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Struttura della Nave

Presentazione rivisitata dal prof. A. Vega

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Organizzazione del corsoOrganizzazione del corso

La struttura dello scafo

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IntroduzioneIntroduzione

La struttura di una nave è costituita da pannelli di lamiera saldati fra di loro irrigiditi da elementi di rinforzo trasversali e longitudinali. Le lamiere ed i rinforzi che costituiscono i telai trasversali costituiscono una struttura resistente a sollecitazioni prevalentemente trasversali (pressione idrostatica, carichi sui ponti,…).Gli elementi longitudinali, unitamente al fasciame, conferiscono allo scafo la necessaria rigidezza nei confronti dei carichi longitudinali (i cosiddetti carichi di “trave scafo”).In funzione dei tipi di sollecitazione prevalenti sulla nave la struttura sarà prevalentemente a struttura trasversale o longitudinale. In particolare si possono riscontrare tre tipologie strutturali:

• struttura prevalentemente trasversale (usata su navi di piccole dimensioni)• struttura prevalentemente longitudinale (la più usata; in zone particolari quali i gavoni e l’apparato motore si fa comunque uso di struttura trasversale)• struttura mista

Per ogni tipologia strutturale si possono individuare due tipi di elementi di rinforzo:

• travi principali: offrono la resistenza alle sollecitazioni principali• travi ordinarie: conferiscono la robustezza locale, irrigidiscono i pannelli di lamiera e ripartiscono il carico fra le travi principali

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Tipologie strutturaliTipologie strutturaliStruttura prevalentemente trasversale

Costola

Squadradel ginocchio

Madiere

Paramezzale lateraleParamezzale centrale

Lamiera di chiglia

Squadradel ponte

Baglio

Ginocchio

Cinta

Trincarino

Anguilla

Puntello

Nave a fondo semplice

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Tipologie strutturaliTipologie strutturaliTipologie strutturaliTipologie strutturaliStruttura prevalentemente longitudinale

Costolarinforzata

Squadradel ginocchio

Paramezzale laterale

Corrente long. cielo D.F.

Paramezzalecentrale

Lamiera di chiglia

Bagliorinforzato

Ginocchio

Cinta

Trincarino

Anguilla

Nave con doppio fondo

Cielo doppio fondo

Corrente long.del ponte

Corrente long.del fianco

Madiere

Corrente long. fondo

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Tipologie strutturaliTipologie strutturali

Struttura mistaEssa presenta struttura prevalentemente longitudinale sui ponti e sul fondo (zone in cui gli elementi longitudinali danno il maggiore contributo alla robustezza longitudinale) e struttura prevalentemente trasversale sui fianchi. Questa struttura è tipica nelle navi bulk carriers a fianco semplice (ormai scomparse) e delle navi ro-ro, car carrier e traghetto dove nelle zone alte non è più presente un doppio fianco.

Due esempi di navi ro-roDue esempi di navi ro-ro

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Tipologie strutturaliTipologie strutturaliDoppio fondo a struttura trasversale

Ossatura comune

Ossatura rinforzata

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Tipologie strutturaliTipologie strutturaliDoppio fondo a struttura longitudinale

Ossatura comune

Ossatura rinforzata

Tipologie strutturaliTipologie strutturali

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Tipologie strutturaliTipologie strutturaliPonte a struttura trasversale

Paratia Baglio rinforzatoBaglio rinforzato

Baglio ordinario

Anguilla

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Tipologie strutturaliTipologie strutturaliPonte a struttura longitudinale

Baglio rinforzatoBaglio rinforzato

Anguilla

Squadre

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Tipologie strutturaliTipologie strutturaliDoppio scafo

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Tipologie strutturaliTipologie strutturaliDoppio scafo

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Tipologie strutturaliTipologie strutturaliParatie pianeParatia stagna a montanti verticali; si usa quando la paratia ha un’estensione prevalentemente verticale

Traversa rinforzataMontante rinforzato

Montante comune

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Tipologie strutturaliTipologie strutturaliParatie pianeParatia stagna a correnti orizzontali; si usa quando la paratia ha un’estensione prevalentemente orizzontale

Corrente ordinario

Montante rinforzato

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Tipologie strutturaliTipologie strutturaliParatie piane

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Tipologie strutturaliTipologie strutturaliParatie piane

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Tipologie strutturaliTipologie strutturali

Paratie corrugate.

