船体底部结构(精选PPT)

船舶底部结构 船舶与海洋结构物构造第3讲 主讲教师 秦洪德 qinhongde 手机1 2 船舶与海洋结构物构造byHong deQIN 1 船舶底部结构的受力特点2 底部结构的结构形式分类3 横骨架式单层底结构4 纵骨架式单层底结构5 横骨架式双层底结构6 纵骨架式双层底结构 2 2 看山是山 看水是水 看山不是山 看水不是水 看山仍是山 看水仍是水 by青原行思 综合 分解 再综合 by秦洪德总体定性 部分定量 总体定量 by秦洪德 3 2020 4 21 1 船舶底部结构的受力特点 纵向载荷 总纵弯曲拉压应力 横向载荷 船底水压力 液舱内水的压力 货物和机器设备的重力 船舶进坞时龙骨墩的反力等 偶然载荷 船舶搁浅或者航行于浅水航道时 船底可能与河床摩擦等 船舶与海洋结构物构造byHong deQIN 4 2020 4 21 2 底部结构的结构形式分类 船舶与海洋结构物构造byHong deQIN 根据底部的骨架形式及是否有内底 单层底横骨架式单层底纵骨架式双层底横骨架式双层底纵骨架式 5 2020 4 21 3 横骨架式单层底结构 船舶与海洋结构物构造byHong deQIN 组成 船底板 内龙骨 肋板内龙骨 中内龙骨旁内龙骨 6 2020 4 21 3 横骨架式单层底结构 船舶与海洋结构物构造byHong deQIN 中内龙骨是位于船体中线面上的纵向连续构件 用钢板条焊接成T型材 中内龙骨通常是连续贯通整个船长范围的 仅在首尾端可以在肋板处间断 或者在横舱壁处间断 7 2020 4 21 3 横骨架式单层底结构 船舶与海洋结构物构造byHong deQIN 中内龙骨的作用 参与总纵弯曲及底部板架的局部弯曲 保证总纵强度和局部强度 联接肋板 为肋板提供支撑 防止肋板歪倒 承受墩木反力 8 2020 4 21 3 横骨架式单层底结构 船舶与海洋结构物构造byHong deQIN 中内龙骨的尺寸 中内龙骨的高度通常与主肋板相同中内龙骨的面板面积至少为肋板面板面积的1 5倍中内龙骨的厚度由强度计算决定 9 2020 4 21 3 横骨架式单层底结构 船舶与海洋结构物构造byHong deQIN 旁内龙骨是对称地布置在中内龙骨两侧的纵向构件 采用焊接T型材或者钢板折边型材 根据船宽的不同 每侧可以设置1道或者2道旁内龙骨 型材的腹板垂直于基平面安装 在肋板处间断 与肋板焊接 在首尾端由于船宽变窄 旁内龙骨的间距可以逐渐减小 10 2020 4 21 3 横骨架式单层底结构 船舶与海洋结构物构造byHong deQIN 旁内龙骨的作用 连接肋板 为肋板提供支撑 防止肋板歪倒 承受并分散偶然性集中载荷的作用 将力传递到更多的肋板上 11 2020 4 21 3 横骨架式单层底结构 船舶与海洋结构物构造byHong deQIN 旁内龙骨的位置和尺寸 旁内龙骨应该尽可能与甲板纵桁布置在同一个平面内 以简化结构 便于构件之间相互连接传递外力 便于布置支柱可以使甲板纵桁 舱壁扶强材 旁内龙骨组成一个封闭的纵向框架 更好地相互支持 旁内龙骨的尺寸 一般以主肋板为准 取同样的高度和厚度 12 2020 4 21 3 横骨架式单层底结构 船舶与海洋结构物构造byHong deQIN 用带有面板或折边的肘板将内龙骨与舱壁连接 肘板的厚度与内龙骨腹板厚度相同 高度为1到1 5倍内龙骨腹板高度 中内龙骨的面板通常在舱壁处间断 而腹板则可连续 也可间断 旁内龙骨的腹板通常间断 内龙骨与横舱壁的连接 13 2020 4 21 3 横骨架式单层底结构 船舶与海洋结构物构造byHong deQIN 内龙骨与横舱壁的连接 将中内龙骨的面板在一个肋距内逐渐加宽一倍 与舱壁连接 腹板可连续 也可间断 旁内龙骨腹板通常间断 14 2020 4 21 3 横骨架式单层底结构 船舶与海洋结构物构造byHong deQIN 内龙骨与横舱壁的连接 将内龙骨的腹板在一个肋距内逐渐升高至1 5倍腹板高度 直接与舱壁连接 15 2020 4 21 3 横骨架式单层底结构 船舶与海洋结构物构造byHong deQIN 内龙骨与横舱壁的连接 内龙骨腹板连续通过舱壁 而面板间断在舱壁上开口 让内龙骨连续通过 16 2020 4 21 3 横骨架式单层底结构 船舶与海洋结构物构造byHong deQIN 肋板是设置在每个肋位处的横向构件 采用焊接T型材或钢板折边型材 