钢质船舶规范法结构设计(2)外板及内底板

1、项目四项目四 钢质船舶规范法结构设计钢质船舶规范法结构设计 第一节第一节了解规范的适用范围了解规范的适用范围 第二节第二节船体外板及内底板设计船体外板及内底板设计 第三节第三节 甲板板设计甲板板设计 第四节第四节组合型材的剖面设计组合型材的剖面设计 第五节第五节船底结构设计船底结构设计 第六节第六节舷侧结构设计舷侧结构设计 第七节第七节甲板结构设计甲板结构设计 第八节第八节舱壁结构设计舱壁结构设计 第九节第九节总纵强度总纵强度 4.2 船体外板及内底板设计船体外板及内底板设计 要求：要求： l熟悉规范关于船体熟悉规范关于船体外板、内底板的规定外板、内底板的规定 l掌握确定船体掌握确定船体外板、

2、内底板尺寸的外板、内底板尺寸的方法方法 一、一、 外板的组成和作用外板的组成和作用 二、外板的受力二、外板的受力 1.总纵弯曲应力：总纵弯曲应力： 船底板承受总纵弯曲正应力；舷侧板是船体梁的腹船底板承受总纵弯曲正应力；舷侧板是船体梁的腹 板，承受总纵弯曲剪应力和沿型深变化的正应力。板，承受总纵弯曲剪应力和沿型深变化的正应力。 2.横向荷载：横向荷载： 直接承受舷外水压力、舱内液体压力，使板格产生局直接承受舷外水压力、舱内液体压力，使板格产生局 部弯曲。部弯曲。 横荷重横荷重船体骨架发生局部弯曲船体骨架发生局部弯曲 3.波浪砰击力：波浪砰击力： 船在波浪中航行时，升沉和纵摇船在波浪中航行时，升沉

3、和纵摇首部船底出首部船底出 水，其重新入水之际，会发生严重的砰击，过高的砰水，其重新入水之际，会发生严重的砰击，过高的砰 击压力使首部外板及其骨架破坏，甚至会出现总纵强击压力使首部外板及其骨架破坏，甚至会出现总纵强 度的不足。度的不足。 4.局部振动力：局部振动力： 如船体尾部如船体尾部螺旋桨的工作而产生的脉动水压力的螺旋桨的工作而产生的脉动水压力的 作用。作用。 5.冰块的挤压：冰块的挤压： 冰区航行的船舶，首部水线附近，外板受冰块挤压力冰区航行的船舶，首部水线附近，外板受冰块挤压力 作用。作用。 6.偶然性荷重：偶然性荷重： 建造、修理建造、修理坞墩的反力，搁浅、擦底、碰撞等意坞墩的反力，

4、搁浅、擦底、碰撞等意 外荷载作用。外荷载作用。 l外板主要承受总纵强度荷重及直接承受水压力荷重，外板主要承受总纵强度荷重及直接承受水压力荷重， 这两者是决定外板厚度的基本依据。其它受力情况，这两者是决定外板厚度的基本依据。其它受力情况， 可以按外板局部强度考虑。可以按外板局部强度考虑。 三、外板尺寸三、外板尺寸 l外板设计：确定不同部位的板厚外板设计：确定不同部位的板厚 l特点：厚度沿全船变化特点：厚度沿全船变化各处外板作用、受力各处外板作用、受力 不同不同 l板厚分布规律：板厚分布规律： （1）沿船长方向：）沿船长方向：*如图如图4一一2所示所示 l把船长划分成几个区域，不同区域外板厚度不同

