,33𝑚- 𝑍�L = 9,2 + 0,76 = 9,96𝑚- 𝑃Lk = 0,7𝑏𝑎𝑟
Sustituyendolosvalores,setienelosiguiente:
1º)P¥ = 0,7 · 9,81 · 8,33 − 1,5 = 46,901𝑘𝑁/𝑚-2º)P¥ = 0,7 · 9,81 · 6,7 − 1,5 + 100 · 0,7 = 105,708kN/m-
3º)P¥ = 0,7 · 9,81 ·0,8 · 3,2420 − 3,2 = 0,04𝑘𝑁/𝑚-
Lamayorpresiónesde105,708kN/m-
5.3.4. Presionesinternasinducidasentanquesporfuerzasinerciales.
TalycomovienedefinidoenelreglamentodelBureauVeritasPtB,Ch5,Sec.6INTERNALPRESSURESANDFORCES(Tabla1),enlacondicióndecarga“a”nosedebentenerencuentalaspresionesinerciales.
5.3.5. Presionesinternasinducidasentanquesportest.
Serálamayorcalculadaapartirdelassiguientesexpresiones:
𝑃M� = 10 · 𝑍��L − 𝑧 + 𝑑�L 𝑃M� = 10 · (𝑧�> − 𝑧)Donde:
- 𝑍��L:eslacoordenadaZdelpuntomásaltodeltanque,en𝑚.- 𝑧�> :eslacoordenadaZdelalíneademargen,en𝑚.- Lalíneademargenesenbuquesdecarga,unalíneadibujadaalmenos76mmpor
debajodelacubiertadefrancobordo.- 𝑑�L:esladistanciadesdelapartesuperiordeltubodeaireaciónhastaeltechodel
compartimento,en𝑚.Cubasdecongelaciónyalmacenamientodetunidos:
- 𝑍��L = 6,7𝑚- 𝑧�> = 9,2 − 0,076 = 9,124𝑚- 𝑑�L = 9,2 − 1,5 + 0,76 = 8,46𝑚- 𝑍 = 1,5𝑚
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 35
Sustituyendolosvalores,setienelosiguiente:
𝑃M� = 10 · 6,7 − 1,5 + 8,46 = 196,6𝑘𝑁/𝑚-𝑃M� = 10 · 9,124 − 1,5 = 76,24𝑘𝑁/𝑚-
Porlotanto,setomarálapresiónde136,6𝑘𝑁/𝑚-.
CHAPADELDOBLEFONDO.
P.inducidaporaguastranquilas. 𝑃M = 0𝑘𝑁/𝑚-P.inducidaporolas. 𝑃M = 0𝑘𝑁/𝑚-P.internasinducidasentanquesporfuerzasinerciales. Pª = 0kN/m-
CubasdecongelaciónyalmacenamientodetunidosP.internasinducidasentanquesporaguastranquilas. P¥ = 105,708kN/m-P.internasinducidasentanquesportest. P¥« = 196,6𝑘𝑁/𝑚-
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 36
5.4. CHAPADELPANTOQUE.
5.4.1. Presiónexternainducidaporaguastranquilas.
Lapresióninducidaporaguastranquilasenlachapadelpantoque,debajodelalíneadeaguahasidodefinidaenelapartado4.5.1delpresentecuaderno.
𝑃6 = 1,025 · 9,81 · 6,6 − 1,50 = 51,281𝑘𝑁/𝑚-
5.4.2. Presiónexternainducidaporolas.
Lapresióninducidaporolasenelpantoque,debajodelalíneadeaguahasidodefinidaenelapartado4.6.1delpresentecuaderno.
𝑃�o�?;@? = 𝜌 · 𝑔 · ℎf · 𝑒o-·�· �o�
E = 1,025 · 9,81 · 3,802 · 𝑒o-·�· �,�oz
��,� = 22,571𝑘𝑁/𝑚-
5.4.3. Presionesinternasinducidasentanquesporaguastranquilas.
Enel casode lachapadelpantoque,enéstaseextiendeun tanquedecombustible.Seconsideraque lasituaciónmásdesfavorableseproducecuandoel tanquede lastreestálleno.
Lapresióninternadelostanquesdebeserlamayordelosvaloresobtenidos,en𝑘𝑁/𝑚-delassiguientesfórmulas:
𝑃M = 𝜌E · 𝑔 · (𝑧E − 𝑧)𝑃M = 𝜌E · 𝑔 · (𝑧��L − 𝑧) + 100 · 𝑃Lk
𝑃M = 𝜌E · 𝑔 ·0,8 · 𝐿f420 − 𝐿f
Donde,
- 𝐿f:eslaesloradelmamparo,enm,quenodebesersuperiora200m.- 𝜌E:esladensidaddellíquidotransportadoen
<��
- 𝑍��L:eslacoordenadaZdelpuntomásaltodeltanqueenm.- 𝑍E:eslacoordenadaZdelpuntomásaltodellíquidoenm.
𝑍E = 𝑍��L + 0,5 · (𝑍�L − 𝑍��L)- 𝑍�L:eslacoordenadaZdelapartesuperiordeltubodeaireación,enm.- 𝑃Lk :eslapresióndeajustedelasválvulasdeseguridad,enbar.
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 37
Tanquesdecombustible:
- 𝐿f = 12,6𝑚- 𝜌E = 0,852𝑡/𝑚i- 𝑍��L = 1,5𝑚- 𝑍E = 1,5 + 0,5 · 0,76 − 1,5 = 1,13- 𝑍�L = 0,76𝑚- 𝑃Lk = 0,7𝑏𝑎𝑟
Sustituyendolosvalores,setienelosiguiente:
1º)P¥ = 0,852 · 9,81 · 1,13 − 0 = 9,444𝑘𝑁/𝑚-2º)P¥ = 0,852 · 9,81 · 1,5 − 0 + 100 · 0,7 = 82,53kN/m-
3º)P¥ = 0,852 · 9,81 ·0,8 · 12,6420 − 12,6 = 0,206𝑘𝑁/𝑚-
Lamayorpresiónesde82,53kN/m-
5.4.4. Presionesinternasinducidasentanquesporfuerzasinerciales.
TalycomovienedefinidoenelreglamentodelBureauVeritasPtB,Ch5,Sec.6INTERNALPRESSURESANDFORCES(Tabla1),enlacondicióndecarga“a”nosedebentenerencuentalaspresionesinerciales.
5.4.5. Presionesinternasinducidasentanquesportest.
Serálamayorcalculadaapartirdelassiguientesexpresiones:
𝑃M� = 10 · 𝑍��L − 𝑧 + 𝑑�L 𝑃M� = 10 · (𝑧�> − 𝑧)Donde,
- 𝑍��L:eslacoordenadaZdelpuntomásaltodeltanque,en𝑚.- 𝑧�> :eslacoordenadaZdelalíneademargen,en𝑚.- Lalíneademargenesenbuquesdecarga,unalíneadibujadaalmenos76mmpor
debajodelacubiertadefrancobordo.- 𝑑�L:esladistanciadesdelapartesuperiordeltubodeaireaciónhastaeltechodel
compartimento,en𝑚.
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 38
Tanquesdecombustible:
- 𝑍��L = 1,50𝑚- 𝑧�> = 9,2 − 0,076 = 9,124𝑚- 𝑑�L = 9,2 + 0,76 = 9,96𝑚- 𝑍 = 0𝑚
𝑃M� = 10 · 1,50 − 0,0 + 9,96 = 114,60𝑘𝑁/𝑚-𝑃M� = 10 · 9,124 − 0,0 = 91,24𝑘𝑁/𝑚-Porlotanto,setomarálapresiónde114,60𝑘𝑁/𝑚-.
CHAPADELPANTOQUE.P.inducidaporaguastranquilas. 𝑃M = 51,280𝑘𝑁/𝑚-P.inducidaporolas. 𝑃M = 22,571𝑘𝑁/𝑚-P.internasinducidasentanquesporfuerzasinerciales. Pª = 0kN/m-P.internasinducidasentanquesporaguastranquilas. P¥ = 82,53kN/m-P.internasinducidasentanquesportest PM� = 114,60kN/m-
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CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 39
5.5. CHAPADELACUBIERTAPRINCIPAL.
5.5.1. Presiónexternainducidaporaguastranquilas.
Lapresión inducidapor aguas tranquilas en cubiertas expuestasha sido calculadaenelapartado4.5.3deestecuaderno.Semuestrarecomiendaunvalordepresiónsegúneltipodeacomodación.Paraelcasodecubiertasconacomodacióndeltipodecomedoresyotroslocalesampliosconmobiliariofijoserecomiendaelsiguientevalor:
𝑃M,w57x = 5𝑘𝑁/𝑚-
5.5.2. Presiónexternainducidaporolas.
Noexistepresióninducidaporolasenlacubiertaprincipal.
𝑃D = 0𝑘𝑁/𝑚-
5.5.3. Presionesinternasinducidasentanquesporaguastranquilas.
Enelcasodelacubiertaprincipal,enéstaseextendiendenlascubadecongelaciónconsuscorrespondientestapas.Seconsideraquelasituaciónmásdesfavorableseproducecuandoeltanquedelastreestálleno.
Lapresióninternadelostanquesdebeserlamayordelosvaloresobtenidos,en𝑘𝑁/𝑚-delassiguientesfórmulas:
𝑃M = 𝜌E · 𝑔 · (𝑧E − 𝑧)𝑃M = 𝜌E · 𝑔 · (𝑧��L − 𝑧) + 100 · 𝑃Lk
𝑃M = 𝜌E · 𝑔 ·0,8 · 𝐿f420 − 𝐿f
Donde,
- 𝐿f:eslaesloradelmamparo,enm,quenodebesersuperiora200m.- 𝜌E:esladensidaddellíquidotransportadoen
<��
- 𝑍��L:eslacoordenadaZdelpuntomásaltodeltanqueenm.- 𝑍E:eslacoordenadaZdelpuntomásaltodellíquidoenm.
𝑍E = 𝑍��L + 0,5 · (𝑍�L − 𝑍��L)- 𝑍�L:eslacoordenadaZdelapartesuperiordeltubodeaireación,enm.- 𝑃Lk :eslapresióndeajustedelasválvulasdeseguridad,enbar.
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CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 40
Cubasdecongelaciónyalmacenamientodetunidos:
- 𝐿f = 3,2𝑚- 𝜌E = 0,7𝑡/𝑚i- 𝑍��L = 6,7𝑚- 𝑍E = 6,7 + 0,5 · 9,2 − 6,7 = 7,95𝑚- 𝑍�L = 9,2𝑚- 𝑃Lk = 0,7𝑏𝑎𝑟
Sustituyendolosvalores,setienelosiguiente:
1º)P¥ = 0,7 · 9,81 · 7,95 − 1,50 = 44,29𝑘𝑁/𝑚-2º)P¥ = 0,7 · 9,81 · 6,7 − 1,50 + 100 · 0,7 = 105,70kN/m-
3º)P¥ = 0,7 · 9,81 ·0,8 · 3,2420 − 3,2 = 0,042𝑘𝑁/𝑚-
Lamayorpresiónesde105,70kN/m-
5.5.4. Presionesinternasinducidasentanquesporfuerzasinerciales.
TalycomovienedefinidoenelreglamentodelBureauVeritasPtB,Ch5,Sec.6INTERNALPRESSURESANDFORCES(Tabla1),enlacondicióndecarga“a”nosedebentenerencuentalaspresionesinerciales.
5.5.5. Presionesinternasinducidasentanquesportest.
Serálamayorcalculadaapartirdelassiguientesexpresiones:
𝑃M� = 10 · 𝑍��L − 𝑧 + 𝑑�L 𝑃M� = 10 · (𝑧�> − 𝑧)Donde,
- 𝑍��L:eslacoordenadaZdelpuntomásaltodeltanque,en𝑚.- 𝑧�> :eslacoordenadaZdelalíneademargen,en𝑚.- Lalíneademargenesenbuquesdecarga,unalíneadibujadaalmenos76mmpor
debajodelacubiertadefrancobordo.- 𝑑�L:esladistanciadesdelapartesuperiordeltubodeaireaciónhastaeltechodel
compartimento,en𝑚.
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CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 41
Cubasdecongelaciónyalmacenamientodetunidos:
- 𝑍��L = 6,7𝑚- 𝑧�> = 9,2 − 0,076 = 9,124𝑚- 𝑑�L = 9,2 + 0,76 − 1,5 = 8,46𝑚- 𝑍 = 1,5𝑚
𝑃M� = 10 · 6,7 − 1,5 + 8,46 = 136,6𝑘𝑁/𝑚-𝑃M� = 10 · 9,124 − 1,5 = 76,24𝑘𝑁/𝑚-Porlotanto,setomarálapresiónde136,6𝑘𝑁/𝑚-.
CHAPADECUBIERTAPRINCIPAL.P.inducidaporlacargaencubierta. 𝑃Mw57x = 5𝑘𝑁/𝑚-P.inducidaporaguastranquilas. 𝑃M = 0𝑘𝑁/𝑚-P.inducidaporolas. 𝑃M = 0𝑘𝑁/𝑚-P.internasinducidasentanquesporfuerzasinerciales. Pª = 0kN/m-P.internasinducidasentanquesporaguastranquilas. P¥ = 105,7kN/m-P.internasinducidasentanquesportest PM� = 136,6kN/m-
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CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 42
5.6. CUBIERTASDEFRANCOBORDOYPUENTEDENAVEGACIÓN.
Lacubiertadefrancobordoenlaesloradelasecciónmaestradelbuquesoportadiversosespaciosdeacomodación (camarotes,pasillosyunasaladeestar).Elpuente soporta lahabilitacióndemobiliariofijo.LasociedaddeclasificacióndefineenlaParteB,Ch8,Sec1[4.6],lapresiónquedebetenerseencuentaenestascubiertas.Semuestraacontinuación:
Segúnestatabla,lapresiónquesoportaránestascubiertasesde3kN/m2.
