海洋学院船舶强度与结构设计..docx

1、船舶强度与结构设计课程设计成绩：姓名：同组人员：班级：学号：日期：2014年5月2日0目录1船体结构设计任务书. 22船体结构尺寸确定 .42.1 外板 .42.2甲板 .72.3.双层底 .82.4.舷侧骨架 .112.5.甲板骨架 .133中剖面构件尺寸汇总. 164中剖面模数计算 .175总纵强度校核 .186第二货舱中剖面结构图. 197参考文献 : .1911 船体结构设计任务书1 按 CCS 颁布的钢质海船入级与建造规范 （2006 年）设计下述船舶的船中剖面结构船 型：钢质单甲板、双底、单机单桨、单舵、纵横混合骨架形式结构、电焊焊接式的尾机型船兼运集装箱的近海多用途货船。主尺度：

2、船长L PP= 100m型宽 B =16.00m型深 D = 7.80m设计吃水 =6.10m肋距 s:Fr 32Fr 1340.65m其余0.60m纵骨间距：双层底0.62m舷侧外板0.50m顶边舱主甲板0.60m斜板0.662m方形系数Cb= 0.8265该船的中剖面草图见图1025R550600550860300730021BL2 与设计有关的条件上甲板舱口两侧及货舱船底采用纵骨架式结构，其余采用横骨架式。甲板间高： H=3m双层底高：第一货舱h=2.2m; 其余 H=1.3m舱口宽度： b=8m舱口长度：按说明选取最大静水弯矩（压载出港）： M s=13876t.m33船容系数： =1

3、.51m /t（即装载率r =1/1.51=0.66 t/m ）2上甲板货物计算载荷p=1.3t/m设计甲板骨架若需支柱时，规定在货舱内只设在中心线上，如图所示。23 提交作业a) 船体结构设计计算书。b) 用 1： 50 的比例绘出设计横剖面的结构图。计算书包括：（ a）对设计船特征（船型、主尺度、结构形式等）的概述，设计所根据的规范版本的说明等； （ b）按船底、船侧、甲板的次序，分别写出确定每一构件尺寸的具体过程，并明确标出所选用的尺寸。注意事项： 计算书应简明、清晰、便于检查。结构图应符合船舶制图规定，图上所标构件尺寸应与计算书中所选用尺寸一致。4 货舱设计方案该设计可采用下述两种方案

4、之一：（ 1）第一货舱：舱口从 108 124肋位，舱口长 l=11.2m 第二货舱：舱口从 77 93肋位，舱口长 l=11.2m 第三货舱：舱口从 43 59肋位，舱口长 l=11.2m 骨架采用常规结构形式。（ 2）第一货舱：舱口从106 124肋位，舱口长 l=12.6m第二货舱：舱口从70 94肋位，舱口长l=16.8m第三货舱：舱口从38 59肋位，舱口长l=14.7m骨架采用悬臂梁结构形式。5 设计参考书目 1 钢质海船入级与建造规范 （ 2006 年）中国船级社 2 船舶设计手册 （结构分册）国防工业出版社 3 船体强度与结构设计 （王杰德等主编）国防工业出版社1995 年出版

5、 4 船舶计算结构力学 （聂武等主编）哈工大学出版社2000 年出版32 船体结构尺寸确定2.1 外板2.1.1船底外板2.1.1.1船底为纵骨架式，船中0.4L区域内的船底板厚度t 应不小于按下列两式计算所得之值:t1 = 0.043s(L+230)Fbmm= 0.0430.62330 1.0= 9.93mmt 2 = 5.6s(dh1)Fb mm= 5.60.622.706= 10.61 mm式中：s纵骨间距，0.7m；d 吃水， 6.1m；h1=min(0.26C,0.2d)=1.22mL为船长 L=100m；f b = Fb取 Fb1.0船底外板实取： t = 13mm2.1.1.2离

