Onderdelen bekijkenSpanningstabellen, beladingscomputers en gedeeltelijk verlies van het intacte drijfvermogen
Dwarskracht en buigend moment over de scheepslengte
1De les in gewone woorden
Gewicht en opwaartse kracht kunnen langs een schip verschillen. Dat belast de scheepsligger, de romp als balk, met dwarskracht en buigend moment.
Twee verdelingen
Stel je het schip voor in korte moten. Elke moot heeft een eigen gewicht: staal, lading, brandstof en ballast. Elke moot krijgt ook opwaartse kracht door het water dat hij verplaatst. In totaal zijn die gelijk, dus het schip drijft. Per moot zijn ze zelden gelijk. Waar het gewicht groter is, wil de moot zakken; waar de opwaartse kracht groter is, wil hij stijgen. Het verschil per meter vormt de belastingskromme, in ton per meter (t/m).
Dwarskracht
De dwarskracht (SF) bij een doorsnede is de opgetelde nettobelasting vanaf één scheepseinde tot die doorsnede, in ton. Deze kracht probeert rompdelen verticaal langs elkaar te schuiven. SF is nul aan beide uiteinden. De piek ligt waar de belastingskromme van teken wisselt, vaak op een kwart van de lengte of bij een zwaar beladen ruim naast een leeg ruim.
Buigend moment
Het buigend moment (BM) bij een doorsnede is de opgetelde dwarskracht over de lengte, in tonmeter (t·m): de oppervlakte onder de SF-kromme. BM is nul aan beide uiteinden en het grootst waar SF door nul gaat, meestal nabij midscheeps. Een groot BM buigt de hele romp als een balk. Verwar dit niet met BM als metacentrische straal bij stabiliteit.
Eenheden op de computer
In sterktetabellen betekent t tonkracht: de gewichtskracht van één ton. Veel beladingscomputers tonen SF in kilonewton (kN) en BM in kilonewtonmeter (kN·m). Deel door 9,81 om te vergelijken: 180.500 kN is ongeveer 18.400 t; 1 t·m is ongeveer 9,81 kN·m.
Waarom dit je aangaat
Te grote SF kan de huidbeplating en schotten bij zwaar beladen ruimen laten knikken of scheuren. Te groot BM kan dek- of bodembeplating midscheeps doen scheuren. Je beïnvloedt beide met de volgorde van laden, lossen en ballasten. De volgende lessen behandelen op- en doorbuiging, daarna de sterktelimieten en de beladingscomputer.
2Stap voor stap
Rekenvoorbeeld: SF en BM van een bakvormig ponton
- 1
Neem een ponton van 100 m met vijf compartimenten van 20 m. Het leegscheepsgewicht is 1.000 t, gelijkmatig verdeeld (10 t/m). Laad 600 t in elk eindcompartiment.
De waterverplaatsing is 2.200 t. Een bakvormig ponton zonder trim heeft overal dezelfde opwaartse kracht: 2.200 ÷ 100 = 22 t/m.
- 2
Bepaal de belastingskromme. Het gewicht is 10 + 600 ÷ 20 = 40 t/m aan de uiteinden en 10 t/m in het midden. Nettobelasting = gewicht − opwaartse kracht.
Uiteinden +18 t/m (te zwaar), midden −12 t/m (te veel opwaartse kracht). De totale nettobelasting is nul.
- 3
Dwarskracht op 20 m van het uiteinde: 18 × 20 = 360 t.
SF is de opgetelde nettobelasting vanaf het uiteinde. Hier ligt de piek, waar de belasting van teken wisselt.
- 4
Dwarskracht midscheeps: 360 − 12 × 30 = 0 t.
SF gaat door nul, dus hier is BM maximaal.
- 5
Buigend moment op 20 m van het uiteinde: oppervlakte onder de SF-driehoek = ½ × 20 × 360 = 3.600 t·m.
BM is de oppervlakte onder de SF-kromme vanaf het uiteinde.
- 6
Buigend moment midscheeps: 3.600 + ½ × 30 × 360 = 9.000 t·m.
Tel de oppervlakten onder de SF-kromme vanaf het uiteinde tot midscheeps op, met hun teken.
3Kerngegevens
- Belastingskromme
- Gewicht − opwaartse kracht per meter, in t/m
- Dwarskracht (SF)
- Opgetelde nettobelasting vanaf één uiteinde tot de doorsnede, in t
- Buigend moment (BM)
- Oppervlakte onder de SF-kromme vanaf één uiteinde, in t·m
- Maximaal BM
- Waar SF door nul gaat, meestal nabij midscheeps
- Aan de uiteinden
- SF en BM zijn beide nul
- Eenheden
- 1 t ≈ 9,81 kN; 1 t·m ≈ 9,81 kN·m
4Kernpunten
- 1
Gewicht en opwaartse kracht zijn in totaal gelijk, maar niet per moot; het verschil vormt de belastingskromme.
- 2
SF is de opgetelde belasting (t); BM is de opgetelde SF (t·m).
- 3
BM is maximaal waar SF door nul gaat; SF piekt waar de belastingskromme van teken wisselt.
- 4
Controleer of de computer t en t·m of kN en kN·m gebruikt.
5Veelgemaakte fouten
Fout: Als het schip op zijn merken ligt, is de romp onbelast.
Goed: Het totale gewicht is gelijk aan de totale opwaartse kracht. Toch kan hun verdeling over de lengte grote SF en BM veroorzaken.
Fout: De dwarskracht is midscheeps het grootst.
Goed: SF piekt meestal op een kwart van de lengte, waar de belasting verandert. BM piekt meestal nabij midscheeps, waar SF nul is.
Fout: BM op het sterktescherm is de metacentrische straal.
Goed: Hier is BM het buigend moment in t·m of kN·m. De metacentrische straal BM bij stabiliteit is een lengte in meter.
6Praktijkgeval en examentips
Een bakvormig ponton van 100 m heeft een gelijkmatig verdeeld leegscheepsgewicht van 1.000 t en 1.200 t lading. Vergelijk alle lading in het middelste compartiment van 20 m met 240 t in elk van vijf compartimenten van 20 m. Wat geeft minder buiging midscheeps?
Toon het antwoord
Met alle lading midscheeps is de opwaartse kracht 22 t/m. De nettobelasting is −12 t/m buiten het midden en +48 t/m daarbinnen. SF bereikt −480 t op 40 m en keert midscheeps terug naar nul. BM = −9.600 − 2.400 = −12.000 t·m. Met 240 t per compartiment zijn gewicht en opwaartse kracht overal 22 t/m: nettobelasting, SF en BM zijn nul. De gelijkmatige verdeling geeft minder buiging midscheeps.
Examentips
- Belasting = gewicht − opwaartse kracht per meter; SF = opgetelde belasting; BM = opgetelde SF.
- SF is nul aan de uiteinden; BM is het grootst waar SF = 0.
- Houd rekening met het teken bij het optellen van oppervlakten onder de SF-kromme.
- Reken kN om naar t door te delen door 9,81.
Dit onderdeel afronden
Als je het gelezen hebt, beantwoord je drie vragen. Heb je ze alle drie goed, dan is het onderdeel afgerond; alleen de pagina openen telt niet.
Mijn notities bij dit onderdeel
Geen notities