Sono più semplici da costruire, ma più difficili da collegare alle strutture del ponte. Infatti per collegarle al ponte è necessario creare una struttura scatolare con la parte inferiore piana; se la nave è dotata di una cassa trasversale alta (come nelle bulk carriers), essa costituisce di per se una struttura scatolare con tali caratteristiche. Altrimenti è necessario creare il “baglio a cassetta”. In alcune navi cisterna (ad esempio chimichiere) le strutture del ponte vengono sistemate all’esterno.

E’ importante l’orientamento della corrugazione:corrugazione verticale per paratie trasversali e corrugazione orizzontale per paratie longitudinali (per evitare effetto fisarmonica sotto l’azione del momento flettente longitudinale)

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Tipologie strutturaliTipologie strutturaliParatie corrugate.

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Tipologie strutturaliTipologie strutturali

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Robustezza della naveRobustezza della naveIl problema della robustezza della nave viene analizzato dividendolo nelle seguenti parti:• robustezza longitudinale (trave scafo)• robustezza trasversale (telai trasversali)• robustezza torsionale• robustezza locale (apparati motori, …) I carichi che agiscono sulla nave sono statici e dinamici.

Robustezza longitudinaleE’ l’attitudine della nave a resistere a deformazioni secondo il suo asse longitudinale. Tali sollecitazioni sono presenti non solo in mare ondoso, ma anche a nave ferma in acque tranquille. Infatti, anche se globalmente in equilibrio, qualsiasi galleggiante è sottoposto a carichi localmente squilibrati:• le forme di carena, non simmetriche nel senso prora-poppa, portano a differenze di spinta• la diversa distribuzione dei pesi a bordo dà luogo ad una distribuzione di carico non omogenea

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Robustezza della naveRobustezza della naveRobustezza longitudinale

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Robustezza della naveRobustezza della navePeso e distribuzione dei pesi di nave scarica e asciutta

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Robustezza della naveRobustezza della naveRobustezza longitudinale

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Robustezza della naveRobustezza della naveRobustezza longitudinale. Sollecitazione ondosa

Al momento flettente che la nave ha in acque tranquille, va aggiunto il momento flettente d’onda.

Esso può essere valutato:

• da calcoli statici• dalle formule proposte dai registri di classifica• da calcoli diretti

Distribuzione longitudinale del momento flettente

d’onda fornita dai registri di classifica

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Robustezza della naveRobustezza della naveRobustezza longitudinale. Sollecitazione ondosa

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Robustezza della naveRobustezza della naveRobustezza trasversaleE’ la robustezza delle strutture che compongono gli anelli trasversali

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Robustezza della naveRobustezza della naveRobustezza torsionale

Essa è dovuta a squilibri dei carichi e delle sollecitazioni ondose nel senso longitudinale-trasversale.Sono particolarmente sensibili alle sollecitazioni torsionali le navi che hanno grandi aperture sui ponti (ad esempio navi portacontenitori). Su tali navi si viene di fatto a creare una sezione trasversale resistente aperta (ad U), che non è particolarmente adatta per sopportare sollecitazioni torsionali. Per conferire maggiore irrigidimento torsionale alla struttura, nelle navi portacontenitori vengono realizzate delle apposite strutture scatolari nella zona alta del doppio fianco.

Esempio di nave portacontainerEsempio di nave portacontainer

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Tipologie strutturaliTipologie strutturali

Sezione trasversale

di un traghetto

Sezione longitudinale di un traghetto classico (Sezione longitudinale di un traghetto classico (Ro-Ro pax))

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Tipologie strutturaliTipologie strutturali

Sezione trasversale di una cruise

Vista di poppa per due cruiseVista di poppa per due cruise

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Vista poppiera di una moderna cruiseVista poppiera di una moderna cruise

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