主船体结构初算-船DNVPPT课件

.,1,符号说明-常规参数,L，设计船长，单位m，粗算时可以取总长。L1，取L，但不必大于300m。B，船宽，单位m。Ds或D，型深，单位m。T，设计吃水，单位m。TM，最小设计吃水，单位m。通常，对干货船取0.35T，对液货船取2+0.02L。y，计算位置距中性面的垂直距离，单位m。z，计算位置到基线的垂直距离，单位m。,.,2,符号说明-常规参数,l，跨距，或者叫做支撑长度，单位m。S，强梁之间的间距，单位m。p,设计压力kN/m2，具体计算在后面的计算中会再次提到。，舱内液体的密度，如果是海水，取值，1.025t/m3。方型系数CB，可以从做稳性的同事处得到。s，型材间距，未注明情况下单位取m,通常我们取型材间距在0.55m到0.75m之间。,.,3,符号说明-应力参数,ZB，中剖面模数，单位cm3。，系数。远洋船取1，港口或遮避海域取0.5。Ms，静水弯距，单位kNm。Mw，波浪弯距，单位kNm。Mw=-0.11*Cw*L2*B*(CB+0.7)，中垂；Mw=0.19*Cw*L2*B*(CB+0.7)，中拱。f2b(f2d)，应力系数,f2b(f2d)=5.7*(Ms+Mw)/ZB。,.,4,符号说明-稳性参数,GM，初稳性高，metacentricheight,inm。kr，横摇回转半径，单位m。以下是近似计算值,.,5,符号说明-稳性参数,TR，横摇周期，单位s。由下式和30s中取小值。,k，系数。有舭龙骨取1.2；无舭龙骨取1；有有效的减摇装置取0.8。c，系数。c=(1.25-0.025*TR)*k。横摇角，单位弧度。=50*c/(B+75),.,6,符号说明,波浪系数Cw，按下表选取：设计最高航速或最大拖航速度V，单位knots.重力加速度g0，取9.81m/s2.,.,7,符号说明-加速度系数,加速度参数a0，由下面的公式计算得到：,.,8,符号说明-垂向加速度,合成垂向加速度av，从下面的式中计算：式中的系数kv见下页的图。,.,9,符号说明-系数kv,式中的系数kv的系数选择：,.,10,符号说明-螺旋升角,螺旋上升周期按下式计算。,.,11,符号说明-压力相关系数,f，从所在的横向位置的水线到舷顶列板的最高点的距离，单位m。kf,计算吃水，单位m，kf=min(T,f)。ks，系数，计算如下：,.,12,符号说明-压力相关系数,压力参数pl，单位kN/m2，从下式计算。,压力参数ppd，单位kN/m2，从下式计算。,.,13,符号说明-压力相关系数,pdyn，计算压力损失，由做Pt0与前面的定义一样；k,首楼甲板距首0.2L以内取0.01；0.7D以上有2层甲板的中间甲板，或上建或甲板室把船舯0.4L覆盖50%以上的第一层在此范围的甲板，取0.01；其余取0。,.,23,强力甲板纵骨计算,纵骨的剖面模数由下式计算：,p=p1-p13;,在船中0.4L见下表，其它的强力甲板取160f1。,.,24,强力甲板横梁计算,横梁的剖面模数要满足下面的要求：,横梁的剖面模数要满足下面的要求：,式中p=p1-p13；其余的参数见上一页的定义。,.,25,强梁尺寸的选取,对于强梁，一般我们选用T型材，除了满足剖面模数的要求外，还要满足下面的要求。请看下页的示意图。支撑距离就是L1和L2中的大值。通常B20*tf，如果采用偏心的T型材，单边的宽度B15m应该在跨距的中点加防倾肘板。,.,78,二层甲板和尖舱肋骨,二层甲板肋骨是在下甲板或边上的下水平桁与最上层的上建甲板在防撞舱壁和尖舱之间的肋骨。,.,79,二层甲板和尖舱肋骨,剖面模数不能小于下面两式中的大者。,k=6.5对尖舱骨材=4.0对二层甲板骨材p=p1p8,哪一个相关,.,80,舷侧外板强梁厚度要求,腹板和面板厚度要求：,k=0.01L1通常情况下=0.02L1在货油舱和压载舱放货区的边界=0.03L1(最大=6.0)在尖舱位置对于单壳船，腹板同时还要满足:t=12s+tk(mm),.,81,舷侧外板强梁面板宽度,如果是对称的，厚度不能小于宽度的1/30如果是非对称的，厚度不能小于单边面板宽度的1/15对于机舱区域，面板宽度还不能小于35Smm,.,82,尖舱垂向强梁跨距,尖舱垂向强梁跨距不能大于2.25+L/400m，否则需要水平桁或平台甲板支撑,.,83,舷侧简单强梁