肋板在中线面处间断 并与中内龙骨焊接 为了疏通舱底的积水 靠近内龙骨的肋板下缘开有半圆 半径为30 75mm 或长圆形的流水孔 也可扩大焊缝接口作为流水孔 肋板的主要作用是承担横向强度 并将底部载荷传递给舷侧 17 2020 4 21 3 横骨架式单层底结构 船舶与海洋结构物构造byHong deQIN 在每档肋骨位置设置肋板 一般间距为0 5m 0 7m 间距随船的大小和肋板所在的区域不同而改变 肋板腹板的高度沿船宽可以变化 在底部中部区域 肋板向两舷沿伸的腹板高度可以逐渐减小 在舭部区域 因肋板受剪切力较大 必须有足够的腹板面积 故要求在离中线面3 8船宽处的腹板高度不得小于中线面处腹板高度的1 2 这是为了保证该处肋板的强度和刚度 以防止肋板发生破坏 肋板的高度通常取肋板跨距的1 20左右 应按照规范要求选取 18 2020 4 21 3 横骨架式单层底结构 船舶与海洋结构物构造byHong deQIN 为了减轻结构重量 可以在肋板和旁内龙骨腹板上开圆形或椭圆形减轻孔 开孔的直径或高度不应超过腹板高度的一半 开口尺寸过大 会导致腹板丧失稳定性 在开孔的边缘应焊接扁钢圆环或其他加强型材 中内龙骨上不允许开孔 位于支柱下方的肋板和旁内龙骨上不允许开孔 19 2020 4 21 4 纵骨架式单层底结构 船舶与海洋结构物构造byHong deQIN 纵骨架式单层底结构由船底板 内龙骨 肋板和数量较多的船底纵骨等组成 内龙骨包括中内龙骨和旁内龙骨 其结构 布置和作用和横骨架式单层底结构相同 20 2020 4 21 4 纵骨架式单层底结构 船舶与海洋结构物构造byHong deQIN 肋板间距较大 每隔几个肋位设置一个肋板 间距通常大于1米肋板的作用是保证船底的横向强度 支持船底纵骨 肋板的位置和作用 21 2020 4 21 4 纵骨架式单层底结构 船舶与海洋结构物构造byHong deQIN 船底纵骨是沿纵向设置的较小的骨材 大多用球扁钢或不等边角钢 大型船也有用T型钢制成的纵骨 船底纵骨平行于中内龙骨 纵向密集设置 球头朝向船中 船底纵骨的作用是支持外板并提高船底纵向强度 纵骨腹板垂直于外板安装 纵骨的位置和作用 22 2020 4 21 4 纵骨架式单层底结构 船舶与海洋结构物构造byHong deQIN 在小型船上 肋距通常1 0m到1 5m 总间距为0 3m到0 6m 考虑到焊接变形和施工方便 最小间距不得小于0 25m到0 4m 根据船的大小决定 旁内龙骨间距一般为1m到2m 每舷有1 3根 肋距和旁内龙骨的间距 23 2020 4 21 5 横骨架式双层底结构 船舶与海洋结构物构造byHong deQIN 双层底结构用于主尺度较大的船 在底部骨架上铺设有内底板 设置内底的目的在于提高船的抗沉性 增强船的生命力 此外 在底舱内还可以装油 装水 起压载舱的作用 提高船的稳性 内底长度较大时 0 15L 参与抵抗总纵弯曲 同时对横向强度和局部强度有利 为了便于施工及使用维修 内底与外底之间必须有一定的高度 一般大于0 7米 24 2020 4 21 5 横骨架式双层底结构 船舶与海洋结构物构造byHong deQIN 横骨架式双层底结构的组成 外底板内底板底纵桁 中底桁和旁底桁 各种形式的肋板组成 25 2020 4 21 5 横骨架式双层底结构 船舶与海洋结构物构造byHong deQIN 中底桁位于中线面 连接平板龙骨和内底板 纵向连续 由一系列垂直布置的板组成 中底桁的高度即双层底的高度 中底桁应尽量向首尾延伸 除在首尾端区域内可以间断外 其它区域应该连续 中底桁 26 2020 4 21 5 横骨架式双层底结构 船舶与海洋结构物构造byHong deQIN 中底桁 中底桁的作用是承受总纵弯曲 坞墩反力及其它外力 在首尾端 中底桁的高度可以根据结构上和工艺上的需要适当升高或降低 中底桁的厚度一般在整个船长方向不变 27 2020 4 21 5 横骨架式双层底结构 船舶与海洋结构物构造byHong deQIN 旁底桁 旁底桁是位于中底桁两侧对称布置得纵向构件 由一系列钢板组成 旁底桁上一般开有人孔和减轻孔 开孔高度不得大于旁底桁高度的一半 28 2020 4 21 5 横骨架式双层底结构 船舶与海洋结构物构造byHong deQIN 旁底桁 旁底桁的作用是防止肋板歪倒皱褶及分散可能受到的集中外力 