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CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 43
5.7. CUBIERTADELCASTILLO.
Igualquelacubiertadefrancobordo, lacubiertadelcastillosoportaalgunosespaciosdeacomodación,queenestecasosonloscamarotesdelostripulantes.Laestimacióndelapresiónquesoportaestacubiertapodríarealizarsedeacuerdoconlatabla14delaParteB,Ch8,Sec1[4.6].Sinembargo,lacubiertadelcastillotienezonasalaintemperie,sensiblesenlaszonasdeproaalaspresionesdebidasaolas.
Esporestemotivoquesedeterminaráunapresiónparaestacubiertadeacuerdoconlosrequerimientosdepresionesdelmar,enlaPart.B,Ch8,Secc.1[3.1].
Enesteapartadosedeterminaelsiguientevalordepresión:
𝑃M = 3𝑘𝑁/𝑚-
𝑃D = 19,6 · 𝑛 · 𝜑f · 𝜑- · 𝐻para0,75𝐿 ≤ 𝑥 ≤ 𝐿
Donde,
- 𝑛:eselcoeficientedenavegación,iguala1.- 𝜑f:eselcoeficienteparapresionesencubiertasexpuestas.- 𝜑-:esuncoeficientecalculadoapartirdelasiguienteexpresión:
𝜑- =𝐿120 =
78,7120 = 0,655
𝐻esunparámetrocalculadoapartirdelasiguienteexpresión:
𝐻 = 2,66 ·𝑥𝐿 − 0,7
-+ 0,14 ·
𝑉 · 𝐿𝐶S
− 𝑧 − 𝑇 > 0,8
𝐻 = 2,66 ·58,70078,7 − 0,7
-
+ 0,14 ·15 · 78,70,583 − 14,20 − 6,6 = −4,244
SetomaelvalordeHmínimo,iguala0,800.
Elvalorobtenidonodeberáserinferiora10 · 𝜑f · 𝜑-x°��,queesiguala6,55kN/m
2.
Portanto,
𝑃D = 19,6 · 1 · 1 · 0,655 · 0,8 = 11,48𝑘𝑁/𝑚-
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CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 44
6. CUADERNAMAESTRA.ESCANTILLONADODECHAPASPORREQUERIMIENTOSLOCALES.
TalycomovienerecogidoenelreglamentodeBureauVeritasPtB,Ch8,Sec.3PLATING,Tabla2,quesemuestraacontinuación,losespesoresmínimosdelasdistintaschapasdelbuquesepuedencalcularutilizandolasexpresionespropuestas:
Seutilizaránlasfórmulasanterioresparadeterminarelespesormínimodelaschapasdelaseccióndeestudio.Seapuntaqueenelcasodeaquelloselementosquecontribuyanala
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CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 45
resistencia longitudinal, el valor de espesor mínimo anteriormente calculado deberácumplir,además,conelrequerimientodeespesormínimoquedefineelBureauVeritasenlaPtB,Ch8,Sec.3PLATING[3.3].Paradarunvalorfinalalescantillonadodecadachapa,seelegiráelvalormayordeloscalculados.
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CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 46
6.1. ESPESORDELFONDO.
SegúnseindicaenelBureauVeritas,Pt.B,Ch8,Sec.3(PLATING),enlatabla2,elespesormínimodelachapadelfondo,enmilímetros,debesermayorqueelsiguiente:
Enlaquilla,
𝑡 = 4,3 + 0,029 · 𝐿 · 𝐾f- + 4,5 · 𝑠
Enelfondo(conestructuralongitudinal),
𝑡 = 2,3 + 0,026 · 𝐿 · 𝐾f- + 4,5 · 𝑠
Donde,
- 𝑡:eselespesordelachapa,enmm.- 𝐿:eslaesloradeescantillonado,enmetros.- 𝐾:eselfactordelmaterial.ParaunacerodetipoA,ésteesiguala1.- 𝑠:eselespaciadoentrelosrefuerzosprimarios,enm.
Portanto,
Enlaquilla,
𝑡 = 4,3 + 0,029 · 78,7 · 1f- + 4,5 · 0,7 = 9,73𝑚𝑚 ≈ 10𝑚𝑚
Enelfondo(conestructuralongitudinal),
𝑡 = 2,3 + 0,026 · 78,7 · 1f- + 4,5 · 0,7 = 7,49𝑚𝑚 ≈ 8𝑚𝑚
Elestudiodeestachapatambiénseharádesdeelpuntodevistadeunaestructuraquecontribuyealaresistencialongitudinal.Setienelosiguiente:
𝑡 = 14,9 · 𝐶: · 𝐶´ · 𝑠 · 𝛾� · 𝛾� ·𝛾M- · 𝑃M + 𝛾�- · 𝑃D
𝜆E · 𝑅�
Donde,
- 𝐶:eselratiodeaspectodeunaplacaplanaelemental.
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CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 47
𝐶: = 1,21 · 1 + 0,33 ·𝑠𝑙-− 0,69 ·
𝑠𝑙
- 𝑠:eslaseparaciónentrecuadernas.- 𝑙:eslaseparaciónentrebulárcamas.
Portanto,
𝐶: = 1,21 · 1 + 0,33 ·0,72,1
-
− 0,69 ·0,72,1 = 1,002
- 𝐶´ eselratiodecurvaturadeunaplacaelemental.
𝐶´ = 1 − 0,5 ·𝑠𝑟
Donde,
- 𝑟:eselradiodecurvaturadelaplaca,queenelcasodelfondoseconsiderainfinito.
𝐶´ = 1 − 0,5 ·0,7∞ = 1
- 𝑃6eslapresiónenelfondodelbuqueinducidaporaguastranquilas.Seconsiderarálamayorpresióncalculadaanteriormenteparalachapadelfondo.
- 𝑃�eslapresiónenelfondodelbuqueporolas.
Laspresionesobtenidasparalachapadefondosemuestranenlasiguientetabla.
CHAPADELFONDO.P.inducidaporaguastranquilas. 𝑃M = 66,36𝑘𝑁/𝑚-P.inducidaporolas. 𝑃M = 22,57𝑘𝑁/𝑚-P.internasinducidasentanquesporfuerzasinerciales. Pª = 0kN/m-
Tanquesdecombustible. P.internasinducidasentanquesporaguastranquilas. P¥ = 82,53kN/m-P.internasinducidasentanquesportest. PM� = 126,9kN/m-
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 48
𝑃6 = 82,53𝑘𝑁𝑚-
𝑃� = 22,57𝑘𝑁𝑚-
- 𝑅� = 235𝑁/𝑚𝑚-- 𝜆Eesunparámetrocalculadoapartirdelasiguienteexpresión:
𝜆E = 1 − 0,95 · 𝛾� ·𝜎�f𝑅�
-− 0,225 · 𝛾� ·
𝜎�f𝑅𝑦
Donde,
- 𝜎�f :es latensiónnormalprimariadelbuqueviga,enN/mm2,calculadaapartirdela siguienteexpresión:
𝜎�f =100𝐾 · 1 −
𝑧0,5 · 𝐷 , 𝑝𝑎𝑟𝑎0 ≤ 𝑧 ≤ 0,5𝐷
𝜎�f =1001 · 1 −
00,5 · 9,2 = 100𝑁/𝑚𝑚-
Portanto,
𝜆E = 1 − 0,95 · 1,02 ·100235
-
− 0,225 · 1,02 ·100235 = 0,8084
Obtenidostodoslosvaloresnecesariosparaelcálculodelespesormínimoenchapasquecontribuyenalaresistencialongitudinal,setienelosiguiente:
𝑡 = 14,9 · 1,002 · 1 · 0,7 · 1,2 · 1,02 ·1 · 82,53 + 1,2 · 22,57
0,8084 · 235 = 9,57𝑚𝑚 ≈ 10𝑚𝑚
Por último se calcula el espesor de la chapa en las condiciones de prueba (testingconditions).Dichoespesornopuedesermenorqueelvalorobtenido,enmm,delafórmulasiguiente:
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 49
𝑡 = 14,9 · 𝐶: · 𝐶´ · 𝑠 · 𝛾� · 𝛾� ·𝛾M- · 𝑃M�𝑅�
SiendoPSTlapresióninducidaentanquesenlascondicionesdetest.
Portanto,
𝑡 = 14,9 · 1,002 · 1 · 0,7 · 1,05 · 1,02 ·1 · 126,9235 = 7,94𝑚𝑚 ≈ 8𝑚𝑚
Elespesorfinalseráelmáximodelosobtenidosanteriormente.Paraello,semuestraunresumendelosresultadosenlasiguientetabla:
Espesordelfondo.t(Tabla2) 8 mmt(Presiones) 10 mmt(Test) 8 mm
Elespesordelachapadequillaesde10mm.Elrestodelfondodelbuquetendrá,segúnloscálculosanteriores,unespesormínimode10mm.Siseaplicanlosmárgenesporcorrosiónparaelcasodezonasencontactoconelmarytanquesdelastre,elespesorseincrementasegúnlasiguienteexpresión:
Enlaquilla,
𝑡 = 10𝑚𝑚 +𝑀𝑎𝑟𝑔𝑒𝑛𝑐𝑜𝑟𝑟𝑜𝑠𝑖ó𝑛1 + 𝑀𝑎𝑟𝑔𝑒𝑛𝑐𝑜𝑟𝑟𝑜𝑠𝑖ó𝑛2
𝑡 = 10𝑚𝑚 + 1𝑚𝑚 + 1𝑚𝑚 = 12𝑚𝑚
Enelrestodelfondo,
𝑡 = 10𝑚𝑚 +𝑀𝑎𝑟𝑔𝑒𝑛𝑐𝑜𝑟𝑟𝑜𝑠𝑖ó𝑛1 + 𝑀𝑎𝑟𝑔𝑒𝑛𝑐𝑜𝑟𝑟𝑜𝑠𝑖ó𝑛2
𝑡 = 10𝑚𝑚 + 1𝑚𝑚 + 0,5𝑚𝑚 = 11,5𝑚𝑚 ≈ 12𝑚𝑚
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 50
Portanto,sedefinecomoespesordelachapadelfondoelvalorde12mmparalazonadelaquillayelrestodelfondo.
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CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 51
6.2. ESPESORDELCOSTADO.
SegúnseindicaenelBureauVeritas,Pt.B,Ch8,Sec.3(PLATING),enlatabla2,elespesormínimodelachapadelcostado,enmilímetros,debesermayorqueelsiguiente:
6.2.1. Escantillonadobajodelacubiertadefrancobordo.
𝑡 = 3,1 + 0,017 · 𝐿 · 𝐾f- + 4,5 · 𝑠
Donde,
- 𝑡:eselespesordelachapa,enmm.- 𝐿:eslaesloradeescantillonado,enmetros.- 𝐾:eselfactordelmaterial.ParaunacerodetipoA,ésteesiguala1.- 𝑠:eselespaciadoentrelosrefuerzosprimarios,enm.
Portanto,
𝑡 = 3,1 + 0,017 · 78,7 · 1f- + 4,5 · 0,7 = 7,58𝑚𝑚 ≈ 8𝑚𝑚
Elestudiodeestachapatambiénseharádesdeelpuntodevistadeunaestructuraquecontribuyealaresistencialongitudinal.Setienelosiguiente:
𝑡 = 17,2 · 𝐶: · 𝐶´ · 𝑠 · 𝛾� · 𝛾� ·𝛾M- · 𝑃M + 𝛾�- · 𝑃D
𝜆E · 𝑅�
Donde,
- 𝐶:eselratiodeaspectodeunaplacaplanaelemental.
𝐶: = 1,21 · 1 + 0,33 ·𝑠𝑙-− 0,69 ·
𝑠𝑙
- 𝑠:eslaseparaciónentrecuadernas.- 𝑙:eslaseparaciónentrebulárcamas.
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 52
Portanto,
𝐶: = 1,21 · 1 + 0,33 ·0,72,1
-
− 0,69 ·0,72,1 = 1,002
- 𝐶´ eselratiodecurvaturadeunaplacaelemental.
𝐶´ = 1 − 0,5 ·𝑠𝑟
Donde,
- 𝑟:eselradiodecurvaturadelaplaca,queenelcasodelcostadoseconsiderainfinito.
𝐶´ = 1 − 0,5 ·0,7∞ = 1
- 𝑃6eslapresiónenelfondodelbuqueinducidaporaguastranquilas.Seconsiderarálamayorpresióncalculadaanteriormenteparalachapadelcostado.
- 𝑃�eslapresiónenelfondodelbuqueporolas.
Laspresionesobtenidasparalachapadefondosemuestranenlasiguientetabla.
