船舶与海洋工程结构物构造第五讲

船舶与海洋工程结构物构造船舶工程学院邓忠超,HarbinEngineeringUniversity,六、双层纵骨架式舷侧结构,现在大型船舶多采用双壳纵骨架式舷侧结构双壳纵骨架式舷侧结构的组成舷侧外板内壳板(纵舱壁)强肋骨（横隔板）纵骨平台（甲板）,舷侧纵骨,舷侧纵骨一般采用球扁钢或T型材，沿船深方向等间距均匀布置。舷侧纵骨遇水密横隔板时，如在水密横隔板处切断，应该用肘板与横隔板连接。船长超过150m或纵骨采用高强度钢时，离船底和强力甲板0.1D范围内的舷侧纵骨应连续穿过水密横隔板。舷侧纵骨遇非水密横隔板，在非水密横隔板上开切口让其穿过，并用肘板相连。,内壳板及其纵骨,内壳板应伸展到舷侧全深或从双层底顶端到最上层甲板，内壳板的布置应尽量向首尾方向延伸并与该处结构有效连接和过渡内壳板的纵骨间距与舷侧纵骨间距相同，遇横隔板的连接方式同舷侧纵骨,平台及其纵骨,双壳内应设置若干纵向连续的平台，在平台下设置有23道纵骨,横隔板,双壳内与双层底肋板同一平面内应设置横框架或横隔板它与货油舱甲板强横梁、纵舱壁的垂直桁材、横向撑材和双层底的肋板构成横向强框架结构。横隔板上舷侧纵骨和内壳纵骨之间应设置加强筋。,七、舷侧结构与底部结构的连接,底部结构与舷侧结构在舭部通过舭部节点连接主肋板与肋骨下端一般采用舭肘板连接。,八、纵骨穿过横向构件的节点形式,为了保证纵向连续，通常在肋板（肋骨）上开切口让纵骨穿过或纵骨间断用肘板连接。连接形式分为:纵骨与非水密肋板连接纵骨与水密肋板连接,纵骨与非水密肋板连接,采用腹板焊接型切口的节点形式。它是在肋板上开切口让纵骨穿过，骨材腹板的一侧与肋板焊接。采用具有非水密衬板型切口的节点形式。它是在腹板焊接切口的基础上加上非水密衬板的连接形式，可用于承受较大载荷处。,纵骨与水密肋板连接,纵骨穿过水密肋板，用衬板封焊起来。当船长大于200m时，必须采用此结构形式。纵骨切断，用肘板与水密肋板连接。,第五章甲板结构,作用于甲板结构的主要外力横骨架式甲板结构纵骨架式甲板结构货舱口结构与支柱结构油船、散货船、集装箱船甲板结构的特点,HarbinEngineeringUniversity,一、作用于甲板结构的外力,船体总纵弯曲引起的拉伸和压缩应力。人员、设备重量及甲板上浪等横向载荷。各种集中载荷：如甲板上的集中力、上层支柱传来的集中力等。一般集中力的数值较大，由强横梁、甲板纵桁、支柱等直接承受。,二、甲板结构的结构形式,甲板大部分是单层板架结构。按骨架设置形式分为纵骨架式甲板结构和横骨架式甲板结构。甲板上有货舱口、机舱口等大开口及相关建筑，结构比较复杂。连续的上甲板主要承受总纵弯曲应力，所以大型船舶普遍采用纵骨架式结构。下甲板主要承受横向载荷，大多采用横骨架式结构。,三、横骨架式甲板结构,横骨架式甲板结构的横向强度好，制造方便。横骨架式甲板结构适用于小型船舶，内河船甲板，大中型船舶的下甲板、平台甲板、上甲板首尾区域等。横骨架式甲板结构由甲板板、横梁和甲板纵桁等构件组成。,1、甲板板,船舶的主体部分设有一层或几层全通甲板小型舰船仅有一层甲板大型船舶根据使用要求往往设置二层或多层贯通全船的连续甲板。按自上而下的顺序分别称为上甲板、第二甲板、第三甲板等。根据需要，有时在部分舱室中设置局部间断的平台甲板。,为了减少上浪及迅速排除积水，船舶上甲板通常为曲面形状，一般是首尾窄中部宽船长方向中部低于首尾端船宽方向中间高于两舷上甲板边线沿纵向向首尾端升高的曲线称为舷弧上甲板沿横向的拱形成为梁拱。梁拱高度一般为B/50到B/100非露天甲板和平台可做成平直的,1.1甲板的形状,1.2甲板板的布置,甲板板由许多钢板并合焊接而成。钢板的长边通常沿船长方向布置，且平行于甲板中线。沿甲板边缘与舷侧邻接的一列甲板板成为甲板边板。甲板边板需要保持一定的宽度，故沿舷边呈折线形状。