6、船端 0.075L区域内的船底板厚度t 应不小于按下列式计算所得之值 :t=(0.035L+6)smmSb= 9.501.030= 9.78 mm式中： s纵骨间距，计算时应不小于SbS纵骨标准间距， S =0.0016L+0.5=0.66 mbbd 吃水， 6.1m ；L 为船长 L=100m船底外板实取：t=12mm规范（ 2.3.1.3）规范（ 2.3.1.3）船底外板取：t=13mm规范（ 2.3.1.4）船底外板取：t=12mm42.1.2平板龙骨2.1.2.1平板龙骨宽度b 应不小于按下式计算所得之值规范（ 2.3.2.1）b=900+3.50Lmm=900+350=1250 mm

7、平板龙骨宽度实取：b=1500mm2.1.2.2平板龙骨厚度应不小于按下式计算所得之值t =t 0+2.0 mm规范（ 2.3.2.2）=12+2.0=14 mm平板龙骨厚度实取：t=14mm式中： b平板龙骨的宽度平板龙骨取：L为船长 L=100m1500mm 14mmto计算所得船底板厚度2.1.3舭列板规范（ 2.3.3.1）2.1.3.1舭列板厚度 t 应不小于按下式计算所得之值：规范（ 2.3.1.3）t 1 = 0.043s(L+230)Fb mm= 0.0430.73301.0= 9.93mmt2 = 5.6s(d h1)Fb mm= 5.60.72.706= 10.61 mm式

8、中： s 为肋骨间距，计算时取值应不小于肋骨的标准间距规范（ 2.3.3.2）L为船长 L=100md=6.1mE=1+s2/S2Fb为折减系数为 1舭列板厚度：h 1=min(0.26C,0.2d)=1.22mt=13mm实取 t=13m2.1.4舷侧外板2.1.4.1船中部 0.4L区域内的横骨架式舷侧外板厚度（ 1）距基线3 D 以上的舷侧外板厚度t 应不小于系列规定：规范（ 2.3.4.24）t 1=0.073s1 (L+110) Fd mmE=0.073 0.7 0.948 210 1mm=10.18 mm距基线 3D以上t 2=4.2sdh2 mm4的舷侧外板厚度=4.20.72.

9、88t=12mm=8.47 mm实取厚度 t=12 mm5(2) 距基线1 D 以下（舭列板除外）的舷侧外板厚度规范（ 2.3.4.2）t 不应小于4按下两式计算所得之值：t 1 =0.72s 1 (110+L)Fbmm距基线1E4D 以下=0.0720.70.9482101（舭列板除外）=10.04 mm的舷侧外板厚度t2 =6.3s(d1bmmt=12mmh ) F=6.30.7*2.706=11.93 mm实取厚度t=12 mm(3)距基线 1 D 以上和 3 D 以下区域内的舷侧外板厚度t ，由上述44计算所得之值用内插法求得：取 t=12 mm式中： s-肋骨间距，计算时取值应不小于

10、肋骨的标准间距L-船长d 吃水Fd、 Fb 为折减系数E=1+s2/S2S为舷侧纵桁间距，3.0mh1 =min(0.26C,0.2d)=1.22h2 =min(0.5C,0.36d)=2.20m2.1.4.2离船端 0.075L 区域内的舷侧外板厚度：t =(0.035L+6)smmSb= 9.501.030= 9.78 mm实取厚度 t=12 mm2.1.4.3舯部0.4L 区域内的舷侧外板厚度不应小于端部舷侧外板厚度， 并应使船中部0.4 区 L 域外的舷侧外板厚度能逐渐向端部舷侧外板厚度过渡。2.1.5舷顶列板2.1.5.1舷顶列板宽度b 应不小于：b=800+5L mm=800+50

11、0=1300 mm但不必大于1800mm实取宽度b=1400 mm2.1.5.2 舷顶列板厚度 t 在中部 0.4L 区域内不小于相邻舷侧外板的厚度，且不小于按下两式计算所得之值：t1=0.085sE 1 ( L1110)Fdmm距基线1D以上4和 3D 以下区域4内的舷侧外板厚度 t=12mm规范（ 2.3.4.4）规范（ 2.3.1.4）离船端 0.075L 区域内的舷侧外板厚度 t=12mm规范（ 2.3.4.5）规范（ 2.3.5.1）舷顶列板宽度b=1400mm规范（ 2.3.5.2）6=0.0850.70.9482101=11.85 mm舷顶列板厚度实t2=1.05s L75 mm