CHAPADECOSTADO.P.inducidaporaguastranquilas. 𝑃M = 36,60𝑘𝑁/𝑚-P.inducidaporolas. 𝑃M = 25,448𝑘𝑁/𝑚-P.internasinducidasentanquesporfuerzasinerciales. Pª = 0kN/m-
TanquesdecombustibleP.internasinducidasentanquesporaguastranquilas. P¥ = 70kN/m-P.internasinducidasentanquesportest PM� = 76,4kN/m-
CubasdecongelaciónyalmacenamientodetunidosP.internasinducidasentanquesporaguastranquilas. P¥ = 105,7kN/m-P.internasinducidasentanquesportest PM� = 59,6kN/m-
𝑃6 = 105,7𝑘𝑁𝑚-
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 53
𝑃� = 25,448𝑘𝑁𝑚-
- 𝑅� = 235𝑁/𝑚𝑚-- 𝜆Eesunparámetrocalculadoapartirdelasiguienteexpresión:
𝜆E = 1 − 0,95 · 𝛾� ·𝜎�f𝑅�
-− 0,225 · 𝛾� ·
𝜎�f𝑅�
Donde,
- 𝜎�f :es latensiónnormalprimariadelbuqueviga,enN/mm2,calculadaapartirdela siguienteexpresión:
𝜎�f =100𝐾 · 1 −
𝑧0,5 · 𝐷 , 𝑝𝑎𝑟𝑎0 ≤ 𝑧 ≤ 0,5𝐷
𝜎�f =1001 · 1 −
00,5 · 8,22 = 100𝑁/𝑚𝑚-
Portanto,
𝜆E = 1 − 0,95 · 1,02 ·100235
-
− 0,225 · 1,02 ·100235 = 0,8084
Obtenidostodoslosvaloresnecesariosparaelcálculodelespesormínimoenchapasquecontribuyenalaresistencialongitudinal,setienelosiguiente:
𝑡 = 14,9 · 1,002 · 1 · 0,7 · 1,2 · 1,02 ·1 · 105,7 + 1,2 · 25,448
0,8084 · 235 = 8,302𝑚𝑚
Por último se calcula el espesor de la chapa en las condiciones de prueba (testingconditions).Dichoespesornopuedesermenorqueelvalorobtenido,enmm,delafórmulasiguiente:
𝑡 = 14,9 · 𝐶: · 𝐶´ · 𝑠 · 𝛾� · 𝛾� ·𝛾M- · 𝑃M�𝑅�
SiendoPSTlapresióninducidaentanquesenlascondicionesdetest.
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 54
Portanto,
𝑡 = 14,9 · 1,002 · 1 · 0,7 · 1,05 · 1,02 ·1 · 76,4235 = 6,16𝑚𝑚 ≈ 7𝑚𝑚
Elespesorfinalseráelmáximodelosobtenidosanteriormente.Paraello,semuestraunresumendelosresultadosenlasiguientetabla:
Espesordelcostado.t(Tabla2) 8 mmt(Presiones) 8 mmt(Test) 7 mm
Elespesorde lachapadecostadobajo lacubiertadefrancobordoes,enestepunto,de8mm.Siseaplicanlosmárgenesporcorrosiónparaelcasodezonasencontactoconelmarytanquesdelastre,elespesorseincrementasegúnlasiguienteexpresión:
𝑡 = 8𝑚𝑚 +𝑀𝑎𝑟𝑔𝑒𝑛𝑐𝑜𝑟𝑟𝑜𝑠𝑖ó𝑛1 + 𝑀𝑎𝑟𝑔𝑒𝑛𝑐𝑜𝑟𝑟𝑜𝑠𝑖ó𝑛2
𝑡 = 9𝑚𝑚 + 1𝑚𝑚 + 0,5𝑚𝑚 = 9,5𝑚𝑚 ≈ 10𝑚𝑚
Portanto,sedefinecomoespesordelachapadelcostadoelvalorde10mm.
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 55
6.2.2. Escantillonadoporencimadelacubiertadefrancobordo.
Enestazonadelcostadonosepuedencalcularpresionesinducidasporaguastranquilas,olasofluidosentanques.Elespesordelcostadoporencimadelacubiertadefrancobordosedeterminarásegúnlaformulacióndelatabladeespesoresmínimos,enunprimerlugar.Posteriormente se comprobará que este espesor es superior almínimo requerido paraplanchasquecontribuyenalaresistencialongitudinaldelbuque.
Espesormínimo.
𝑡 = 3 + 0,004 · 𝐿 · 𝐾f- + 4,5 · 𝑠
Donde,
- 𝑡:eselespesordelachapa,enmm.- 𝐿:eslaesloradeescantillonado,enmetros.- 𝐾:eselfactordelmaterial.ParaunacerodetipoA,ésteesiguala1.- 𝑠:eselespaciadoentrelosrefuerzosprimarios,enm.
Portanto,
𝑡 = 3 + 0,004 · 78,7 · 1f- + 4,5 · 0,7 = 6,46𝑚𝑚 ≈ 7𝑚𝑚
Elestudiodeestachapatambiénseharádesdeelpuntodevistadeunaestructuraquecontribuyealaresistencialongitudinal.Setienelosiguiente:
𝑡 = 17,2 · 𝐶: · 𝐶´ · 𝑠 · 𝛾� · 𝛾� ·𝛾M- · 𝑃M + 𝛾�- · 𝑃D
𝜆E · 𝑅�
Donde,
- 𝐶:eselratiodeaspectodeunaplacaplanaelemental.
𝐶: = 1,21 · 1 + 0,33 ·𝑠𝑙-− 0,69 ·
𝑠𝑙
- 𝑠:eslaseparaciónentrecuadernas.- 𝑙:eslaseparaciónentrebulárcamas.
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 56
Portanto,
𝐶: = 1,21 · 1 + 0,33 ·0,72,1
-
− 0,69 ·0,72,1 = 1,002
- 𝐶´ eselratiodecurvaturadeunaplacaelemental.
𝐶´ = 1 − 0,5 ·𝑠𝑟
Donde,
- 𝑟:eselradiodecurvaturadelaplaca,queenelcasodelcostadoseconsiderainfinito.
𝐶´ = 1 − 0,5 ·0,7∞ = 1
- 𝑃6eslapresiónenelfondodelbuqueinducidaporaguastranquilas.Seconsiderarálamayorpresióncalculadaanteriormenteparalachapadelcostado..
- 𝑃�eslapresiónenelfondodelbuqueporolas.
Laspresionesobtenidasparalachapadefondosemuestranenlasiguientetabla.
CHAPADECOSTADO.P.inducidaporaguastranquilas. 𝑃M = 36,60𝑘𝑁/𝑚-P.inducidaporolas. 𝑃M = 25,448𝑘𝑁/𝑚-P.internasinducidasentanquesporfuerzasinerciales. Pª = 0kN/m-
TanquesdecombustibleP.internasinducidasentanquesporaguastranquilas. P¥ = 70kN/m-P.internasinducidasentanquesportest PM� = 76,4kN/m-
CubasdecongelaciónyalmacenamientodetunidosP.internasinducidasentanquesporaguastranquilas. P¥ = 105,7kN/m-P.internasinducidasentanquesportest PM� = 59,6kN/m-
𝑃6 = 0𝑘𝑁𝑚-
𝑃� = 25,448𝑘𝑁𝑚-
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 57
- 𝑅� = 235𝑁/𝑚𝑚-- 𝜆Eesunparámetrocalculadoapartirdelasiguienteexpresión:
𝜆E = 1 − 0,95 · 𝛾� ·𝜎�f𝑅�
-− 0,225 · 𝛾� ·
𝜎�f𝑅�
Donde,
- 𝜎�f :es latensiónnormalprimariadelbuqueviga,enN/mm2,calculadaapartirdela siguienteexpresión:
𝜎�f =100𝐾 · 1 −
𝑧0,5 · 𝐷 , 𝑝𝑎𝑟𝑎0 ≤ 𝑧 ≤ 0,5𝐷
𝜎�f =1001 · 1 −
00,5 · 8,22 = 100𝑁/𝑚𝑚-
Portanto,
𝜆E = 1 − 0,95 · 1,02 ·100235
-
− 0,225 · 1,02 ·100235 = 0,8084
Obtenidostodoslosvaloresnecesariosparaelcálculodelespesormínimoenchapasquecontribuyenalaresistencialongitudinal,setienelosiguiente:
𝑡 = 14,9 · 1,002 · 1 · 0,7 · 1,2 · 1,02 ·1 · 0 + 1,2 · 25,448
0,8084 · 235 = 4,63𝑚𝑚 ≈ 5𝑚𝑚
Por último se calcula el espesor de la chapa en las condiciones de prueba (testingconditions).Dichoespesornopuedesermenorqueelvalorobtenido,enmm,delafórmulasiguiente:
𝑡 = 14,9 · 𝐶: · 𝐶´ · 𝑠 · 𝛾� · 𝛾� ·𝛾M- · 𝑃M�𝑅�
SiendoPSTlapresióninducidaentanquesenlascondicionesdetest.
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 58
Portanto,
𝑡 = 14,9 · 1,002 · 1 · 0,7 · 1,05 · 1,02 ·59,6235 = 5,44𝑚𝑚 ≈ 6𝑚𝑚
Elespesorfinalseráelmáximodelosobtenidosanteriormente.Paraello,semuestraunresumendelosresultadosenlasiguientetabla:
Espesordeldoblefondo.t(Tabla2) 7 mmt(Presiones) 5 mmt(Test) 6 mm
Elespesorde lachapadecostadoporencimade lacubiertadefrancobordoes,enestepunto,de7mm.Siseaplicanlosmárgenesporcorrosiónparaelcasodezonasencontactoconelmarytanquesdelastre,elespesorseincrementasegúnlasiguienteexpresión:
𝑡 = 7𝑚𝑚 +𝑀𝑎𝑟𝑔𝑒𝑛𝑐𝑜𝑟𝑟𝑜𝑠𝑖ó𝑛
𝑡 = 7𝑚𝑚 + 0,5𝑚𝑚 = 7,5𝑚𝑚 ≈ 8𝑚𝑚
Portanto,sedefinecomoespesordelachapadelfondoelvalorde8mm.
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 59
6.3. ESPESORDELDOBLEFONDO.
SegúnseindicaenelBureauVeritas,Pt.B,Ch8,Sec.3(PLATING),enlatabla2,elespesormínimodelachapadeldoblefondo,enmilímetros,debesermayorqueelsiguiente:
Eneldoblefondo(paracubiertasdemáquinas),
𝑡 = 3,0 + 0,026 · 𝐿 · 𝐾f- + 4,5 · 𝑠
Donde,
- 𝑡:eselespesordelachapa,enmm.- 𝐿:eslaesloradeescantillonado,enmetros.- 𝐾:eselfactordelmaterial.ParaunacerodetipoA,ésteesiguala1.- 𝑠:eselespaciadoentrelosrefuerzosprimarios,enm.
Portanto,
𝑡 = 3,0 + 0,026 · 78,7 · 1f- + 4,5 · 0,7 = 9,19𝑚𝑚 ≈ 10𝑚𝑚
Elestudiodeestachapatambiénseharádesdeelpuntodevistadeunaestructuraquecontribuyealaresistencialongitudinal.Setienelosiguiente:
𝑡 = 14,9 · 𝐶: · 𝐶´ · 𝑠 · 𝛾� · 𝛾� ·𝛾M- · 𝑃M + 𝛾�- · 𝑃D
𝜆E · 𝑅�
Donde,
- 𝐶:eselratiodeaspectodeunaplacaplanaelemental.
𝐶: = 1,21 · 1 + 0,33 ·𝑠𝑙-− 0,69 ·
𝑠𝑙
- 𝑠:eslaseparaciónentrecuadernas.- 𝑙:eslaseparaciónentrebulárcamas.
Portanto,
𝐶: = 1,21 · 1 + 0,33 ·0,72,1
-
− 0,69 ·0,72,1 = 1,002
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 60
- 𝐶´ eselratiodecurvaturadeunaplacaelemental.
𝐶´ = 1 − 0,5 ·𝑠𝑟
Donde,
- 𝑟:eselradiodecurvaturadelaplaca,queenelcasodelfondoseconsiderainfinito.
𝐶´ = 1 − 0,5 ·0,7∞ = 1
- 𝑃6eslapresiónenelfondodelbuqueinducidaporaguastranquilas.Seconsiderarálamayorpresióncalculadaanteriormenteparalachapadelfondo.
- 𝑃�eslapresiónenelfondodelbuqueporolas.
Laspresionesobtenidasparalachapadefondosemuestranenlasiguientetabla.
CHAPADELDOBLEFONDO.P.inducidaporaguastranquilas. 𝑃M = 51,68𝑘𝑁/𝑚-P.inducidaporolas. 𝑃M = 0𝑘𝑁/𝑚-P.internasinducidasentanquesporfuerzasinerciales. Pª = 0kN/m-
CubasdecongelaciónyalmacenamientodetunidosP.internasinducidasentanquesporaguastranquilas. P¥ = 85.08kN/m-P.internasinducidasentanquesportest. PM� = 89,8kN/m-
𝑃6 = 51,68 x°��𝑃� = 0,00 x°
��
𝑅� = 235𝑁/𝑚𝑚-
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 61
- 𝜆Eesunparámetrocalculadoapartirdelasiguienteexpresión:
𝜆E = 1 − 0,95 · 𝛾� ·𝜎�f𝑅�
-− 0,225 · 𝛾� ·
𝜎�f𝑅�
Donde,
- 𝜎�f :es latensiónnormalprimariadelbuqueviga,enN/mm2,calculadaapartirdela siguienteexpresión:
𝜎�f =100𝐾 · 1 −
𝑧0,5 · 𝐷 , 𝑝𝑎𝑟𝑎0 ≤ 𝑧 ≤ 0,5𝐷
𝜎�f =1001 · 1 −
00,5 · 8,22 = 100𝑁/𝑚𝑚-
Portanto,
𝜆E = 1 − 0,95 · 1,02 ·100235
-
− 0,225 · 1,02 ·100235 = 0,8084
Obtenidostodoslosvaloresnecesariosparaelcálculodelespesormínimoenchapasquecontribuyenalaresistencialongitudinal,setienelosiguiente:
𝑡 = 14,9 · 1,002 · 1 · 0,7 · 1,2 · 1,02 ·1 · 51,68 + 1,2 · 00,8084 · 235 = 5,55𝑚𝑚 ≈ 6𝑚𝑚
Por último se calcula el espesor de la chapa en las condiciones de prueba (testingconditions).Dichoespesornopuedesermenorqueelvalorobtenido,enmm,delafórmulasiguiente:
𝑡 = 14,9 · 𝐶: · 𝐶´ · 𝑠 · 𝛾� · 𝛾� ·𝛾M- · 𝑃M�𝑅�
SiendoPSTlapresióninducidaentanquesenlascondicionesdetest.
