Pesi e spintee della nave
Nascosto 1
La trave nave
La nave è composta da un insieme di strutture resistente estremamenti complesse, il cui calcolo non è immediato..
Come primo approccio si può effettuare una grande semplificazione, immaginando la nave come una trave. Poggiata su supporti (spinta dell'acqua) e forze, quali il peso proprio ed i carichi.
Peso della nave
Il peso della nave è costituito da: scafo, macchinari ed allestimento. Aggiungendo i soli liquidi in circolazione si otterrà il peso della nave vacante.
Graficamente lo ai rappresent a assumendo in ascissa l'intera lunghezza della nave ed in ordinata il peso. Dal diagramma si evince che il peso dello scafo ha il suo massimo nel corpo cilindrico, mentre degrada alle sue estremità. le paratie stagne trasversali indicano un aumento di peso localizzato, mentre a poppavia sono indicati il peso delle macchine e del cassero. Il diagramma è relativo ad una petroliera o ad una rinfusiera. Una nave pax avrà una distribuzione dei pesi più uniforme e le paratie trasversali avranno un'evidenza minore.
Peso nave
Spinte
Al diagramma precedente è aggiunte la spinta esercitata sulla carena, in acqua calma.
Banalmente, si osserva che: la spinta che si esercita sulla carena non si estende per la lunghezza dei pesi.
La spinta esercitata dall'acqua sulla carena è equivalente al peso del volume di acqua spostata (dislocata). Da ciò il dislocamento della nave o peso proprio. L'area rossa (1) pesi e l'area blu (2) spinte , avranno quindi valore identico.
Weight and buoiancy
Approssimazione
Il diagramma dell'area delle spinte èalquanto arbitrario, in quanto la nave vacante potrebbe avere una maggiore immersione a poppa ed, in taluni casi, la prua: fuori dall'acqua.
Le spinte sarebbero così rappresentate.
Nave carica
Il peso della nave è composto da:
- Struttura,
- apparato motore,
- allestimento,
- liquidi in circolazione e
- carichi imbarcati e sue pertinenze (o zavorra).
I pesi:
1+2+3 rappresentano il peso della nave "scarica ed asciutta";
1+2+3+4 sono il peso della "nave vacante o lightship";
1+2+3+4+5 Sono il peso della "nave carica".
Al precedente diagramma dei pesi si sono aggiunti i carichi relativi all "Portata lorda" (area verde, 3).
La sovraimmersione dal pescaggio di "nave vacante" al pescaggio di "bordo libero estivo" corrisponderà ad un aumenro di volume immerso equivalente ad un eguale dislocamento di acqua.
il peso del volume di acqua così spostata sarà la portata lorda, altrimenti definita dalla SOLAS Chap. II-1 Definizioni, come:
"Deadweight is the difference in tonnes
between the displacement of a ship in water of a specific gravity of 1.025 at
the load waterline corresponding to the assigned summer freeboard and the
lightweight of the ship".
ove:
"Lightweight is
the displacement of a ship in tonnes without cargo, fuel, lubricating oil,
ballast water, fresh water and feed-water in tanks, consumable stores, and
passengers and crew and their effects".
Loaded ship
Stress particolari delle containership
Le navi portaciontainer presenterebbero un punto critico di concentrazione delle tensioni (5) che se non adeguatamente compensato, potrebbe ingenerare eventi indesiderati. Ad esempio con una squadra, si ovvierebbe alla criticità consentendo alle tensioni di distribuirsi uniformemente. Una squadra creerebbe però uno spazio verticale non commerciabile; un "cassone rinforzato" com il profilo di un container, rididtribuirà gli stress permettendo la caricazione sopra di esso.
- Forze (rosso) esercitate dal carico sulle coperture delle stive,
- forze (rosso) esercitate dal carico in stiva,
- forze (blu) esercitate dalla pressione idrostatica dell'acqua,
- linee delle tensioni nella struttura (gialle),
- punto critico di addensamento delle tensioni,
- strategia di ridistribuzione delle tensioni.
Supporto uniforme
Acqua tranquilla
La nave considerata come trave, quando sia in acque tranquille, quali porti, rade riparate, etc. , sarà sostenuta su tutta la sua lunghezza. Per avere la "nave sicura" si debbono considerare anche condizioni di mare estreme, nonché caricazioni improprie.
Moto ondoso
In mare aperto, lanave potrebbe essere sottoposta anche ad ulteriori sollecitazioni dovute al mare avverso.
Il libretto del carico od il computer del carico avranno indicato al comando i limiti di stress non superabili per un viaggio sicuro.
Mare avverso
Stress
Carichi e sollecitazioni
Esempio di risultato dell'interazione dei carichi e delle reaziono che generano il momentoflettente ed il taglio sulla nave.
- 6) momento flettente,
- 7) taglio.