12、取 t=13mm=1.050.713.23=9.72mm实取 t=13 mm式中： s肋骨间距，计算时取值应不小于肋骨的标准间距L 船长L1=LE=1+s2/S2 S为舷侧纵桁间距2.1.5.3船中部 0.4L区域内的舷顶列板的厚度，在任何情况下均应不小于强力甲板边板厚度的0.8倍。舷顶列板的厚度逐渐向两端规范（ 2.3.5.4）过度到端部的舷侧列板的厚度。13mm相邻舷侧外板的厚度12mm 满足要求2.2 甲板规范（ 2.4.2.1）2.2.1强力甲板2.2.1.1开口边线外强力甲板厚度t ，除应符合中剖面模数要求外，还应不小于按下列各式计算所得之值：开口边线外强力纵骨架式：甲板厚度t 1=

13、0.06s L110Fd实取 t=12mm1=0.060.702101=8.82 mmt2= 0.9sL75=0.90.713.32=8.33 mm式中： s纵骨间距L 船长L1=LFd-折减系数实取厚度t=12 mm2.2.1.2在开口边线以内的及离船端0.075L 区域内强力甲板厚度t应不小于下式计算之值：规范（ 2.4.2.2）t=0.9sL75=0.90.713.32=8.33 mm实取 t=10 mm实取 t=10 mm式中： s纵骨或纵骨间距L 船长2.2.1.3强力甲板最小厚度t 应不小于6 mm规范（ 2.4.2.3）72.2.1.4船中部强力甲板厚度应在船中部0.4L 区域内

14、保持相同，并逐渐向端部甲板厚度过度规范（ 2.4.2.5）2.2.2甲板边板2.2.2.1在船中部0.4L区域内的强力甲板边板宽度不小于以下计规范（ 2.4.3.1）算所得之值，但不必大于1800mmb=6.8L+500 mm=1180 mm实取 b=1400 mm强力甲板边板在端部的宽应不小于船中部宽度的65%b=0.651400=910 mm实取实取 b=1100 mmt=14mm 1400mm强力甲板边板厚度应不小于强力甲板厚度取 t =14 mm12 mm2.3.双层底规范（ 2.6.2.1）2.3.1中桁材2.3.1.1在船舶中剖面处应设置中桁材。中桁材高度 h0 在任何情况下应不小

15、于650 mm，且不小于按下十计算所得之值：h0=25B+42d+300 mm=2516+426.1+300=956.2 mm式中： B船宽d吃水实取0=1300 mmh2.3.1.2中桁材厚度 t 应不小于按下述规定：（ 1）船中部 0.4L区域内：规范（ 2.6.2.2）t 1=0.0077h 0+4 mm实取1300mm12mm=0.0077956.2+4=11.36 mm实取厚度t=12 mm（ 2）船端 0.075L 区域内， 中桁材厚度可比 （ 1）中的要求减少2mm（ 3）炉舱内中桁材厚度应较船中部0.4L 区域内中桁材厚度2.5mm式中： h0双层底计算高度2.3.1.3中桁材

16、在中部0.75L 区域范围内应连续，并应尽量向首尾柱延伸。2.3.1.4船中部 0.75L 区域内，中桁材上不应开人孔或减轻孔，在规范（ 2.6.2.4）个别特殊情况下一定要开孔时，应予以加强。规范（ 2.6.2.4）82.3.2旁桁材2.3.2.1旁桁材的数量对船宽大于12 m 但不大于20 m 的船舶 , 中桁材左右两侧至少各设1 道旁桁材2.3.2.2旁桁材的高度h=1200mm2.3.2.3桁材间距S=2800 mm2.3.2.4旁桁材的厚度可以比中桁材厚度减少3mmt=12-3=9 mm2.3.3纵骨架式肋板2.3.3.1实肋板间距d实肋板间距d = 650 mm肋板厚度与高度之比一