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 62
Portanto,
𝑡 = 14,9 · 1,002 · 1 · 0,7 · 1,05 · 1,02 ·1 · 89,8235 = 6,59𝑚𝑚 ≈ 7𝑚𝑚
Elespesorfinalseráelmáximodelosobtenidosanteriormente.Paraello,semuestraunresumendelosresultadosenlasiguientetabla:
Espesordeldoblefondo.t(Tabla2) 10 mmT(Presiones) 6 mmt(Test) 7 mm
Elespesordelachapadeldoblefondoesde9mm.Siseaplicanlosmárgenesporcorrosiónparaelcasodezonasencontactoconelmarytanquesdelastre,elespesorseincrementasegúnlasiguienteexpresión:
𝑡 = 10𝑚𝑚 +𝑀𝑎𝑟𝑔𝑒𝑛𝑐𝑜𝑟𝑟𝑜𝑠𝑖ó𝑛
𝑡 = 10𝑚𝑚 + 1𝑚𝑚 = 11𝑚𝑚
Portanto,sedefinecomoespesordelachapadelfondoelvalorde11mm.
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 63
6.4. ESPESORDELPANTOQUE.
SegúnseindicaenelBureauVeritas,Pt.B,Ch8,Sec.3(PLATING),enlatabla2,elespesormínimodelachapadeldoblecostado,enmilímetros,debesermayorqueelsiguiente:
Eneldoblecostado,
𝑡 = 0,7 𝛾� · 𝛾� · 𝛾M- · 𝑃6 + 𝛾D- · 𝑃� · 𝑠¿ z,� · 𝑅z,� · 𝑘f-
Donde,
- 𝑡:eselespesordelachapa,enmm.- 𝛾�; 𝛾�; 𝛾6-; 𝛾�-;sonfactoresdeseguridad.- 𝐾:eselfactordelmaterial.ParaunacerodetipoA,ésteesiguala1.- 𝑃6:eslapresióninducidaporaguastranquilas.- 𝑃�:eslapresióninducidaporolas.
CHAPADELPANTOQUE.
P.inducidaporaguastranquilas. 𝑃M = 51,280𝑘𝑁/𝑚-P.inducidaporolas. 𝑃M = 22,571𝑘𝑁/𝑚-P.internasinducidasentanquesporfuerzasinerciales. Pª = 0kN/m-P.internasinducidasentanquesporaguastranquilas. P¥ = 82,53kN/m-P.internasinducidasentanquesportest PM� = 114,60kN/m-
𝑅eselradiodelpantoque,iguala1,5m.𝑠eselespaciadoentrelosrefuerzosprimarios,enm.
Portanto,
𝑡 = 0,7 · 1,2 · 1,02 · 1 · 82,53 + 1,2 · 22,571) · 2,100 z,� · 1,5z,� · 1z,) =
= 8,52𝑚𝑚 ≈ 9𝑚𝑚
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 64
Elestudiodeestachapatambiénseharádesdeelpuntodevistadeunaestructuraquecontribuyealaresistencialongitudinal.Setienelosiguiente:
𝑡 = 17,2 · 𝐶: · 𝐶´ · 𝑠 · 𝛾� · 𝛾� ·𝛾M- · 𝑃M + 𝛾�- · 𝑃D
𝜆E · 𝑅�
Donde,
- 𝐶:eselratiodeaspectodeunaplacaplanaelemental.
𝐶: = 1,21 · 1 + 0,33 ·𝑠𝑙-− 0,69 ·
𝑠𝑙
𝑠eslaseparaciónentrecuadernas. 𝑙eslaseparaciónentrebulárcamas. Portanto,
𝐶: = 1,21 · 1 + 0,33 ·0,72,1
-
− 0,69 ·0,72,1 = 1,002
- 𝐶´ eselratiodecurvaturadeunaplacaelemental.
𝐶´ = 1 − 0,5 ·𝑠𝑟
Donde,
- 𝑟eselradiodecurvaturadelaplaca,queesiguala1,5m.
𝐶´ = 1 − 0,5 ·0,71,5 = 0,767
- 𝑃6eslapresiónenelpantoqueinducidaporaguastranquilas.Seconsiderarálamayorpresióncalculadaanteriormenteparalachapadelcostado.
- 𝑃�eslapresiónenelpantoqueporolas.
𝑃6 = 82,53𝑘𝑁𝑚- 𝑃� = 22,571
𝑘𝑁𝑚-
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 65
- 𝑅� = 235𝑁/𝑚𝑚-
- 𝜆Eesunparámetrocalculadoapartirdelasiguienteexpresión:
𝜆E = 1 − 0,95 · 𝛾� ·𝜎�f𝑅�
-− 0,225 · 𝛾� ·
𝜎�f𝑅�
Donde,
- 𝜎�f es la tensiónnormal primaria del buque viga, enN/mm2, calculada apartirdela siguienteexpresión:
𝜎�f =100𝐾 · 1 −
𝑧0,5 · 𝐷 , 𝑝𝑎𝑟𝑎0 ≤ 𝑧 ≤ 0,5𝐷
𝜎�f =1001 · 1 −
00,5 · 8,22 = 100𝑁/𝑚𝑚-
Portanto,
𝜆E = 1 − 0,95 · 1,02 ·100235
-
− 0,225 · 1,02 ·100235 = 0,8084
Obtenidostodoslosvaloresnecesariosparaelcálculodelespesormínimoenchapasquecontribuyenalaresistencialongitudinal,setienelosiguiente:
𝑡 = 17,2 · 1,002 · 0,767 · 0,7 · 1,2 · 1,02 ·1 · 82,53 + 1,2 · 22,571
0,8084 · 235 = 7,77𝑚𝑚 ≈ 8𝑚𝑚
Por último se calcula el espesor de la chapa en las condiciones de prueba (testingconditions).Dichoespesornopuedesermenorqueelvalorobtenido,enmm,delafórmulasiguiente:
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 66
𝑡 = 14,9 · 𝐶: · 𝐶´ · 𝑠 · 𝛾� · 𝛾� ·𝛾M- · 𝑃M�𝑅�
SiendoPSTlapresióninducidaentanquesenlascondicionesdetest.
Portanto,
𝑡 = 17,2 · 1,002 · 1 · 0,7 · 1,05 · 1,02 ·1 · 114,6235 = 8,71𝑚𝑚 ≈ 9𝑚𝑚
Elespesorfinalseráelmáximodelosobtenidosanteriormente.Paraello,semuestraunresumendelosresultadosenlasiguientetabla:
Espesordelachapadepantoque.t(Tabla2) 9 mmt(Presiones) 8 mmt(Test) 9 mm
El espesor de la chapa del pantoque es, en este punto, igual a 9mm Si se aplican losmárgenesporcorrosiónparaelcasodezonasencontactoconelmarytanquesdelastre,elespesorseincrementasegúnlasiguienteexpresión:
𝑡 = 9𝑚𝑚 +𝑀𝑎𝑟𝑔𝑒𝑛𝑐𝑜𝑟𝑟𝑜𝑠𝑖ó𝑛
𝑡 = 9𝑚𝑚 + 1𝑚𝑚 + 1𝑚𝑚 = 11𝑚𝑚
Portanto,sedefinecomoespesordelachapadelpantoqueelvalorde11mm.
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 67
6.5. ESPESORDELACUBIERTAPRINCIPAL.
SegúnseindicaenelBureauVeritas,Pt.B,Ch8,Sec.3(PLATING),enlatabla2,elespesormínimodelachapadeunacubierta,enmilímetros,debesermayorqueelsiguiente:
𝑡 = 1,3 + 0,004 · 𝐿 · 𝐾f- + 4,5 · 𝑠
Donde,
- 𝑡eselespesordelachapa,enmm.- 𝐿eslaesloradeescantillonado,enmetros.- 𝐾eselfactordelmaterial.ParaunacerodetipoA,ésteesiguala1.- 𝑠eselespaciadoentrelosrefuerzosprimarios,enm.
Portanto,
𝑡 = 1,3 + 0,004 · 78,7 · 1f- + 4,5 · 0,7 = 4,76𝑚𝑚 ≈ 5𝑚𝑚
Elestudiodeestachapatambiénseharádesdeelpuntodevistadeunaestructuraquecontribuyealaresistencialongitudinal.Setienelosiguiente:
𝑡 = 14,9 · 𝐶: · 𝐶´ · 𝑠 · 𝛾� · 𝛾� ·𝛾M- · 𝑃M + 𝛾�- · 𝑃D
𝜆E · 𝑅�
Donde,
- 𝐶:eselratiodeaspectodeunaplacaplanaelemental.
𝐶: = 1,21 · 1 + 0,33 ·𝑠𝑙-− 0,69 ·
𝑠𝑙
- 𝑠eslaseparaciónentrecuadernas.- 𝑙eslaseparaciónentrebulárcamas.
Portanto,
𝐶: = 1,21 · 1 + 0,33 ·0,72,1
-
− 0,69 ·0,72,1 = 1,002
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 68
- 𝐶´ eselratiodecurvaturadeunaplacaelemental.
𝐶� = 1 − 0,5 ·𝑠𝑟
Donde,
- 𝑟eselradiodecurvaturadelaplaca,queenelcasodelcascoseconsiderainfinito.
𝐶´ = 1 − 0,5 ·0,7∞ = 1
- 𝑃6eslapresióneneldoblecostadoinducidaporaguastranquilas.Seconsiderarálamayorpresióncalculadaanteriormenteparalachapadeldoblecostado
- 𝑃�eslapresióneneldoblecostadodelbuqueporolas.
Lapresiónobtenidaparalachapadecubiertaesiguala5kN/m2.
- 𝑅� = 235𝑁/𝑚𝑚-
- 𝜆Eesunparámetrocalculadoapartirdelasiguienteexpresión:
𝜆E = 1 − 0,95 · 𝛾� ·𝜎�f𝑅�
-− 0,225 · 𝛾� ·
𝜎�f𝑅�
Donde,
𝜎�feslatensiónnormalprimariadelbuqueviga,enN/mm2,calculadaapartirdela siguienteexpresión:
𝜎�f =100𝐾 · 1 −
𝑧0,5 · 𝐷 , �𝑎𝑟𝑎0 ≤ 𝑧 ≤ 0,5𝐷
𝜎�f =1001 · 1 −
00,5 · 8,22 = 100𝑁/𝑚𝑚-
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 69
Portanto,
𝜆E = 1 − 0,95 · 1,02 ·100235
-
− 0,225 · 1,02 ·100235 = 0,8084
Obtenidostodoslosvaloresnecesariosparaelcálculodelespesormínimoenchapasquecontribuyenalaresistencialongitudinal,setienelosiguiente:
𝑡 = 14,9 · 1,002 · 1 · 0,7 · 1,2 · 1,02 ·1 · 5 + 1,2 · 0,00,8084 · 235 = 1,66𝑚𝑚 ≈ 2𝑚𝑚
Elespesorfinalseráelmáximodelosobtenidosanteriormente.Paraello,semuestraunresumendelosresultadosenlasiguientetabla:
EspesordelaCubiertaPrincipal.t(Tabla2) 5 mmt(Presiones) 2 mm
ElespesordelachapadelaCubiertaPrincipal,enestepunto,iguala5mmSiseaplicanlosmárgenesporcorrosiónparaelcasodezonasencontactoconelmarytanquesdelastre,elespesorseincrementasegúnlasiguienteexpresión:
𝑡 = 5𝑚𝑚 +𝑀𝑎𝑟𝑔𝑒𝑛𝑐𝑜𝑟𝑟𝑜𝑠𝑖ó𝑛
𝑡 = 5𝑚𝑚 + 0𝑚𝑚 = 5𝑚𝑚
Portanto,sedefinecomoespesordelachapalaCubiertaPrincipalelvalorde5mm.
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 70
6.6. ESPESORDELASCUBIERTAS.
SegúnseindicaenelBureauVeritas,Pt.B,Ch8,Sec.3(PLATING),enlatabla2,elespesormínimodelachapadeunacubierta,enmilímetros,debesermayorqueelsiguiente:
𝑡 = 1,3 + 0,004 · 𝐿 · 𝐾f- + 4,5 · 𝑠
Donde,
- 𝑡eselespesordelachapa,enmm.- 𝐿eslaesloradeescantillonado,enmetros.- 𝐾eselfactordelmaterial.ParaunacerodetipoA,ésteesiguala1.- 𝑠eselespaciadoentrelosrefuerzosprimarios,enm.
Portanto,
𝑡 = 1,3 + 0,004 · 78,7 · 1f- + 4,5 · 0,7 = 4,76𝑚𝑚 ≈ 5𝑚𝑚
Elestudiodeestachapatambiénseharádesdeelpuntodevistadeunaestructuraquecontribuyealaresistencialongitudinal.Setienelosiguiente:
𝑡 = 14,9 · 𝐶: · 𝐶´ · 𝑠 · 𝛾� · 𝛾� ·𝛾M- · 𝑃M + 𝛾�- · 𝑃D
𝜆E · 𝑅�
Donde,
- 𝐶:eselratiodeaspectodeunaplacaplanaelemental.