5、：把船长划分成几个区域，不同区域外板厚度不同： l把船长划分成几个区域，不同区域外板厚度不同：把船长划分成几个区域，不同区域外板厚度不同： l中部中部0.4 L范围内的外板厚度主要由总范围内的外板厚度主要由总 纵强度及板格局部强度决定纵强度及板格局部强度决定 l首、尾首、尾0.1L范围内的外板厚度主要由范围内的外板厚度主要由 局部强度决定局部强度决定 l中间为过渡区，厚度可较中部适当减中间为过渡区，厚度可较中部适当减 薄。薄。 l但船长在但船长在30m以下的小船，首、尾外板可以与中以下的小船，首、尾外板可以与中 部相同，亦不设过渡区。部相同，亦不设过渡区。 总纵弯曲应力小，中部与首尾外板厚度均

6、由总纵弯曲应力小，中部与首尾外板厚度均由 板格局部强度、腐蚀等因素决定板格局部强度、腐蚀等因素决定 图图4-2 外板厚度沿船长的分布外板厚度沿船长的分布 0 . 1L0 . 1L过渡区 过渡区舯部0 . 4L区域 （2） 沿型深方向：沿型深方向： l船底板：水压力及总纵弯曲应力均比舷侧板大，故应相对船底板：水压力及总纵弯曲应力均比舷侧板大，故应相对 厚些；厚些； l平板龙骨：除了参加总纵弯曲，还要承受龙骨墩的反力、平板龙骨：除了参加总纵弯曲，还要承受龙骨墩的反力、 搁浅、积水腐蚀等作用，所以应当厚些；搁浅、积水腐蚀等作用，所以应当厚些； l舷侧顶列板：因还要传递剪力，亦应厚些。舷侧顶列板：因还

7、要传递剪力，亦应厚些。 l但船长但船长L30m的小船，舷侧往往设计成一列板。的小船，舷侧往往设计成一列板。 l即，沿型深方向除平板龙骨外，其它外板均等厚即，沿型深方向除平板龙骨外，其它外板均等厚 。 l原因：原因： M型深有限，受力不大型深有限，受力不大 M一般均设钢质护舷材，相当于加强了舷侧顶列板，理论上舷一般均设钢质护舷材，相当于加强了舷侧顶列板，理论上舷 顶列板可减薄顶列板可减薄 M小船碰撞机会多、水线附近又易腐蚀，理论上舷侧外板应加小船碰撞机会多、水线附近又易腐蚀，理论上舷侧外板应加 厚厚 四、按四、按内规内规规范确定外板尺寸规范确定外板尺寸 l先计算中部船底板厚度先计算中部船底板厚度

8、 l再确定其他部位各列板板厚再确定其他部位各列板板厚【与船底板厚度有关与船底板厚度有关】 （一）船底板（一）船底板 （1）船中部的船底板：）船中部的船底板： l考虑总纵强度要求，其厚度考虑总纵强度要求，其厚度t应不小于按下式计算应不小于按下式计算 所得之值：所得之值： t =a（Ls） mm L船长，船长，m； s肋骨或纵骨间距，肋骨或纵骨间距，m； a航区系数，航区系数，A级航区船舶取级航区船舶取a1，B级航区船级航区船 舶取舶取a0.85，C级航区船舶取级航区船舶取a0.7； 、系数，按骨架型式由表系数，按骨架型式由表4-5选取。选取。 表表4-4 、系数的取值系数的取值 骨架骨架 型式型

9、式 纵骨纵骨 架式架式 0.0664.5-0.8 横骨横骨 架式架式 0.0764.5-0.4 l按局部强度要求，船底板厚度按局部强度要求，船底板厚度t不小于按下式计算所得之值：不小于按下式计算所得之值： 式中：式中：d吃水，吃水，m； s肋骨或纵骨间距，肋骨或纵骨间距，m； r半波高，半波高，m，按航区确定。，按航区确定。 l船底板厚度取船底板厚度取的大者，但无论如何不应小于最小厚度的大者，但无论如何不应小于最小厚度tmin； 【内规内规规定，船底板在任何情况下，厚度不得小于规定，船底板在任何情况下，厚度不得小于3.0mm】 l最后确定的厚度，应以计算值为基础，采用增量方法确定构件尺寸。最后