17、般不小于1 1302.3.3.2实肋板厚度tA: 在机舱区域为横骨架式，每一肋位设置实肋板：实肋板厚度不小于： t=0.007h0+1=8 mm高度不大于：h=t=1040 mm1130取 10 1000mmB: 在货舱区域为纵骨架式，每4 档肋位设实肋板：实肋板厚度不小于：t= （0.0077h 0 +1）（ 1+0.1 ）=9.57mm取： 101000mm2.3.2.3肋板上的每根纵骨处应设置垂直加强筋，加强筋间距不大于 1.5 mm，厚度与肋板相同，宽度为肋板高度的1/10 。取 t =10mm； h =100 mm2.3.4船底纵骨2.3.4.1船底纵骨标准间距Sb, 按下式计算：s

18、b0.0016L0.5=0.66 m2.3.4.2船底纵骨的剖面模数W应不小于按下式计算所得之值：Wo=8.5 f(d h1)sl 21.73Fb=8.51(6.1+1.22)0.621.86 21.731=204.33 cm3规范（ 2.6.10.2）实取1300mm9mm规范（ 2.6.11.2）实取101000mm实取10 1000mm规范（ 2.6.11.2）规范（ 2.6.12.1）规范（ 2.6.12.2）实取L15010010，3w=208.2cm带板选用60089实取L15010010， w=208.2 cm 3带板选用60082.3.4.3 内底纵骨的剖面模数W为船底纵骨模数

19、的 85%规范 2.6.12.3W=0.85204.33=173.68cm3L130 90 12 ，3w=176.6 cm实取 L13090 12， w=176.6 cm 3带板选用 6008带板选用 6008式中： s纵骨间距l - 纵骨跨距，但不小于 1.5md吃水f 系数，有中间垂直撑柱时为0.52 ，无则为 1.02.3.5内底板及内底边板（纵骨架式）2.3.5.1内底板的厚度 t规范（ 2.6.9.1）A：在船中部0.4 L 区域内 :t=0.04L+5s+2.1=9.6 mm实取 t=12 mmB：在机舱区域内 :t=0.055L+4.8=10.3 mm规范（ 2.6.9.2）实取

20、 t=12 mmC：船端部 0.075 L 区域内的厚度为船中0.4L 区域内厚度的 0.9倍：t=0.9 船中 =8.64 mm实取 t=12 mm2.3.5.2内底边板的厚度 t规范（ 2.6.9.3）当船长小于或等于 110m时，较内底板增加 1.5mmt=12+1.5=13.5 mm2.3.5.3内底边板应在每个肋位处设置通达邻近底纵骨的肘板，肘板边缘应作加强，肘板厚度与肋板相同。2.3.6舭肘板2.3.6.1舭肘板厚度与实肋板相同取t=10mm规范（ 2.6.15.1）2.3.6.2舭肘板的面积宽度：舭肘板的自由边缘应有面板或折边,规范（ 2.6.15.2）面板或折边的宽度一般为其厚

21、度的10 倍，故实取 b100规范（ 2.6.15.3）mm2.3.6.3舭肘板的高度与宽度相等，故实取h=b=100 mm10规范（ 2.7.1.1）2.4.舷侧骨架2.4.1标准间距肋骨的标准间距Sb 应为按下式计算所得之值：Sb=0.0016L 1 +0.5=0.66 m2.4.2主肋骨规范（ 2.7.2.1）2.4.2.1 （ 1）除首尾尖舱外, 货舱主肋骨的剖面模数W 应不小于按下式计算所得之值：W=CC1sd l 2cm 3=4.8510.656.1 3.25 2 =203.11 cm3式中： s肋骨间距d 吃水l 肋骨跨距，无论如何应不小于D ，在从尾尖舱至距首垂线 0.2L 之

22、间的区域内，应取用船中的肋骨跨距，在从距首垂线0.2L至防撞舱壁之间的区域内，应取用该区中最大的肋骨跨距l=3.0m20.65dcD =4.851.45DlC1- -系数，90m 时， c1=12.4.2.2在任何情况下， 主肋骨的剖面模数应不小于甲板间肋骨的规范（ 2.7.2.6）剖面模数，且不小于 20cm32.4.2.3主肋骨的剖面惯性矩I 应不小于下式计算之值：规范（ 2.7.2.7）I=3.2wl=2112.44 cm4带板 60012，选用 L15010010 ， W=208.2 cm3 ，I=2681 cm4（ 2）首、尾尖舱内的肋骨的剖面模数应不小于W 和剖面惯性距规范（ 2.