的剖面模数,p=p1p4=1.15p5=p6p8,哪一个相关b支撑宽度，单位m,.,84,舷侧简单强梁的许用应力,在船中0.4L对纵向连续强梁适用上式，最大取160f1=160f1对船中0.4L内的其它强梁在其它位置可以线性插值纵向强梁=160f1可以适用于压力为p6和p8的任何情况下f2=距中性轴的应力系数f2b=距中性轴的应力系数f2d,.,85,舷侧强梁腹板的许用最小截面积,k=0.06对水平连续强梁和垂向梁的上端=0.08对垂向梁的下端h=腹板高度，单位mp=p1p7,看哪个相关腹板面的载面积在中部可以为0.5A,.,86,首部砰击加强压力,首部砰击加强的范围为从首柱向后0.1L。砰击压力：,C=0.18(CW0.5ho),最大为1.0CW=波浪系数，见第6页ho=从计算点到吃水的垂直距离(m)Cf=1.5tan(+)=4.0,最大,.,87,首部砰击加强压力,=0.4(cos+sin),横摇角，见第5页，螺旋升角，见第10页=外飘角，单位弧度，在计算位置的舷侧外板和垂线之间的夹角=计算位置水线和纵骨线之间的夹角，单位弧度，参考下页的图示,外飘角通常tan=(a1+a2)/hd,.,88,首部砰击加强示意图,.,89,首部砰击部分板厚,首部砰击部分板厚计算：,首部砰击部分板厚计算：,ka=(ka10.25ka2)2kal=1.1通常情况下=1.22在圆柱形或锥形首部，扶强材是垂向或径向，当sR/10时，要特殊考虑R=外板的曲率半径，单位m,.,90,首部砰击部分板厚,ka2=s/l,但不能小于0.4,也不必大于1.0l=板厚的长度，单位mf=材料的最小屈服极限，单位N/mm2,.,91,舱壁结构的计算压力,.,92,舱壁的板厚不小于下面二式,p=p1p9,看哪个相关=160f1对纵舱壁在中性轴位置与船长无关时的垂向扶强材=140f1对纵舱壁上纵向扶强材在船中0.4L内中性轴位置，但是，当取用压力p6或p7时可以用160f1在中性轴以上或以上，可以到甲板或底板线性减小，前提是假设扶强材方向和材料系数与板材一样,.,93,舱壁的板厚,=160f1对舱壁在距首垂线0.05L以内或距尾垂线0.1L以内，或横舱壁=220f1对水密舱壁，防撞舱壁例外，当应用压力为p1时在这些特殊位置之外可以进行线性插值,.,94,舱壁的板厚,k=0.03对纵舱壁，货油舱和压载液货舱的双壳舱壁除外=0.02在尖舱，横舱壁，货油舱和压载液货舱的双壳舱壁=0.01对其它的舱壁,.,95,槽形舱壁的板厚,tn=相连接的面板或幅板的板厚，单位mm，但不能大于t其余的参数,s,p,tk见前面其它舱壁的取值,.,96,货舱区纵舱壁板厚,货舱区纵舱壁板厚还要满足下式：,参数的定义和前面的一样,.,97,舱壁上扶强材的剖面模数,p=p1p9,看哪个相关在船中0.4L内，最大160f1,=160f1距离垂线0.1L内在这些特殊位置之外的地方可以线性插值,.,98,舱壁上扶强材的剖面模数,对纵骨=160f1可以用在适于压力p6到p7附带震荡压力p9的任何情况下当压力p1适用时，对水密舱壁许用应力可以增加60f1，防撞舱壁除外f2=应力系数，在中性轴以下为f2b=在中性轴以上为f2d,.,99,扶强材的尺寸要求,k=0.01L1通常情况下=0.015L1在货油舱和压载舱放货区以及尖舱h=型材高度mmg=65有面板的型材=20扁钢,.,100,垂向和横向扶强材,p=p1p9,看哪一个相关=160f1对液舱，货舱和防撞舱壁=220f1对水密舱壁m=7.5对垂向扶强材简支一端或两端=10对横向或垂向扶强材两端刚性固定=10对水平槽形舱壁两端固定=13对垂向槽形舱壁,上端固支,.,101,垂向和横向扶强材,m=20对垂向槽形舱壁,上端柔性连接=ms对垂向槽形舱壁,下端连接到stool(漏斗)=8ms/(ms-4)对垂向槽向舱壁在跨距的中点m(max)=13,.,102,垂向和横向扶强材,bc=stool和槽形舱壁焊接处stool的宽度，单位mbs=stool在内底板处的宽度，单位mHS=stool的高度，单位mhdb=双层底的高度，单位mldb=在stool之间的货舱长度，单位m，如果没有stool不能大于6HS或6hdb,.,103,舱壁上强梁尺寸要求,k=0.01L1通常=0.02L1对腹板,面板和肘板在货油舱和压载舱的