𝐶: = 1,21 · 1 + 0,33 ·𝑠𝑙-− 0,69 ·
𝑠𝑙
- 𝑠eslaseparaciónentrecuadernas.- 𝑙eslaseparaciónentrebulárcamas.
Portanto,
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 71
𝐶: = 1,21 · 1 + 0,33 ·0,72,1
-
− 0,69 ·0,72,1 = 1,002
- 𝐶´ eselratiodecurvaturadeunaplacaelemental.
𝐶´ = 1 − 0,5 ·𝑠𝑟
Donde,
𝑟eselradiodecurvaturadelaplaca,queenelcasodelcascoseconsiderainfinito.
𝐶´ = 1 − 0,5 ·0,7∞ = 1
- 𝑃6eslapresióneneldoblecostadoinducidaporaguastranquilas.Seconsiderarálamayorpresióncalculadaanteriormenteparalachapadeldoblecostado
- 𝑃�eslapresióneneldoblecostadodelbuqueporolas.
Lapresiónobtenidaparalachapadecubiertaesiguala3kN/m2.
- 𝑅� = 235𝑁/𝑚𝑚-
- 𝜆Eesunparámetrocalculadoapartirdelasiguienteexpresión:
𝜆E = 1 − 0,95 · 𝛾� ·𝜎�f𝑅�
-− 0,225 · 𝛾� ·
𝜎�f𝑅�
Donde,
𝜎�feslatensiónnormalprimariadelbuqueviga,enN/mm2,calculadaapartirdela siguienteexpresión:
𝜎�f =100𝐾 · 1 −
𝑧0,5 · 𝐷 , 𝑝𝑎𝑟𝑎0 ≤ 𝑧 ≤ 0,5𝐷
𝜎�f =1001 · 1 −
00,5 · 8,22 = 100𝑁/𝑚𝑚-
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 72
Portanto,
𝜆E = 1 − 0,95 · 1,02 ·100235
-
− 0,225 · 1,02 ·100235 = 0,8084
Obtenidostodoslosvaloresnecesariosparaelcálculodelespesormínimoenchapasquecontribuyenalaresistencialongitudinal,setienelosiguiente:
𝑡 = 14,9 · 1,002 · 1 · 0,7 · 1,2 · 1,02 ·1 · 3 + 1,2 · 0,00,8084 · 235 = 1,29𝑚𝑚 ≈ 2𝑚𝑚
Elespesorfinalseráelmáximodelosobtenidosanteriormente.Paraello,semuestraunresumendelosresultadosenlasiguientetabla:
EspesordelaCubiertasAyB.t(Tabla2) 5 mmt(Presiones) 2 mm
El espesor de la chapa de las Cubiertas, en este punto, igual a 5mm Si se aplican losmárgenesporcorrosiónparaelcasodezonasencontactoconelmarytanquesdelastre,elespesorseincrementasegúnlasiguienteexpresión:
𝑡 = 5𝑚𝑚 +𝑀𝑎𝑟𝑔𝑒𝑛𝑐𝑜𝑟𝑟𝑜𝑠𝑖ó𝑛
𝑡 = 5𝑚𝑚 + 0𝑚𝑚 = 5𝑚𝑚
Portanto,sedefinecomoespesordelascubiertaselvalorde5mm.
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 73
6.7. ESPESORDELACUBIERTADECASTILLO.
SegúnseindicaenelBureauVeritas,Pt.B,Ch8,Sec.3(PLATING),enlatabla2,elespesormínimodelachapadeunacubiertaalaintemperie,enmilímetros,debesermayorqueelsiguiente:
𝑡 = 2,1 + 0,032 · 𝐿 · 𝐾f- + 4,5 · 𝑠
Donde,
- 𝑡eselespesordelachapa,enmm.- 𝐿eslaesloradeescantillonado,enmetros.- 𝐾eselfactordelmaterial.ParaunacerodetipoA,ésteesiguala1.- 𝑠eselespaciadoentrelosrefuerzosprimarios,enm.
Portanto,
𝑡 = 2,1 + 0,032 · 78,7 · 1f- + 4,5 · 0,7 = 7,76𝑚𝑚 ≈ 8𝑚𝑚
Elestudiodeestachapatambiénseharádesdeelpuntodevistadeunaestructuraquecontribuyealaresistencialongitudinal.Setienelosiguiente:
𝑡 = 14,9 · 𝐶: · 𝐶´ · 𝑠 · 𝛾� · 𝛾� ·𝛾M- · 𝑃M + 𝛾�- · 𝑃D
𝜆E · 𝑅�
Donde,
- 𝐶:eselratiodeaspectodeunaplacaplanaelemental.
𝐶: = 1,21 · 1 + 0,33 ·𝑠𝑙-− 0,69 ·
𝑠𝑙
- 𝑠eslaseparaciónentrecuadernas.- 𝑙eslaseparaciónentrebulárcamas.
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 74
Portanto,
𝐶: = 1,21 · 1 + 0,33 ·0,72,1
-
− 0,69 ·0,72,1 = 1,002
- 𝐶´ eselratiodecurvaturadeunaplacaelemental.
𝐶´ = 1 − 0,5 ·𝑠𝑟
Donde,
- 𝑟eselradiodecurvaturadelaplaca,queenelcasodelcascoseconsiderainfinito.
𝐶´ = 1 − 0,5 ·0,7∞ = 1
- 𝑃6eslapresióneneldoblecostadoinducidaporaguastranquilas.Seconsiderarálamayorpresióncalculadaanteriormenteparalachapadeldoblecostado
- 𝑃�eslapresióneneldoblecostadodelbuqueporolas.
Lapresiónobtenidaparalachapadecubiertaesiguala5,088kN/m2paraelcasodepresióninducidaporaguastranquilas,yesiguala8,92kN/m2paraelcasodepresióninducidaporolas.
- 𝑅� = 235𝑁/𝑚𝑚-
- 𝜆Eesunparámetrocalculadoapartirdelasiguienteexpresión:
𝜆E = 1 − 0,95 · 𝛾� ·𝜎�f𝑅�
-− 0,225 · 𝛾� ·
𝜎�f𝑅�
Donde,
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 75
𝜎�feslatensiónnormalprimariadelbuqueviga,enN/mm2,calculadaapartirdela siguienteexpresión:
𝜎�f =100𝐾 · 1 −
𝑧0,5 · 𝐷 , 𝑝𝑎𝑟𝑎0 ≤ 𝑧 ≤ 0,5𝐷
𝜎�f =1001 · 1 −
00,5 · 8,22 = 100𝑁/𝑚𝑚-
Portanto,
𝜆E = 1 − 0,95 · 1,02 ·100235
-
− 0,225 · 1,02 ·100235 = 0,8084
Obtenidostodoslosvaloresnecesariosparaelcálculodelespesormínimoenchapasquecontribuyenalaresistencialongitudinal,setienelosiguiente:
𝑡 = 14,9 · 1,002 · 1 · 0,7 · 1,2 · 1,02 ·1 · 5,088 + 1,2 · 8,92
0,8084 · 235 = 2,95𝑚𝑚 ≈ 3𝑚𝑚
Elespesorfinalseráelmáximodelosobtenidosanteriormente.Paraello,semuestraunresumendelosresultadosenlasiguientetabla:
EspesordelaCubiertaCastillot(Tabla2) 8 mmt(Presiones) 3 mm
El espesor de la chapa de la Cubierta A, en este punto, igual a 5mm Si se aplican losmárgenesporcorrosiónparaelcasodezonasencontactoconelmarytanquesdelastre,elespesorseincrementasegúnlasiguienteexpresión:
𝑡 = 8𝑚𝑚 +𝑀𝑎𝑟𝑔𝑒𝑛𝑐𝑜𝑟𝑟𝑜𝑠𝑖ó𝑛
𝑡 = 8𝑚𝑚 + 0,5𝑚𝑚 = 8,5𝑚𝑚 ≈ 9𝑚𝑚
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 76
Portanto,sedefinecomoespesordelachapalaCubiertadeCastilloelvalorde9mm.
6.8. RESUMENDELOSESPESORESDELASCHAPAS.
DENOMINACIÓN ESPESOR(mm) CALIDADDEACEROEspesordelfondo 12 AcerotipoAEspesordelaquilla 12 AcerotipoAEspesordelcostado 10 AcerotipoAEspesorporencimadecubiertadefrancobordo 8 AcerotipoAEspesordoblefondo 11 AcerotipoAEspesordelpantoque 11 AcerotipoAEspesordelacubiertaprincipal 5 AcerotipoAEspesordedemáscubiertas 5 AcerotipoAEspesordecubiertacastillo 9 AcerotipoA
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 77
7. CUADERNA MAESTRA. DIMENSIONAMIENTO DE LOSREFUERZOSPRIMARIOS.
AcontinuaciónseprocedeconeldimensionamientodelosrefuerzosprimariosdelbuquesegúnlanormativadelBureauVeritasPtB,Ch8,Sec.5PRIMARYSUPPORTINGMEMBERS.
7.1. VARENGAS
ElrequisitodeespesormínimogeneraldeunrefuerzoprimariosedeterminaenlaPartB,Ch8,Secc5,conlasiguienteexpresión:
𝑡mÍ° = 3,7 + 0,015 · 𝐿 · 𝐾f- · 𝐶�
Donde,
- 𝑡mÍ°eselespesormínimodelrefuerzo,enmm.- 𝐿eslaesloradeescantillonado.- 𝐾eselfactordelmaterial.- 𝐶� esuncoeficientedeterminadoporlasiguienteexpesión:
𝐶� = 1,0parabuquesconL > 40m
Portanto,
𝑡mÍ° = 3,7 + 0,015 · 78,7 · 1f- · 1,0 = 4,85𝑚𝑚 ≈ 5𝑚𝑚
Lavarengacomochapa.
Lavarengasedimensionadeigualmodoqueunachapacomprendidaentreelfondoyeldoblefondoquenocontribuyealaresistencialongitudinal.Porlotanto,talycomoseindicaenBureauVeritasPtB,Ch8,Sec.3PLATING[3.5],suespesormínimo,enmilímetros,sedeterminamediantelasiguienteexpresión:
𝑡 = 14,9 · 𝐶: · 𝐶´ · 𝑠 · 𝛾� · 𝛾� ·𝛾M- · 𝑃M + 𝛾�- · 𝑃D
𝑅�
Donde,
- 𝐶:eselratiodeaspectodeunaplacaplanaelemental.
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 78
𝐶: = 1,21 · 1 + 0,33 ·𝑠𝑙-− 0,69 ·
𝑠𝑙
- 𝑠eslaseparaciónentrecuadernas.- 𝑙eslaseparaciónentrebulárcamas.
Portanto,
𝐶: = 1,21 · 1 + 0,33 ·0,72,1
-
− 0,69 ·0,72,1 = 1,002
- 𝐶´ eselratiodecurvaturadeunaplacaelemental.
𝐶´ = 1 − 0,5 ·𝑠𝑟
Donde,
- 𝑟eselradiodecurvaturadelaplaca,queenelcasodeunaplacaplanaseconsiderainfinito.
𝐶´ = 1 − 0,5 ·0,7∞ = 1
- 𝑃6eslapresióneneldoblecostadoinducidaporaguastranquilas.Seconsiderarálamayorpresióncalculadaanteriormenteparalachapadeldoblecostado
- 𝑃�eslapresióneneldoblecostadodelbuqueporolas.
Lapresiónobtenidaparalasvarengasserálamayordeentrelaspresionescalculadasparaelfondodelbuque.Semuestranenunatabla:
CHAPADELFONDO.P.inducidaporaguastranquilas. 𝑃M = 66,36𝑘𝑁/𝑚-P.inducidaporolas. 𝑃M = 22,57𝑘𝑁/𝑚-P.internasinducidasentanquesporfuerzasinerciales. Pª = 0kN/m-
Tanquesdecombustible. P.internasinducidasentanquesporaguastranquilas. P¥ = 82,53kN/m-P.internasinducidasentanquesportest. PM� = 126,9kN/m-
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 79
- 𝑅� = 235𝑁/𝑚𝑚-
Obtenidostodoslosvaloresnecesariosparaelcálculodelespesormínimoenchapasquecontribuyenalaresistencialongitudinal,setienelosiguiente:
𝑡 = 14,9 · 1,002 · 1 · 0,7 · 1,2 · 1,02 ·1 · 82,53 + 1,2 · 22,57
235 = 6,97𝑚𝑚 ≈ 7𝑚𝑚
Por último se calcula el espesor de la chapa en las condiciones de prueba (testingconditions).Dichoespesornopuedesermenorqueelvalorobtenido,enmm,delafórmulasiguiente:
𝑡 = 14,9 · 𝐶: · 𝐶´ · 𝑠 · 𝛾� · 𝛾� ·𝛾M- · 𝑃M�𝑅�
SiendoPSTlapresióninducidaentanquesenlascondicionesdetest.
Portanto,
𝑡 = 17,2 · 1,002 · 1 · 0,7 · 1,05 · 1,02 ·1 · 126,9235 = 9,17𝑚𝑚 ≈ 10𝑚𝑚
Elespesorfinalseráelmáximodelosobtenidosanteriormente.Paraello,semuestraunresumendelosresultadosenlasiguientetabla:
Espesordelavarenga.t(General). 5 mmt(Presiones). 7 mmt(Test). 10 mm
El espesor de la chapa de la varenga es en este punto igual a 10mm. Si se aplican losmárgenesporcorrosiónparaelcasodezonasencontactoconelmarytanquesdelastre,elespesorseincrementasegúnlasiguienteexpresión:
𝑡 = 10𝑚𝑚 +𝑀𝑎𝑟𝑔𝑒𝑛𝑐𝑜𝑟𝑟𝑜𝑠𝑖ó𝑛
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 80
𝑡 = 10𝑚𝑚 + 1𝑚𝑚 + 1𝑚𝑚 = 12𝑚𝑚
Portanto,sedefinecomoespesordelavarengaelvalorde12mm.