,1.2甲板板的布置,在首尾端，由于甲板宽度减小，甲板列板的数目也要相应的减少，故可以将钢板沿横向布置在大开口之间也可将钢板沿横向布置,1.2甲板板的布置,甲板布置时，甲板板的边缝不宜设于大开口的四角，板缝与舱口横端至少应相距500mm甲板板排列时，应注意甲板上下构件的位置，避免甲板板缝与这些构件的焊缝相重合或太接近，一般要求两者的间距大于50mm,1.3甲板板的厚度分布,在各层甲板中，上甲板在保证船体总纵强度中的作用最大，故较下层甲板厚，一般称为强力甲板沿船长方向，船中0.4L区域内的甲板板应厚些，且保持厚度相同，向首尾两端逐渐减薄,1.3甲板板的厚度分布,沿船宽方向，甲板边板首尾连续，参与总纵弯曲，且经常积水易受腐蚀，是上甲板中最厚的一列板在舱口之间的甲板板，由于被舱口切断，不参与总纵弯曲，其厚度较薄些,2、横梁,甲板结构中的横向构件统称为横梁，设置在每档肋位上横梁的主要作用是支持甲板板，并将甲板的横向载荷传给舷侧和甲板纵桁横梁按其设置位置和尺寸大小可以分为4种普通横梁半横梁舱口端横梁强横梁,2.1普通横梁,普通横梁是横骨架式甲板结构中采用的主要构件，由尺寸较小的不等边角钢制成普通横梁的两端用梁肘板与舷侧主肋骨连接，梁肘板的高度不小于肋骨腹板高度的2倍普通横梁与甲板纵桁相遇时，纵桁腹板上开切口让横梁穿过，并且每隔24档肋距设置防倾肘板,2.2半横梁,舷侧至舱口边的横梁成为半横梁半横梁的剖面尺寸与普通横梁相同，因此又叫普通半梁半横梁的一端与舱口纵桁用肘板相连，另一端用梁肘板与主肋骨连接。,2.3舱口端横梁,舱口端横梁是位于舱口前后两端的强横梁，由尺寸较大的组合T型材制成，舱口一段采用组合角钢舱口端横梁与舱口纵桁的腹板等高，端横梁连续，纵桁间断，并相互牢固连接,2.3舱口端横梁,舱口端横梁与主肋骨的连接最好采用加大高度的圆弧形腹板代替梁肘板，圆弧形腹板上焊以加强筋舱口端横梁的主要作用是加强舱口处的强度。当在它的中点装设支柱，或在中线面设置半纵舱壁时，舱口端横梁还起着支持舱口纵桁的作用,2.4强横梁,为了更好地保证船体的横向强度，有时每隔几个肋位可设置强横梁。强横梁的位置与强肋骨配合，并与底部肋板组成牢固的横向框架。在甲板受力较大的部位，也可设置强横梁。强横梁尺寸较大，一般采用组合T型材。,3、甲板纵桁和舱口纵桁,甲板纵桁是在甲板结构中，沿舱口两边和甲板中心线布置的纵向强构件，由尺寸较大的组合T型材制成。甲板纵桁作用是支持横梁，同时保证纵向强度。,3、甲板纵桁和舱口纵桁,舱口纵桁是位于舱口两边的那段甲板纵桁，为了防止吊货时磨损绳索，通常采用组合角钢，即在相互垂直的腹板和面板的交角处焊接一圆钢，纵桁面板应偏向舷侧一边。舱口纵桁的作用是增加舱口处的强度。,4、甲板横梁与肋骨梁肘板的连接,横梁与肋骨、甲板纵桁必须用肘板牢固的连接，以增强节点处的刚性，并能相互传递作用力。横骨架式甲板结构中有许多肘板，有连接横梁和肋骨的梁肘板，连接横梁与甲板纵桁的防倾肘板等。,4、甲板横梁与肋骨梁肘板的连接,横梁与肋骨用梁肘板连接有3种形式：肘板与横梁和肋骨搭接。肘板与肋骨搭接，直接焊在横梁翼板上。肘板直接焊在横梁和肋骨的面板(翼板)上。,四、纵骨架式甲板结构,纵骨架式甲板结构的纵向强度好，但装配施工比较麻烦，主要用于总纵强度要求较高的大中型船舶的上甲板。纵骨架式甲板结构的组成甲板板甲板纵骨甲板纵桁强横梁,1、甲板纵骨,甲板纵骨是纵骨架式甲板结构中采用的主要纵向构件，由尺寸较小的球扁钢和不等边角钢制成。甲板纵骨的主要作用是保证船体总纵强度，保证甲板板的稳定性同时承受甲板板的横向载荷。,1.1甲板纵骨的安装布置,甲板纵骨平行于中线面布置型钢腹板垂直于基平面安装除了靠近舱口的一根纵骨背向船中线面以外，其余折边通常朝向船中线面甲板纵骨间距与船底纵骨间距一致，并与船底纵骨、横舱壁扶强材的位置配合,1.2甲板纵骨与横向构件的连接,甲板纵骨遇强横梁，应在强横梁的腹板上开切口让纵骨穿过，且与腹板焊接，并设防倾肘板。或在腹板上开与纵骨形状相似的切口，纵骨穿过腹板并在周围焊接。甲板纵骨与横舱壁的连接要求与底部纵骨相同。