10、确定的厚度，应以计算值为基础，采用增量方法确定构件尺寸。 （1）如果计算板厚小于）如果计算板厚小于 10mm， 则则 M小数点后的数值小数点后的数值小于小于 0.25mm 时，舍去；时，舍去； M大于或等于大于或等于 0.25mm并小于并小于 0.75mm时时取取 0.5mm，如无此规格板材则，如无此规格板材则 应进应进 1mm。 M大于或等于大于或等于 0.75mm 时时进进 1mm； （2）如果计算所得板厚大于）如果计算所得板厚大于 10mm，小数点后的数值，小数点后的数值四舍五入四舍五入。 4.8ts dr （2）其他部分的船底板）其他部分的船底板 l首、尾部船底板厚度：首、尾部船底板厚

11、度： 不小于船中部船底板厚度。不小于船中部船底板厚度。 l过渡区域的船底板厚度：过渡区域的船底板厚度： 不小于船中部厚度的不小于船中部厚度的0.8倍，但也要满足船底板的最倍，但也要满足船底板的最 小厚度的要求。小厚度的要求。 （二）（二） 平板龙骨平板龙骨 l船中部平板龙骨厚度船中部平板龙骨厚度：按船中部底板厚度增加按船中部底板厚度增加 1mm l首、尾部平板龙骨厚度：不小于船中部船底板厚度首、尾部平板龙骨厚度：不小于船中部船底板厚度 l平底船平板龙骨厚度：可与船中部船底板厚度相同平底船平板龙骨厚度：可与船中部船底板厚度相同 l平板龙骨的宽度：不小于平板龙骨的宽度：不小于0.1B，且应不小于，

12、且应不小于0.75m （三）舭列板厚度（三）舭列板厚度 l按船中部船底板厚度增加按船中部船底板厚度增加 0.5mm l船底板厚度大于船底板厚度大于 8mm时，可与船底板相同时，可与船底板相同 l如舭部为折角型，当用如舭部为折角型，当用连接型材连接型材与船底板及舷侧外与船底板及舷侧外 板对接或搭接相连时，板对接或搭接相连时，型材厚度型材厚度也应符合上面的规定也应符合上面的规定 l圆舭的舭列板宽度应至少超过舭部圆弧以外圆舭的舭列板宽度应至少超过舭部圆弧以外 100mm，并应超过实肋板面板表面以上，并应超过实肋板面板表面以上 150mm。 l舭板与船底板、舷侧板采用搭接焊接时，舭板应位舭板与船底板、

13、舷侧板采用搭接焊接时，舭板应位 于船底板和舷侧板的外层。于船底板和舷侧板的外层。 l搭接宽度搭接宽度 b应不小于按下式计算所得之值应不小于按下式计算所得之值【但不应但不应 大于大于 45mm】 ： b= 2 t 15 mm 式中：式中：t 搭接接头中较薄板的厚度，搭接接头中较薄板的厚度，mm。 （四）舷侧外板厚度（四）舷侧外板厚度 l船中部及过渡区域舷侧外板厚度应不小于船底板厚船中部及过渡区域舷侧外板厚度应不小于船底板厚 度的度的 0.9倍倍 l（其他船型的倍数有所不同，取值要参考规范的相（其他船型的倍数有所不同，取值要参考规范的相 关条文）关条文） 2. 首、尾部舷侧外板厚度，应不小于船中部

14、船底板首、尾部舷侧外板厚度，应不小于船中部船底板 的厚度。的厚度。 （五）舷侧顶列板厚度（五）舷侧顶列板厚度 l船中部舷侧顶列板的厚度：船中部舷侧顶列板的厚度： M应不小于强力甲板边板厚度的应不小于强力甲板边板厚度的 0.85 倍倍 M不小于舷侧外板厚度增加不小于舷侧外板厚度增加 1mm 取其大者取其大者 l舷侧顶列板厚度可逐渐向首尾减至首尾舷侧外板厚度舷侧顶列板厚度可逐渐向首尾减至首尾舷侧外板厚度 l兼作护舷材的舷侧顶列板厚度应按舷侧外板厚度增厚，其兼作护舷材的舷侧顶列板厚度应按舷侧外板厚度增厚，其 增厚值增厚值t应不小于按下式计算所得之值：应不小于按下式计算所得之值： t =0.05L2.