7.2. BULÁRCAMAS.
ElrequisitodeespesormínimogeneraldeunrefuerzoprimariosedeterminaenlaPartB,Ch8,Secc5,conlasiguienteexpresión:
𝑡mÍ° = 3,7 + 0,015 · 𝐿 · 𝐾f- · 𝐶�
Donde,
- 𝑡mÍ°eselespesormínimodelrefuerzo,enmm.- 𝐿eslaesloradeescantillonado.- 𝐾eselfactordelmaterial.- 𝐶� esuncoeficientedeterminadoporlasiguienteexpesión:
𝐶� = 1,0parabuquesconL > 40m
Portanto,
𝑡mÍ° = 3,7 + 0,015 · 78,7 · 1f- · 1,0 = 4,88𝑚𝑚 ≈ 5𝑚𝑚
Labulárcamacomochapa.
Labulárcamasedimensionadeigualmodoqueunachapacomprendidaentreelfondoyeldoblefondoquenocontribuyealaresistencialongitudinal.Porlotanto,talycomoseindicaenBureauVeritasPtB,Ch8,Sec.3PLATING[3.5],suespesormínimo,enmilímetros,sedeterminamediantelasiguienteexpresión:
𝑡 = 14,9 · 𝐶: · 𝐶´ · 𝑠 · 𝛾� · 𝛾� ·𝛾M- · 𝑃M + 𝛾�- · 𝑃D
𝑅�
Donde,
- 𝐶:eselratiodeaspectodeunaplacaplanaelemental.
𝐶: = 1,21 · 1 + 0,33 ·𝑠𝑙-− 0,69 ·
𝑠𝑙
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 81
- 𝑠eslaseparaciónentrecuadernas.- 𝑙eslaseparaciónentrebulárcamas.
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 82
Portanto,
𝐶: = 1,21 · 1 + 0,33 ·0,72,1
-
− 0,69 ·0,72,1 = 1,002
- 𝐶´ eselratiodecurvaturadeunaplacaelemental.
𝐶´ = 1 − 0,5 ·𝑠𝑟
Donde,
- 𝑟eselradiodecurvaturadelaplaca,queenelcasodeunaplacaplanaseconsiderainfinito.
𝐶´ = 1 − 0,5 ·0,7∞ = 1
- 𝑃6eslapresióneneldoblecostadoinducidaporaguastranquilas.Seconsiderarálamayorpresióncalculadaanteriormenteparalachapadeldoblecostado
- 𝑃�eslapresióneneldoblecostadodelbuqueporolas.
Lapresiónobtenidapara lasbulárcamasserá lamayordeentre laspresionescalculadasparaelcostadodelbuque.Semuestranenunatabla:
CHAPADECOSTADO.P.inducidaporaguastranquilas. 𝑃M = 36,60𝑘𝑁/𝑚-P.inducidaporolas. 𝑃M = 25,448𝑘𝑁/𝑚-P.internasinducidasentanquesporfuerzasinerciales. Pª = 0kN/m-
TanquesdecombustibleP.internasinducidasentanquesporaguastranquilas. P¥ = 70kN/m-P.internasinducidasentanquesportest PM� = 76,4kN/m-
CubasdecongelaciónyalmacenamientodetunidosP.internasinducidasentanquesporaguastranquilas. P¥ = 105,7kN/m-P.internasinducidasentanquesportest PM� = 59,6kN/m-P.internasinducidasentanquesportest PM� = 74,80kN/m-
- 𝑅� = 235𝑁/𝑚𝑚-
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 83
Obtenidostodoslosvaloresnecesariosparaelcálculodelespesormínimoenchapasquecontribuyenalaresistencialongitudinal,setienelosiguiente:
𝑡 = 14,9 · 1,002 · 1 · 0,7 · 1,2 · 1,02 ·1 · 105,7 + 1,2 · 25,448
235 = 8,80𝑚𝑚 ≈ 9𝑚𝑚
Por último se calcula el espesor de la chapa en las condiciones de prueba (testingconditions).Dichoespesornopuedesermenorqueelvalorobtenido,enmm,delafórmulasiguiente:
𝑡 = 14,9 · 𝐶: · 𝐶´ · 𝑠 · 𝛾� · 𝛾� ·𝛾M- · 𝑃M�𝑅�
SiendoPSTlapresióninducidaentanquesenlascondicionesdetest.
Portanto,
𝑡 = 17,2 · 1,002 · 1 · 0,7 · 1,05 · 1,02 ·1 · 59,6235 = 6,28𝑚𝑚 ≈ 7𝑚𝑚
Elespesorfinalseráelmáximodelosobtenidosanteriormente.Paraello,semuestraunresumendelosresultadosenlasiguientetabla:
Espesordelabulárcama.t(General). 5 mmt(Presiones). 9 mmt(Test). 7 mm
Elespesordelachapadelavarengaesenestepuntoiguala9mmSiseaplicanlosmárgenesporcorrosiónparaelcasodezonasencontactoconelmarytanquesdelastre,elespesorseincrementasegúnlasiguienteexpresión:
𝑡 = 9𝑚𝑚 +𝑀𝑎𝑟𝑔𝑒𝑛𝑐𝑜𝑟𝑟𝑜𝑠𝑖ó𝑛
𝑡 = 9𝑚𝑚 + 1𝑚𝑚 + 1𝑚𝑚 = 11𝑚𝑚
Portanto,sedefinecomoespesordelabulárcamaelvalorde11mm.
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 84
7.3. VAGRAS.
ElrequisitodeespesormínimogeneraldeunrefuerzoprimariosedeterminaenlaPartB,Ch8,Secc5,conlasiguienteexpresión:
𝑡mÍ° = 3,7 + 0,015 · 𝐿 · 𝐾f- · 𝐶�
Donde,
- 𝑡mÍ°eselespesormínimodelrefuerzo,enmm.- 𝐿eslaesloradeescantillonado.- 𝐾eselfactordelmaterial.- 𝐶� esuncoeficientedeterminadoporlasiguienteexpesión:
𝐶� = 1,0parabuquesconL > 40m
Portanto,
𝑡mÍ° = 3,7 + 0,015 · 78,7 · 1f- · 1,0 = 4,88𝑚𝑚 ≈ 5𝑚𝑚
Lavagracomochapa.
Lavagrasedimensionadeigualmodoqueunachapacomprendidaentreelfondoyeldoblefondoque contribuyea la resistencia longitudinal. Por lo tanto, tal y comose indicaenBureau Veritas Pt B, Ch 8, Sec. 3 PLATING [3.5], su espesormínimo, enmilímetros, sedeterminamediantelasiguienteexpresión:
𝑡 = 14,9 · 𝐶: · 𝐶´ · 𝑠 · 𝛾� · 𝛾� ·𝛾M- · 𝑃M + 𝛾�- · 𝑃D
𝑅�
Donde,
- 𝐶:eselratiodeaspectodeunaplacaplanaelemental.
𝐶: = 1,21 · 1 + 0,33 ·𝑠𝑙-− 0,69 ·
𝑠𝑙
- 𝑠eslaseparaciónentrecuadernas.- 𝑙eslaseparaciónentrebulárcamas.
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 85
Portanto,
𝐶: = 1,21 · 1 + 0,33 ·0,72,1
-
− 0,69 ·0,72,1 = 1,002
- 𝐶´ eselratiodecurvaturadeunaplacaelemental.
𝐶´ = 1 − 0,5 ·𝑠𝑟
Donde,
- 𝑟eselradiodecurvaturadelaplaca,queenelcasodeunaplacaplanaseconsiderainfinito.
𝐶´ = 1 − 0,5 ·0,7∞ = 1
- 𝑃6eslapresiónenelfondoinducidaporaguastranquilas.Seconsiderarálamayorpresióncalculadaanteriormenteparalachapadelfondo.
- 𝑃�eslapresiónenelfondodelbuqueporolas.
Lapresiónobtenidaparalasvagrasserálamayordeentrelaspresionescalculadasparaelfondodelbuque.Semuestranenunatabla:
CHAPADELFONDO.P.inducidaporaguastranquilas. 𝑃M = 66,36𝑘𝑁/𝑚-P.inducidaporolas. 𝑃M = 22,57𝑘𝑁/𝑚-P.internasinducidasentanquesporfuerzasinerciales. Pª = 0kN/m-
Tanquesdecombustible. P.internasinducidasentanquesporaguastranquilas. P¥ = 82,53kN/m-P.internasinducidasentanquesportest. PM� = 126,9kN/m-P.internasinducidasentanquesportest. P¥« = 89,8𝑘𝑁/𝑚-
- 𝑅� = 235𝑁/𝑚𝑚-
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 86
Obtenidostodoslosvaloresnecesariosparaelcálculodelespesormínimoenchapasquecontribuyenalaresistencialongitudinal,setienelosiguiente:
𝑡 = 14,9 · 1,002 · 1 · 0,7 · 1,2 · 1,02 ·1 · 82,53 + 1,2 · 22,57
235 = 7,89𝑚𝑚 ≈ 8𝑚𝑚
Por último se calcula el espesor de la chapa en las condiciones de prueba (testingconditions).Dichoespesornopuedesermenorqueelvalorobtenido,enmm,delafórmulasiguiente:
𝑡 = 14,9 · 𝐶: · 𝐶´ · 𝑠 · 𝛾� · 𝛾� ·𝛾M- · 𝑃M�𝑅�
SiendoPSTlapresióninducidaentanquesenlascondicionesdetest.
Portanto,
𝑡 = 14,9 · 1,002 · 1 · 0,7 · 1,05 · 1,02 ·1 · 126,9235 = 7,94𝑚𝑚 ≈ 8𝑚𝑚
Elespesorfinalseráelmáximodelosobtenidosanteriormente.Paraello,semuestraunresumendelosresultadosenlasiguientetabla:
Espesordelavagra.t(General). 5 mmt(Presiones). 8 mmt(Test). 8 mm
Elespesordelachapadelavagraesenestepuntoiguala8mmSiseaplicanlosmárgenesporcorrosiónparaelcasodezonasencontactoconelmarytanquesdelastre,elespesorseincrementasegúnlasiguienteexpresión:
𝑡 = 8𝑚𝑚 +𝑀𝑎𝑟𝑔𝑒𝑛𝑐𝑜𝑟𝑟𝑜𝑠𝑖ó𝑛
𝑡 = 8𝑚𝑚 + 1𝑚𝑚 + 1𝑚𝑚 = 10𝑚𝑚
Portanto,sedefinecomoespesordelavagraelvalorde10mm.
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 87
Resumenderefuerzosprimarios.
Denominación. Espesor[mm]. Calidaddelacero.Varenga 12 AcerotipoA.Bulárcama. 10 AcerotipoA.Vagra. 10 AcerotipoA.
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 88
7.4. REFUERZOSLONGITUDINALESYVERTICALES7.4.1. REFUERZOSVERTICALESENVARENGAS
Elmódulorequeridoparalosrefuerzosverticalesdevarengasvienedadaporlasiguienteexpresión:
Z =100 ∙ l- ∙ s ∙ p ∙ wÍ
σ cmi
Siendoplamayordeentrelascargasdep9ap11:
- P9=10⋅T(kN/m2)=10⋅6,6=66kN/m2
- P10=0,67⋅(10⋅hp+Δpdyn)(kN/m2)=0,67⋅(10⋅9,2+0)=61,64kN/m2
- P11=10⋅hs+p0(kN/m2)=10⋅0,74+16,74=24,14kN/m2
Portanto:p=p9=66kN/m2
Losvaloresdel,σ,sywk:
- L=1,5m- σ=160N/mm2- s=0,7m- wk=1,05
Conloqueseobtieneunvalordemódulo:
Z =100 ∙ l- ∙ s ∙ p ∙ wÍ
σ cmi = 100 ∙ 1,5- ∙ 0,7 ∙ 66 ∙ 1,05
160 = 68,21cmi
Para que los refuerzos no lleguen a los extremos de las varengas, el módulo debe serincrementadoenun40%,porlotanto:
Z = 1,4 ∙ 68,21 = 95,5cmi
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 89
yademáslaplanchaasociadaalrefuerzonodebesermenora:
t = 1,25 l − 0,5 ∙ s ∙ s ∙ p + tÍ(mm)
t = 1,25 1,5 − 0,5 ∙ 0,7 ∙ 0,7 ∙ 66 + 1 = 10,11mm
Comosehatomadounespesordevarengasde12mm.,secumpleesterequerimiento.
Elespesordelalmayaladelrefuerzonodebesermenorqueelmayorde:
• t = 5 + 0,02 ∙ L + tÍ mm
• t = ÐÑ+ tÍ
Siendo:
• h:alturadelperfilenmm• g:70paraperfilconala
t = 5 + 0,02 ∙ L + tÍ mm = 5 + 0,02 ∙ 78,7 + 1 = 8,87mm
t =hg + tÍ =
20070 + 1 = 3,86mm
Elmayordelosvaloreses8,87mm.porloquesetomaesteespesorcomomínimo.
Comprobandoenunprontuariodemateriales,seseleccionapararefuerzodevarengas,unperfilenLdealasdesigualesde150x150x18mm.quesuperaelmódulorequerido.