,2、甲板纵桁,甲板纵桁的结构和布置与横骨架式甲板结构中的甲板纵桁基本相同。甲板纵桁的作用主要是支撑横梁，同时承受总纵弯曲。,甲板纵桁与水密横舱壁的连接形式3种甲板纵桁在舱壁处间断，并加装肘板与舱壁扶强材连接甲板纵桁在舱壁处间断，纵桁腹板高度逐渐增大甲板纵桁连续穿过横舱壁，然后用衬板封焊切口，加装肘板与舱壁扶强材连接,2、甲板纵桁,3、强横梁,强横梁是在纵骨架式甲板结构中采用的主要横向构件，由尺寸较大的组合T型材或折边钢板制成。强横梁的作用是支持甲板纵骨，保证横向强度。在纵骨架式甲板上，一般每隔35档肋距设置一强横梁。在机舱和尾尖舱区域内，强横梁应设置在舷侧强肋骨的肋位上，以组成强框架结构。,4、强横梁与强肋骨的连接,强横梁和强肋骨的连接可采用以下三种形式：强横梁与强肋骨采用肘板连接，肘板趾端分别设置一防倾肘板。强横梁与强肋骨连接处的腹板升高代替肘板，且在趾端分别设置防倾肘板。强横梁与强肋骨之间腹板呈圆弧连接成一个整体结构，圆弧切点处设置加强肘板。,五、货舱口结构与支柱结构,货舱口结构舱口悬臂梁结构支柱结构,1、货舱口结构,在货船的甲板上开有大的货舱口，货舱口周围设有舱口围板。露天舱口围板在上甲板上面的高度至少为600mm，作用是增加舱口处的强度，防止海水灌入舱内，保障作业人员安全。,1、货舱口结构,舱口围板有纵向围板和横向围板舱口围板的位置与甲板下的舱口纵桁和舱口端横梁对齐围板上缘用半圆钢加强，围板边缘的四周装有水平的加强筋和垂直的肘板这些构件起防倾和增强刚性的作用半圆钢还可以减轻装卸货物时吊杆的钢丝绳与围板上缘的摩擦肘板应尽可能与甲板下面的舱口纵桁和舱口端横梁的防倾肘板装在同一个平面内,1、货舱口结构,甲板货舱口四角均为圆角，舱口角隅处的连接比较复杂。一种方式是舱口围板伸入甲板内，与甲板开口四周焊接。一种方式是甲板伸入舱口围板内，将围板分成上下两部分，上甲板以下的舱口围板纵桁与端横梁交叉处的面板可用一块菱形板连接。,2、舱口悬臂梁结构,用于装运特大特重货物的货船，货舱口宽度可达船宽的0.60.8倍，或者货舱口长度达到货舱长度的0.70.8倍。这种大舱口货船的甲板结构常采用悬臂梁结构形式。,2、舱口悬臂梁结构,悬臂梁结构是从舷侧悬伸至舱口边的强横梁。悬臂梁与强肋骨的连接采用半径较大的圆弧过渡。悬臂梁除了承受甲板的力外，还必须承受来自舱口围板及甲板纵桁的力的作用。,2、舱口悬臂梁结构,悬臂梁的剖面弯矩从舱口边到舷侧逐渐增大，因此悬臂梁的腹板做成逐渐加高的变断面梁。有了悬臂梁的支持，舱口纵桁的尺寸可以适当减小，并且舱内可不设支柱。,2、舱口悬臂梁结构,舱口悬臂梁可以在舱口范围内每档肋位或隔档肋位均匀设置。舱口悬臂梁也可在舱口长度中部集中设置13根尺寸较大的悬臂梁，在其它相应的肋位上仍设置一般的强横梁，但集中设置的悬臂梁尺寸很大，会影响大件货物的装载。,3、支柱结构,支柱是船舱内的垂向构件，由钢管或工字钢等做成。支柱的作用是支撑甲板骨架，主要承受轴向压缩力，但在装载液体的深舱内支柱也可能受到轴向压缩力。支柱一般采用圆管制成，也有钢板或其它型钢制成的各种剖面形状,3、支柱结构的布置,舱内支柱数目一般是24根4根支柱时通常设置在舱口的四角2根支柱时设置在舱口两端的船体中线上在多层甲板船上，支柱应尽可能设在同一垂线上为了有效地支持甲板骨架，支柱应设在甲板纵桁与横梁的交叉点上船舱支柱的下端则应设在底纵桁和实肋板等刚性较大的构件上，若支柱的间距较大则设在交叉点上,3、支柱两端的连接,上端设置垫板下端设置复板上下均安装肘板,六、油船甲板结构的特点,油船的甲板均为单层板架。货油舱区域大多采用纵骨架式结构，小型油船也有采用横骨架式结构的。,六、油船甲板结构的特点,油船纵骨架式甲板结构的骨架有高腹板的甲板纵桁。高腹板的纵桁既能增加甲板结构的强度，又能起制荡作用。,六、油船甲板结构的特点,货油舱不需要开大舱口，为了清舱，仅开设人员出入舱口，兼做膨胀井。,七、散货船甲板结构的特点,散货船上每个货舱设2-3个舱口，以提高装卸效率，货舱口的宽度较大。,七、