旁底桁在向首尾端延伸的过程中应逐渐降低高度减小剖面 不应突然中止以免引起应力集中 29 2020 4 21 5 横骨架式双层底结构 船舶与海洋结构物构造byHong deQIN 肋板是为于船底肋位上的横向构件横骨架式双层底结构中肋板通常有四种形式 主肋板水密肋板框架肋板 也称为组合肋板 轻型肋板 肋板 30 2020 4 21 5 横骨架式双层底结构 船舶与海洋结构物构造byHong deQIN 主肋板也称为实肋板 是开有人孔 或减轻孔 流水孔 透气孔和通焊孔的非水密肋板 主肋板有两种布置方式 一种是在每个肋位上都设置肋板 常用于机舱 锅炉及推力轴承座下 一种是每隔2 4个肋距设置一个主肋板 主肋板上开人孔高度应不大于双层底高度的一半 圆形人孔的最小直径为450mm 长圆孔的最小尺寸为320mm 450mm 不做人孔用的减轻孔尺寸可以减小 主肋板下缘开流水孔 上缘开透气孔 31 2020 4 21 5 横骨架式双层底结构 船舶与海洋结构物构造byHong deQIN 水密肋板 没有任何开孔而且在规定压力下不透水的肋板 通常在水密横舱壁下都设有水密肋板 水密肋板可能单面受到局部液体压力 因此其厚度比主肋板厚 并且在板的一面设置密集的垂直加强筋 加强筋的间距小于900mm 水密肋板与水密的底纵桁一起将双层底分隔成若干互不相通的舱室 32 2020 4 21 5 横骨架式双层底结构 船舶与海洋结构物构造byHong deQIN 框架肋板也叫组合肋板 通常由内底横骨 梁 船底肋骨和肘板等组成框架结构内底横骨和船底肋骨用不等边角钢制成 并用折边肘板与中底桁和内底边板连接 大型船采用组合肋板 可有效地减少钢材重量 33 2020 4 21 5 横骨架式双层底结构 船舶与海洋结构物构造byHong deQIN 在不设置主肋板的肋位上 可设置轻型肋板代替框架肋板 以方便施工 轻型肋板的厚度与主肋板相当 但是允许有较大的减轻孔 34 2020 4 21 5 横骨架式双层底结构 船舶与海洋结构物构造byHong deQIN 内底板是水密铺板 长边沿船长方向布置 在每个双层底舱的内底板上 开有呈对角线布置的人孔 人孔上装置水密的人孔盖 35 2020 4 21 5 横骨架式双层底结构 船舶与海洋结构物构造byHong deQIN 内底边板有下倾式 上倾式 水平式和折曲式 在散货船上采用上倾式 利于散货的装卸作业 水平式施工方便 强度好 折曲式适用于航行在多礁石浅水航道的船舶 安全性好 但占货舱容积多 结构复杂 施工不便 36 2020 4 21 5 横骨架式双层底结构 船舶与海洋结构物构造byHong deQIN 内底板的厚度应考虑到腐蚀余量 内底边板应该比内底板厚些 并应具有足够的宽度 双层底结束时 内底板常逐渐变窄为中内龙骨和旁内龙骨的面板 37 2020 4 21 6 纵骨架式双层底结构 船舶与海洋结构物构造byHong deQIN 纵骨架式双层底结构组成 外底板内底板底纵桁 中底桁和旁底桁 肋板纵骨 船底纵骨和内底纵骨 组成 38 2020 4 21 6 纵骨架式双层底结构 船舶与海洋结构物构造byHong deQIN 39 2020 4 21 6 纵骨架式双层底结构 船舶与海洋结构物构造byHong deQIN 纵骨架式双层底结构的特点 内外底板由密集的纵骨支持 增加了板的刚性和稳定性 提高了底部的纵向强度 因此其内外底板可以比横骨架式薄些 这样可以减轻结构重量 现代大中型船舶普遍采用这种骨架形式 40 2020 4 21 6 纵骨架式双层底结构 船舶与海洋结构物构造byHong deQIN 中底桁和旁底桁 与横骨架式双层底结构类似 41 2020 4 21 6 纵骨架式双层底结构 船舶与海洋结构物构造byHong deQIN 在双层底中线面处设置的沿船长方向的一条水密的箱形通道 通常由防撞舱壁通向机舱前端壁 用于集中布置各种管路 避免管子穿过货舱而妨碍装货 又称为管隧 箱形中底桁 42 2020 4 21 6 纵骨架式双层底结构 船舶与海洋结构物构造byHong deQIN 箱形中底桁的布置有两种方式 一种是一道侧板位于中线面上 另一道侧板偏向船的一舷 采用环形框架的形式一种是侧板对称与中线面布置 采用内外底横骨的形式 箱形中底桁 43 2020 4 21 6 纵骨架式双层底结构 船舶与海洋结构物构造byHong deQIN 箱形中底桁 箱形中底