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 90
7.4.2. REFUERZOSLONGITUDINALESDECOSTADO
El módulo requerido para los refuerzos longitudinales de costado viene dada por lasiguienteexpresión:
Z =83 ∙ l- ∙ s ∙ p ∙ wÍ
σ conunminimode15cmi
Sedistinguentreszonasverticales:
• Zonapordebajodelejeneutro,próximaaldoblefondo:
Siendoplamayordeentrelascargasdep1ap7,queenestecasosehadeterminadoanteriormentequees:
- p� = ρ ∙ gz ∙ hW + 0,3b (kN/𝑚-)
- p� = 1,025 ∙ 9,81 ∙ 6,6 + 0,3 ∙ 7,1 = 80,53kN/𝑚-
- p = p� = 80,53kN/m-
ylosvaloresdel,σ,sywk:
- l=4,20m.- s=0,50m.- σ=160N/mm2- wk=1,05
Conloqueseobtieneunvalordemódulo:
Z =83 ∙ 4,2- ∙ 0,5 ∙ 80,53 ∙ 1,05
160 386,87cmi
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 91
Comosuperalos15cm3,mínimovalorporreglamento,setoma:
Z=386,87cm3
Elvalordelespesordelalmayaladeestosrefuerzosnodebesermenorqueelmayordelosdossiguientesvalores:
- t = 5 + k ∙ L + tÍ mm
- t = ÐÑ+ tÍ
Donde:
- k=0,01engeneral.- h=alturadelperfilenmm.h=200mm.- g=70(paraperfilconala).
t = 5 + 0,01 ∙ 78,7 + 1 = 6,78𝑚𝑚
t =hg + tÍ =
20070 + 1 = 3,86mm
Comprobando en un prontuario de materiales, se selecciona para los refuerzoslongitudinales de costado por debajo del eje neutro, un perfil en L de lados desiguales200x150x15mm. que supera el módulo requerido del perfil con su chapa asociada decostado.Sehaseleccionadoelperfilconalmade200mm.parafacilitarlacolocacióndelosaisladoresquesoportanlacuba.
• Zonaporencimadelejeneutro,debajodelacubiertaprincipal:
Siendoplamayordeentrelascargasdep1ap7,queenestecasoesp6peroconhs=2,35m
- p� = ρ ∙ gz ∙ hW + 0,3b (kN/𝑚-)
- p� = 1,025 ∙ 9,81 ∙ 2,35 + 0,3 ∙ 7,1 = 45,04kN/𝑚-
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 92
- p = p� = 45,04kN/m-
ylosvaloresdel,σ,sywk:
- l=4,20m.- s=0,650m.- σ=160N/mm2- wk=1,05
Conloqueseobtieneunvalordemódulo:
Z =83 ∙ 4,2- ∙ 0,65 ∙ 45,04 ∙ 1,05
160 = 281,29cmi
Comosuperalos15cm3,mínimovalorporreglamento,setoma:
Z=281,29cm3
Elvalordelespesordelalmayaladeestosrefuerzosnodebesermenorqueelmayordelosdossiguientesvalores:
- t = 5 + k ∙ L + tÍ mm
- t = ÐÑ+ tÍ
Donde:
- k=0,01engeneral.- h=alturadelperfilenmm.h=200mm.- g=70(paraperfilconala).
t = 5 + 0,01 ∙ 78,7 + 1 = 6,78𝑚𝑚
t =hg + tÍ =
20070 + 1 = 3,86mm
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 93
Comprobando en un prontuario de materiales, se selecciona para los refuerzoslongitudinalesdecostadoporencimadelejeneutroydebajodelacubierta,unperfilenLdeladosdesigualesde200x100x15mm.quesuperaelmódulorequeridodelperfilconsuchapaasociadadecostado.Sehaseleccionadoelperfilmanteniendoelalmade200mm.parafacilitarlacolocacióndelosaisladoresquesoportanlacuba.
• Zonadeentrepuente:
Siendop,lacargaporencimadelalíneadecargadeverano:
p- = p_× − 4 + 0,2 ∙ kW ∙ hz kN m-
nopudiendosermenorque𝑝 = 6,25 + 0,025 ∙ 𝐿 = 6,25 + 0,025 ∙ 78,7 = 8,217
p- = 18,896 − 4 + 0,2 ∙ 2 ∙ 0,7 kN m- = 15,816 kN m-
ylosvaloresdel,σ,sywk:
- l=4,20m.- s=0,60m.- σ=160N/mm2- wk=1,05
Conloqueseobtieneunvalordemódulo:
Z =83 ∙ 4,2- ∙ 0,6 ∙ 15,816 ∙ 1,05
160 = 98,77cmi
Comosuperalos15cm3,mínimovalorporreglamento,setoma:
Z=98,77cm3
Elvalordelespesordelalmayaladeestosrefuerzosnodebesermenorqueelmayordelosdossiguientesvalores:
- t = 5 + k ∙ L + tÍ mm
- t = ÐÑ+ tÍ
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 94
Donde:
- k=0,01engeneral.- h=alturadelperfilenmm.h=160mm.- g=20(paraperfilplano).
t = 5 + 0,01 ∙ 78,7 + 1 = 6,78mm
t =hg + tÍ =
16020 + 1 = 9mm
Comprobando en un prontuario de materiales, se selecciona para los refuerzoslongitudinalesdecostadoen lazonadeentrepuente,unperfilde llantabulbode160x9mm.quesuperaelmódulorequeridodelperfilconsuchapaasociadadecostado.
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 95
7.4.3. BULÁRCAMASENENTREPUENTE:
Elmódulorequeridovienedadoporelmayorvalordelassiguientesexpresiones:
Z = 0,55 ∙ l- ∙ s ∙ p ∙ wÍ cmi
Z = k ∙ L cmi
Siendoplapresiónparaestecaso:
p- = p_× − 4 + 0,2 ∙ kW ∙ hz kN m-
nopudiendosermenorque𝑝 = 6,25 + 0,025 ∙ 𝐿 = 6,25 + 0,025 ∙ 78,7 = 8,217
p- = 18,896 − 4 + 0,2 ∙ 2 ∙ 0,7 kN m- = 15,816 kN m-
yelvalordek,l,sywk:
ylosvaloresdel,σ,sywk:
- l=4,20m.- s=0,650m.- k=4- wk=1,05
Conloqueseobtieneunvalordemódulo:
Z = 0,55 ∙ 4,2- ∙ 0,65 ∙ 15,816 ∙ 1,05 = 259,33 cmi
Z = 4 ∙ 78,7 = 35,48 cmi
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 96
Setomaelmayordelosdos:Z=259,33cm3
Elvalordelespesordelalmayaladeestosrefuerzosnodebesermenorqueelmayordelosdossiguientesvalores:
- t = 5 + k ∙ L + tÍ mm
- t = ÐÑ+ tÍ
Donde:
- k=0,01engeneral.- h=alturadelperfilenmm.h=340mm.- g=70(paraperfilconala).
t = 5 + 0,01 ∙ 78,7 + 1 = 6,78mm
t =hg + tÍ =
34070 + 1 = 5,85mm
Seseleccionaparalasbulárcamasdeentrepuente,unperfilconjuntodechapa340x8mm.conaladepletina150x10mmaligerado,paraquecumplaelmódulorequeridodelperfilconsuchapaasociadadecostadoteniendoencuentalosaligeramientos.Serándispuestascada6claras(cada4,20m.).
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 97
7.4.4. REFUERZOSLONGITUDINALESDECUBIERTAPRINCIPAL:Elmódulorequeridoparalosrefuerzoslongitudinalesdecubiertaprincipalvienedadaporlasiguienteexpresión:
Z =83 ∙ l- ∙ s ∙ p ∙ wÍ
σ conunminimode15cmi
Siendoplamayordeentrelascargasquecorrespondan.Lapresiónparaestecasoserá́lapparaelcálculodelachapadecubiertaprincipal:
p = 136,6𝑘𝑁/𝑚-yelvalordel,σ,sywk:
- l=4,20m.- s=0,70m.- σ=160N/mm2- wk=1,05
Conloqueseobtieneunvalordemódulo:
Z =83 ∙ 4,2- ∙ 0,7 ∙ 136,6 ∙ 1,05
160 = 918,74cmi
Comosuperalos15cm3,mínimovalorporreglamento,setoma:
Z=918,74cm3
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 98
Elvalordelespesordelalmayaladeestosrefuerzosnodebesermenorqueelmayordelosdossiguientesvalores:
- t = 5 + k ∙ L + tÍ mm
- t = ÐÑ+ tÍ
Donde:
- k=0,01engeneral.- h=alturadelperfilenmm.h=180mm.- g=70(paraperfilconala).
t = 5 + 0,01 ∙ 78,7 + 1 = 6,78mm
t =hg + tÍ =
18070 + 1 = 3,57mm
Comprobandoenunprontuariodemateriales,seseleccionaparatodoslosrefuerzoslongitudinalesdecubiertaprincipal,unperfilenLdeladosiguales180x180x18mm.quesuperaelmódulorequeridodelperfilconsuchapaasociadadecubierta.
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 99
7.4.5. REFUERZOSLONGITUDINALESDECUBIERTASUPERIOR:Elmódulorequeridoparalosrefuerzoslongitudinalesdecubiertaprincipalvienedadaporlasiguienteexpresión:
Z =83 ∙ l- ∙ s ∙ p ∙ wÍ
σ conunminimode15cmi
Siendoplamayordeentrelascargasquecorrespondan.Lapresiónparaestecasoserá́lapparaelcálculodelachapadecubiertaprincipal:
p = 11,48kN/m-yelvalordel,σ,sywk:
- l=4,20m.- s=0,70m.- σ=160N/mm2- wk=1,05
Conloqueseobtieneunvalordemódulo:
Z =83 ∙ 4,2- ∙ 0,7 ∙ 11,48 ∙ 1,05
160 = 77,21cmi
Comosuperalos15cm3,mínimovalorporreglamento,setoma:
Z=77,21cm3
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 100
Elvalordelespesordelalmayaladeestosrefuerzosnodebesermenorqueelmayordelosdossiguientesvalores:
- t = 5 + k ∙ L + tÍ mm
- t = ÐÑ+ tÍ
Donde:
- k=0,01engeneral.- h=alturadelperfilenmm.h=160mm.- g=20(paraperfilplano).
t = 5 + 0,01 ∙ 78,7 + 1 = 6,78mm
t =hg + tÍ =
16020 + 1 = 9mm
Porlotantosetomacomovalormínimot=9mm.Comprobandoenunprontuariodemateriales,seseleccionaparatodoslosrefuerzoslongitudinalesdecubiertasuperior,unperfildellantabulbode160x9mm.,quesuperaelmódulorequeridodelperfilconsuchapaasociadadecubierta.7.4.6. BAOSFUERTESDECUBIERTASUPERIOR:Elmódulorequeridoparalosbaosdecubiertasuperiorvienedadaporlasiguienteexpresión:
Z = 0,63 ∙ l- ∙ s ∙ p ∙ wÍ cmi conunminimode15cmiSiendoplapresiónparaestecasolapparaelcálculodelachapadecubiertasuperior:
p = 11,48kN/m-yelvalordel,sywk:
- l=5,80m,máximaluzqueexisteentrepuntales.- s=4,20m.
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 101
- wk=1,05
Conloqueseobtieneunvalordemódulo:
Z = 0,63 ∙ 5,8- ∙ 4,2 ∙ 11,48 ∙ 1,05 cmi = 682,73
Comosuperalos15cm3,mínimovalorporreglamento,setoma:
Z=682,73cm3
Elvalordelespesordelalmayaladeestosrefuerzosnodebesermenorqueelmayordelosdossiguientesvalores:
- t = 5 + k ∙ L + tÍ mm
- t = ÐÑ+ tÍ
Donde:
- k=0,01engeneral.- h=alturadelperfilenmm.h=120mm.- g=70(paraperfilconala).
t = 5 + 0,01 ∙ 78,7 + 1 = 6,78mm
t =hg + tÍ =
12070 + 1 = 2,71mm
Comprobandoenunprontuariodemateriales,seseleccionaparalosbaosfuertesdecubiertasuperior,unperfilcompuestoporchapade260x8mm.conunaladepletinasoldadade150x10mmaligerado,quesuperaelmódulorequeridodelperfilconsuchapaasociadadecubierta,teniendoencuentalosaligeramientos.Estarándispuestascada6claras(cada4,20m.).
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 102
7.4.7. PUNTALESSesitúandospuntales,unoababoryotroaestribor,aunadistanciade2,4mdecrujía.Enestecaso,lacargaPasoportarporcadaunodelospuntalesvienedadapor:
𝑃 = 0,7 ∙ ℎ ∙𝐿f + 𝐿-2 ∙
𝐿Lf + 𝐿L-2
Siendo:
• L1yL2:Anchuranosoportadadecubiertaaunayotrabandadelasituacióndelpuntal:
- L1=5,6m- L2=5,8mentrepuntalesacadabandadecrujía
• Lucesdelacuerdaqueseapoyaenelpuntalaunoyotroladodelmismo.
Colocandopuntalescada3claras,setoma.- Lp1=Lp2=4,2m
Entoncestenemos:
𝑃 = 0,7 ∙ 2,4 ∙5,6 + 5,8
2 ∙4,2 + 4,2
2 = 30,2𝑡𝑜𝑛
Lacargamáximaadmisibleporunpuntalvienedadapor:
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 103
𝑃� =1,2 ∙ 𝑆
1 + 0,75 ∙ 𝐿𝑟-
Siendo:
• L:Luzdelpuntal:2,4m.• S:Seccióntrasversaldelpuntalencm2.• I:Momentodeinerciamínimo,encm4.
• r= ÙMRadiodegiroencm.
