SFORZI E SOLLECITAZIONI
Le strutture della nave sono soggette a sforzi che dipendono
dalle condizioni di carico della nave e dalle condizioni meteorologiche. Analizziamo
la nave ferma in acque calme. Suddividiamo gli sforzi a cui sono sottoposti gli
scafi in longitudinali (distribuzione del carico), trasversali (forze di
pressione) e locali (bitte, argani, ecc.), quindi parliamo di robustezza
longitudinale, trasversale e locale. Considerando la nave ferma galleggiante in
acque tranquille, essa lo fa in base al principio di Archimede, cioè
uguaglianza tra peso e spinta idrostatica, definendo così un certo valore di
immersione. In realtà, tale equilibrio non è detto che sussista a livello
locale. Se immaginiamo di suddividere la nave in tante sezioni, possiamo
immaginare che questo equilibrio venga raggiunto con galleggiamenti che non
sono tutti eguali. A causa della differente distribuzione dei pesi e delle
spinte, possiamo avere situazioni di eccesso di peso sulla spinta, con
conseguente immersione della sezione presa in esame, oppure l’opposto. In tal
caso si avrà un’emersione della sezione considerata. L’insieme degli effetti
sopracitati determina, costantemente, degli sforzi di vario genere sulla
nave(taglio-flessione) che possono comportare l’insellatura o l’inarcamento
della nave. Si possono costruire così dei veri e propri diagrammi degli sforzi,
combinazioni dei diagrammi dei pesi e dei diagrammi delle spinte, che
consentono di identificare i punti nei quali le sollecitazioni sono massime. E’
chiaro che in fase di progettazione a tali punti corrisponderanno anche delle
appropriate azioni di rinforzo delle strutture. In sede di pianificazione del
piano di carico, tali sforzi dovranno essere opportunamente minimizzati al fine
di salvaguardare la nave, il carico, il personale imbarcato e l’ambiente, ma
anche al fine di prolungare la vita della nave stessa. Per le stesse ragioni
andranno minimizzati gli sforzi che la nave subirà nel corso della traversata (nave
sulla cresta dell’onda o nel cavo). Le strutture risultano sollecitate specie
nei ponti e nel fondo da sforzi di compressione e trazione con conseguente
indebolimento dello scafo. In mare aperto andremo incontro alle sollecitazioni
prodotte dal moto ondoso. Le norme internazionali integrate nei regolamenti dei
Registri di classifica prevedono dei livelli minimi di robustezza della nave
che viene considerata come una trave in due condizione: sulla cresta dell’onda
e nel cavo. Nei due casi il modulo di robustezza, calcolato per la
sezione maestra, deve essere superiore a valori minimi calcolati nave per nave
sulla base delle specifiche caratteristiche. Tale modulo si può definire come
l’indice di robustezza conferito alla sezione maestra da tutte le strutture (chiglia,
paramezzali, correnti ecc.) che il progettista mette in campo per garantire
alla nave la capacità di resistere all’assalto delle onde. La sezione maestra è
considerata come quella più sollecitata. In effetti quando la nave sta sulla
cresta dell’onda e tende ad inarcarsi, le fibre del ponte di coperta sono
sollecitate ad allungarsi. Analogamente quando si trova nel cavo tende ad
insellarsi e le fibre della chiglia sono sollecitate ad allungarsi. I due fenomeni tendono ad amplificarsi
via via che ci si allontana dalle estremità della nave; ed ecco perché la
sezione maestra sta verso il centro della nave e perché è la più robusta. Andando
dal centro verso le estremità, peraltro insorgono e si amplificano altri
fenomeni e subentrano altre sollecitazioni particolarmente pericolose verso
prora, ma importanti anche verso poppa.
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