15、5mm 式中：式中：L船长，船长，m。 l舷顶列板宽度：在强力甲板以下的宽度应不小于舷顶列板宽度：在强力甲板以下的宽度应不小于 0.1D，且，且 应不小于应不小于 250mm l舷侧顶列板高出甲板的上缘应平整；在船中部舷侧顶列板高出甲板的上缘应平整；在船中部0.4L范围内范围内 的舷侧顶列板的甲板以上部分，不应开设流水孔。的舷侧顶列板的甲板以上部分，不应开设流水孔。 （六）首尾封板厚度（六）首尾封板厚度 平头型船的首封板厚度应按首部平板龙骨厚度增加平头型船的首封板厚度应按首部平板龙骨厚度增加 1mm，尾封板厚度应与尾部平板龙骨厚度相同。，尾封板厚度应与尾部平板龙骨厚度相同。 （七）局部加强（七

16、）局部加强 l主机座下的船底板主机座下的船底板 l尾轴出口处的外板尾轴出口处的外板 l螺旋桨叶梢附近的外板螺旋桨叶梢附近的外板 均应按船中部船底板厚度增加均应按船中部船底板厚度增加12mm。 l尾轴架穿过处外板：厚度增加尾轴架穿过处外板：厚度增加0.5倍或加等厚复倍或加等厚复 板板 l锚链筒出口处的外板及其下方的一块外板厚度应锚链筒出口处的外板及其下方的一块外板厚度应 增加增加0.5倍或加等厚复板倍或加等厚复板 l测深管下方的外板应设垫板测深管下方的外板应设垫板 （八）（八）外板开口外板开口 l干舷甲板以下的外板开口，应为圆形或椭干舷甲板以下的外板开口，应为圆形或椭 圆形圆形 l船中部的矩形开

17、口的角隅应为圆角，并须船中部的矩形开口的角隅应为圆角，并须 用用1.5倍原厚度的加厚板，或用等厚复板补倍原厚度的加厚板，或用等厚复板补 强。强。 l船中部以外的开口：视具体情况决定是否船中部以外的开口：视具体情况决定是否 需要补偿需要补偿 （九）内底板厚度（九）内底板厚度 l应先按船中部的船底板计算公式计算，并不小于应先按船中部的船底板计算公式计算，并不小于 所得结果的所得结果的0.8倍。倍。 l载货部位内底板厚度载货部位内底板厚度t尚应不小于按下式计算所尚应不小于按下式计算所 得之值：得之值： l式中：式中：s肋骨或纵骨间距，肋骨或纵骨间距，m； Mh计算水柱高度，计算水柱高度，m，自内底板

18、上缘量至干舷甲，自内底板上缘量至干舷甲 板边线（或舱棚顶板与围壁板交线）的距离。板边线（或舱棚顶板与围壁板交线）的距离。 5.5ts h （九）内底板厚度（九）内底板厚度 l应先按船中部的船底板计算公式计算，并不小于所得结应先按船中部的船底板计算公式计算，并不小于所得结 果的果的0.8倍。倍。 l载货部位内底板厚度载货部位内底板厚度t尚应不小于按下式计算所得之值：尚应不小于按下式计算所得之值： M式中：式中：s肋骨或纵骨间距，肋骨或纵骨间距，m； Mh计算水柱高度，计算水柱高度，m，自内底板上缘量至干舷甲板边线，自内底板上缘量至干舷甲板边线 （或舱棚顶板与围壁板交线）的距离。（或舱棚顶板与围壁板交线）的距离。 l