Sepruebacondistintospuntalestubulares,decantándonosporuneurotubodediámetroexterior140mmyparedde8mm,decaracterísticas:
- S=33cm2- I=7,4cm4
- r= ÙM= �,�
ii= 4,66𝑐𝑚
Estepuntalescapazdesoportar:
𝑃� =1,2 ∙ 33,1
1 + 0,75 ∙ 2,44,66
- = 33,3𝑡𝑜𝑛
Altratarsedeunpuntaltubulardeespesor8mm>6,5mmsedebecomprobarlarelación:
𝐷/Ú�𝑡 =
1408 = 17,5 ≤ 50
Lospuntalessesitúancada6clarasdecuadernas,a4,2mdecrujía.Deestemodo,sehacecoincidirverticalmenteconlosrefuerzosdelosmamparostrasversalesdecubasyéstosdescansansobrerefuerzosdevarengasdeldoblefondo.
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 104
7.4.8. REFUERZOSLONGITUDINALESDEMAMPAROSLONGITUDINALES:Elmódulorequeridoparalosrefuerzoslongitudinalesdelosmamparoslongitudinalesvienedadaporlasiguienteexpresión:
Z =83 ∙ l- ∙ s ∙ p ∙ wÍ
σ conunminimode15cmi
Sedistinguendoszonasverticales:
• Zonapróximaaldoblefondoypordebajodelejeneutro:Siendopmismaqueparaelmamparolongitudinal:
p = 105,7kN/m-yelvalordel,σ,sywk:
- l=4,20m.- s=0,50m.- σ=160N/mm2- wk=1,05
Conloqueseobtieneunvalordemódulo:
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 105
Z =83 ∙ 4,2- ∙ 0,5 ∙ 105,7 ∙ 1,05
160 = 507,79cmi
Comosuperalos15cm3,mínimovalorporreglamento,setoma:
Z=507,79cm3
Elvalordelespesordelalmayaladeestosrefuerzosnodebesermenorqueelmayordelosdossiguientesvalores:
- t = 5 + k ∙ L + tÍ mm
- t = ÐÑ+ tÍ
Donde:
- k=0,01engeneral.- h=alturadelperfilenmm.h=200mm.- g=70(paraperfilconala).
t = 5 + 0,01 ∙ 78,7 + 1 = 6,78mm
t =hg + tÍ =
20070 + 1 = 3,86mm
Comprobandoenunprontuariodemateriales,seseleccionaparalosrefuerzoslongitudinalesdelosmamparoslongitudinalesdecostadopordebajodelejeneutro,unperfilenLdeladosdesiguales200x150x15mm.quesuperaelmódulorequeridodelperfilconsuchapaasociadademamparolongitudinal.
• Zonapróximaalacubiertayporencimadelejeneutro:Siendopmismaqueenelcasoanteriorperosevuelveacalcularconhs=3m.
𝑝 = 𝜌 ∙ 𝑔z ∙ ℎ6 + 0,3 ∙ 𝑏 𝑘𝑁/𝑚-
𝑝 = 1,26 ∙ 9,81 ∙ 3 + 0,3 ∙ 7,1 = 63,40𝑘𝑁/𝑚-yelvalordel,σ,sywk:
- l=4,20m.- s=0,650m.
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 106
- σ=160N/mm2- wk=1,05
Conloqueseobtieneunvalordemódulo:
Z =83 ∙ 4,2- ∙ 0,65 ∙ 63,4 ∙ 1,05
160 = 395,95cmi
Comosuperalos15cm3,mínimovalorporreglamento,setoma:
Z=395,95cm3
Elvalordelespesordelalmayaladeestosrefuerzosnodebesermenorqueelmayordelosdossiguientesvalores:
- t = 5 + k ∙ L + tÍ mm
- t = ÐÑ+ tÍ
Donde:
- k=0,01engeneral.- h=alturadelperfilenmm.h=200mm.- g=70(paraperfilconala).
t = 5 + 0,01 ∙ 78,7 + 1 = 6,78mm
t =hg + tÍ =
20070 + 1 = 3,86mm
Comprobandoenunprontuariodemateriales,seseleccionaparalosrefuerzoslongitudinalesdelosmamparoslongitudinalesdecostadoporencimadelejeneutro,unperfilenLdeladosdesiguales200x100x15mm.quesuperaelmódulorequeridodelperfilconsuchapaasociadademamparolongitudinal.
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 107
7.4.9. REFUERZOSVERTICALESDEMAMPAROSTRANSVERSALES:Elmódulorequeridoparalosrefuerzosverticalesdelosmamparostransversalesvienedadaporlasiguienteexpresión:
Z =6,25 ∙ l- ∙ s ∙ p ∙ wÍ
m cmi
Siendoplamismaquelaadoptadaparaelcálculoenelmamparotransversalconhs=3m.:
𝑝 = 𝜌 ∙ 𝑔z ∙ ℎ6 + 0,3 ∙ 𝑏 𝑘𝑁/𝑚-
𝑝 = 1,26 ∙ 9,81 ∙ 3 + 0,3 ∙ 7,1 = 63,40𝑘𝑁/𝑚-
yelvalordel,σ,sywk:
- l=6,35m.- s=0,70m.- m=7,5- wk=1,05
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 108
Conloqueseobtieneunvalordemódulo:
Z =6,25 ∙ 6,35- ∙ 0,7 ∙ 63,4 ∙ 1,05
7,5 = 1565,82cmi
Z=1565,82cm3
Elvalordelespesordelalmayaladeestosrefuerzosnodebesermenorqueelmayordelosdossiguientesvalores:
- t = 5 + k ∙ L + tÍ mm
- t = ÐÑ+ tÍ
Donde:
- k=0,01engeneral.- h=alturadelperfilenmm.h=250mm.- g=70(paraperfilconala).
t = 5 + 0,01 ∙ 78,7 + 1 = 6,78mm
t =hg + tÍ =
20070 + 1 = 4,57mm
Comprobandoenunprontuariodemateriales,seseleccionaparalosrefuerzosverticalesdemamparostransversales,unperfilcompuestoporchapade250x15mm.conunaladepletinasoldadade150x15mm.quesuperaelmódulorequeridodelperfilconsuchapaasociadademamparotransversal.
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 109
8. CALCULOMÓDULORESISTENTECUADERNAMAESTRAEnestepuntosevaarealizarelcálculodelmóduloresistentedelacuadernamaestradelbuque.EnelAnexosemuestraelplanodeacerostipodelacuadernamaestra.Paraelcálculodelmóduloresistente,sevanaseguirlassiguientespremisas:
• Sevanaconsideraraquelloselementosestructuralesquecontribuyenalaresistencialongitudinaldelbuqueysoncontinuosen0,4Lenelcentrodelbuque.Elreglamentoindicaquesedebenincluiraquelloselementosqueseencuentrenpordebajodelacubiertaresistenteporloqueenestecasosehalimitadolacuadernamaestrahastalacubiertasuperior.Seconsideraportantolaschapasdelforro,laquilladecajón,lacubiertaprincipalysuperior,laplanchadeldoblefondo,ylosrefuerzoslongitudinales(vagras,esloras,longitudinalesengeneral).Portanto,nosetienenencuentalascuadernasylosbaos.Tampocosetendrá́encuentaelforrointeriorenchapadeINOXdelascubas,yaqueestasnosonelementoslongitudinalescontinuos,nitampocotienenfinestructural.Enelcasodelasobrequilla,alestarsituadasobrelalíneadesimetría(crujía),seconsidera
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 110
tambiénendospartes,porloquesedebedividirporlamitadsuespesortotalde12mm.
• Sehadeconsiderarquelasuperestructuravaacontribuiralaresistencialongitudinaldelbuquedeformapositiva,actuandocomounareservaamayoresderesistenciadelbuque.
• Comolaestructuraessimétricarespectodecrujía,setomanenconsideraciónúnicamenteloselementosenunsolocostado,ysemultiplicanpordoslosresultadosobtenidos.
8.1. PROCESODECÁLCULOElprocesoquesehaseguidoparacalculardichomóduloeselsiguiente:
• Primeramente,sehadehacer,unarepresentaciónenlaqueseindiquentodosloselementosquesevanaconsiderarenloscálculosderesistencialongitudinal.
• Sehaceunatabla:
- Enlaprimeracolumnasecolocanloselementoslongitudinalesresistentes.oColumnadenúmerodeelementos.
- Enlasegundayterceracolumnasedefinenlasdimensionesoescantillonesdecadaelemento,segúnelsentidovertical(h)yhorizontal(b).
- Enlacuartacolumnasepondrá́eláreadelaseccióntransversaldecadaelemento.ParaelcasodelosperfilesenLollantasconbulboquesehanempleadoenelbuquedeproyecto,losvaloresnecesariossehanobtenidodeprontuariosdeestructurasmetálicas.
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 111
- Enlaquintacolumna,seindicanlasdistanciasdelcentrodegravedaddecadaelementoalalíneadebase.
- EnlasextacolumnaseindicaelmomentoestáticoM(momentodeprimerorden)respectoalalíneadebase,queeselproductodelacuartayquintacolumna:
M = A ∙ YÞ cm- ∙ m
- Enlaséptimacolumna,semultiplicaelmomentoestáticoM,porladistanciaYg.Deestaformaseobtieneelmomentodeinerciadecadaelementorespectoalalíneadebase(momentodesegundoorden):
I = MYÞ = A ∙ YÞ- cm- ∙ m-
- Enlaúltimacolumna,secalculaelmomentodeinerciatransversalomomentodeinerciapropio,respectoalcentrodegravedaddelelemento:
Izà A ∙ h- /12 cm- ∙ m-
• Secalculaelcentrodegravedaddelasecciónoalturadelejeneutro.Estarásituadoaunadistanciadelalíneadebaseiguala:
yâã =A\ ∙ YÞ\A\
• SecalculaelmomentodeinerciatotalrespectoalejeXolíneadebase:
Iäå = Iz + A\ ∙ YÞ\-
• ConIOX,secalculaelmomentodeinerciarespectoalejeneutroIEN,queseobtiene
medianteelteoremadeSteiner:
Iâã = Iz − YÞ\- ∙ A\
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 112
• Secalculanlasdistanciasdelfondoylacubiertaresistente(cubiertasuperior)alejeneutro:yFONDO,yCUBIERTA.
• Conestasdistancias,sepuedecalcularelmóduloresistentedelfondoWFONDOyel
móduloresistentedelacubiertaWCUBIERTA:
Wçäãèä =Iâã
Yçäãèä
Wéêeëâì«í =Iâã
Yâã − Yéêeëâì«í
• Acontinuaciónsecompruebaelcumplimientodelosvaloresobtenidosdelmódulo
resistenteydelmomentodeinerciadelasección,quedebensermayoresalvalordelmóduloresistentemínimoadmisible,asícomoelvalordelmomentodeinerciamínimodelasección,calculadossegúnelreglamentodeDNV,enelpunto6deestecuaderno.
8.2. CÁLCULODELMÓDULORESISTENTE.
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 113
Delatablaanterior,yparalaseccióncompletadelbuque:
• ΣA=14.098,200cm2
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 114
• Σ(AxYg)=64.106,254cm2xm• Σ(AxYg2)=479.646,575cm2xm2• ΣI0=sumadelasinerciasdeloselementos=3.327,112cm2xm2=0,3327m4
Laposiciónverticaldelejeneutroes:
yâã =A\ ∙ YÞ\A\
= 4,695m
ElmomentodeinerciaenlacuadernamaestrasecalculaaplicandoelteoremadeSteiner,portanto:
Iâã = A ∙ YÞ- + Iz − Yâã- ∙ A
Iâã = 2651988248,8cm- ∙ m- = 26,519m�Módulodelacubierta:
Wéêeëâì«í =Iâã
Yâã − Yéêeëâì«í= 5,519mi
Módulodelfondo:
Wçäãèä =Iâã
Yçäãèä= 5,647mi
AcontinuaciónsecomparanlosvaloresmínimosdadosporlaSociedaddeClasificaciónyloscalculados.
8.3. COMPROBACIONDELOSDATOSOBTENIDOS
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNO8:CUADERNAMAESTRA 115
Unavezobtenidoslosresultados,sehadecomprobarsisecumplenlosrequisitosmínimosexigidosporlaSociedaddeClasificación.Enestecuadernosehaobtenidounmóduloresistentemínimodelasecciónmaestrarespectoalalíneaneutra,segúnreglamento:
ZMIN=0,796m3Losvaloresobtenidosdelmóduloresistente,tantoparaelfondocomoparalacubiertadespuésdelescantillonadoson:
ZFONDO=WFONDO=5,647m3
ZCUBIERTA=WCUBIERTA=5,519m3Lareglamentacióntambiénexigequelasecciónmaestratengaunmomentodeinerciamínimorespectoalejeneutroreal,cuyovalortambiénfuecalculadoenestecuaderno,siendo:
IMIN=1,879m4Elvalordelmomentodeinerciarespectoalejeneutrodelbuqueobtenidoparaelbuqueproyectoes:
IEN=26,519m4SecomparanlosvaloresmínimosdadosporlaSociedaddeClasificaciónyloscalculados:
CONCEPTO VALORMINIMO VALORCALCULADOMomentomínimodeinercia 1,879m4 26,519m4
Módulocubierta 0,796m3 5,519m3
Módulofondo 0,796m3 5,647m3
SeverificaquesecumplenlosrequisitosdelaSociedaddeClasificación.
PROYECTO15–01JONITURBEEREÑO
CUADERNAMAESTRA
ANEXOICUADERNAMAESTRA
PROYECTO15-1
ATUNEROCONGELADOR