放货区=0.03L1(=6.0最大)对腹板,面板在尖舱腹板除了满足上面的要求外，还要满足：t=12s+tk(mm)s，腹板上加强筋间距，单位m.,.,104,舱壁上强梁剖面模数,p=p1p3=1.15p4=p5p9,看哪个相关b=支撑宽度，单位m,在船中0.4L纵向连续强梁=160f1对其它的强梁,.,105,舱壁的特殊要求-轴隧,在弯曲部分的板厚可以取相同型材间距的平板的90%如果顶部没有天花板，在货舱开孔下方的板厚要增加2mm轴隧需要保证水密在有限航区R2,R3,R4可以没有轴隧，需要有效的保护措施，轴承和填料函可以接受,.,106,舱壁的特殊要求-槽形舱壁,在垂向槽形舱壁的上端和下端必需有足够宽的平板来支撑当槽形舱壁的面板被取消时应正常设计强梁设计槽形舱壁上下端时要谨慎，在双底底的下方要有与面板成一条线的对应结构,.,107,舱壁的特殊要求-支撑舱壁,舱壁做为甲板的支撑时应作为柱子考虑，带板取40t，t为舱壁的板厚扶强材的剖面模数Z=2l2scm3支撑甲板结构的扶强材间距不应超过甲板型材间距的2倍，同时也不超过1.5m在最下层板厚不小于7.5mm，在二层舱不小于6.5mm在最下层槽深不小于150mm，在二层舱不小于100mm,.,108,舱壁的特殊要求-大舱冲击压力,当舱室宽度大于0.56B或长度0.13Lls0.15L时，需要考虑大舱的冲击压对距离横舱壁0.25ls的强构件，冲击压：,对距离纵舱壁0.25bs的强构件，冲击压：,.,109,舱壁的特殊要求-大舱冲击压力,kf=1-2(0.7-h/H)2h=注入液体的高度(m)H=液舱高度(m)，在0.15ls或0.15bs之内GM=最大GM包括自由液面修正系数GMminimum=0.12B(m),.,110,舱壁的特殊要求-大舱冲击压力,ls=有效受冲击舱室长度，单位m，对两端舱壁：,对制荡舱壁：,.,111,舱壁的特殊要求-大舱冲击压力,bs=受冲击的舱的有效宽度，单位m，对无制荡舱壁：,对有制荡舱壁：,.,112,舱壁的特殊要求-大舱冲击压力,l=舱室长度，单位mb=舱室宽度，单位mnt=在舱内的制荡舱壁的数量，要求t0.5t=在考虑注入液位线以下的制荡舱壁上开孔的面积与该液位线以上的总面积比,.,113,舱壁的特殊要求-大舱冲击压力,如对注入液位高度没有限制，h=0.7H.n2=web-ringframes在整个舱室内的数量t=web-ringframes在考虑液位线以下的开孔面积与该线以下的总面积比,.,114,舱壁的特殊要求-大舱冲击压力,nl=纵向制荡舱壁的数量，要求l0.5l=和t类似，只是取的是纵向制荡舱壁n4=纵向ring-girders的数量l=类似t只不过取的是纵向ring-girders,.,115,舱壁的特殊要求-大舱上部冲击压力,距离舱室端部或制荡舱壁0.15ls处,.,116,舱壁的特殊要求-大舱上部冲击压力,距离舱室端部或制荡舱壁0.15bs处,距离舱室端部或制荡舱壁0.15bs处,分别在0.15ls和0.15bs之外到0.3ls和0.3bs的压力可以过渡到0在0.15ls和0.15bs拐角处的压力不能小于pi(横向的)或pi(纵向的)+0.4pi(横向的),.,117,舱壁的特殊要求-大舱上部冲击压力,垂向舱壁距离水平甲板或斜甲板0.1ls或0.1bs范围内可以从上面拐角处的压力减少50%,h=最大允许注入液面高度(m)H=舱室高度(m)，在0.15ls或0.15bs内=计算平板和垂向平面的夹角,.,118,舱壁的特殊要求-大舱下部冲击压力,在有双层底的大舱中如果没有内部横向或纵向的梁来限制液体的流动，在高度(2h0.2ls或20.56B应该计算冲击压力pi的作用板厚不小于：,舱壁上扶强材的剖面模数不小于：,.,123,舱壁的特殊要求-大舱抗冲击,每一端的抗剪面积都不能小于：,lp=扶强材的受冲击的长度,最大为跨距l,但不必大于0.1ls或0.1bskp=对冲击压结果的修正系数=1.1-10l/ls,最小0.35.h=扶强材高度，单位m,.,124,舱壁的特殊要求-大舱抗冲击,如果扶强材在大舱内，扶强材腹板板厚t=5+spi/(100f1)+tk(mm)扶强材在强梁上的连接面积要满足下式：1.7AF+AW=2ASAF=连接法兰的面积，单位cm2AW=连接腹板的面积，单位cm2.,.,1