23、7.2.8）I 应不小于按下式计算所得之值：W = 4.6 sdD=4.6 0.60 6.1 7.8=131.32cm311I= 3.5Wl = 3.5 203.11 3.25=2488.10 cm4选用 L15010010W=208.2cm3 ， I =2681 cm42.4.3甲板间肋骨2.4.3.1甲板间肋骨的剖面模数W应不小于按下式计算之值：规范（ 2.7.2.9）W=CC1sd lDcm3=3.83 1 0.65 6.1 3.25 2.8=138.19 cm3式中： s肋骨间距d-吃水l 肋骨跨距 ,3mD-型深C系数，取 C=0.7+4d/D=3.83C1-系数 ,c90m ， c

24、1 =1；选用L1309010， W=153.8cm32.4.4舷侧纵桁2.4.4.1支持主肋板的舷侧纵桁的剖面模数W及剖面惯性矩I 应分规范（ 2.7.3.1）别不小于按下列两式计算之值W=7.8hbl 2cm3=7.81.5 31.95 2=133.47cm3式中： b舷侧纵桁支持面积的宽度mh从舷侧纵桁跨距中心至上甲板边线的垂直距离ml 舷侧纵桁的跨距选 用 选用 W=146 cm3W=146 cm32.4.4舱口端梁下肋骨2.4.4.1舱口端梁的主肋骨的剖面模数W应不小于所规定的普通主规范（ 2.7.2.4）肋骨剖面模数的 1.67倍W=1.67 203.11 =339.19cm3选用

25、 L18012012 ， W=348.3cm32.4.4.2舱口端梁下的甲板间肋骨的剖面模数应不小于普通甲板规范（ 2.7.2.10）肋骨剖面模数的 1.67倍W=1.67 138.19=230.78cm312选用 L15010012 ， W=240.7 cm32.5.甲板骨架2.5.1甲板负荷2.5.1.1露天甲板计算压头ho=1.202(1003L150)1000Dd= 1.37 m2.5.1.2距首垂线 0.15L 以后的甲板设计载荷为 1.3t / m2h=0.14P+h0-1.2=0.141.3+1.48-1.2=0.352m2.5.2甲板横梁2.5.2.1甲板横梁的剖面模数W 应不

26、小于下列计算之值：WBshl 2cm3=160.6 1.37 2.8 2=103.11 cm3s-横梁间距 s=0.6h 甲板计算压头l 横梁跨距， l =2.8m2.5.2.2甲板横梁的腹板高度应不小于60mm选用 L 120 80 10 W=108 cm32.5.3甲板纵桁2.5.3.1支持横梁的甲板纵桁的剖面模数W 应不小于下式之值：W=4.75bhl 2cm3=4.75 31.37 3.5 2=239.15cm3式中： b甲板纵桁所支承面积的平均宽度，；h甲板的计算压头，L 甲板纵桁的跨距，选用 W=256 cm32.5.3.2甲板纵桁的剖面惯性距I 应不小于下式计算之值：规范（ 2.

27、8.1.1表（ 2.8.1.1）规范（ 2.8.2.3）规范（ 2.8.2.1）规范（ 2.8.3.2）选 用 W=256 cm3规范（ 2.8.3.5）13I=2W l =2246.13 3.5=1722.93 cm4式中： W 本节所要求的甲板纵桁剖面模数，L 甲板纵桁的跨距，2.5.4甲板舱口纵桁2.5.4.1剖面模数 WW =7hb l 2=7 1.37 410.5 2=4229.19 cm3式中： h 甲板的计算压头，b 甲板舱口甲板纵桁所支承面积的平均度， L 舱口甲板纵桁的跨距，规范（ 2.8.8.1）选用1275014260选用12750142602.5.4.2强横梁剖面惯性矩

28、：I=2.6W l =2.6 4229.19 2.8=30788.50 cm4式中： L 下甲板舱口甲板纵桁的跨距W 本节所求的剖面模数2.5.5甲板舱口端横梁2.5.5.1在中剖面设置纵桁和支柱2.5.5.2剖面模数 WW =4.6chA l=4.64 1.37 41.65 2.8=2939.76cm3式中 :l 端横梁的跨距，A载荷面积，h甲板的计算压头，c系数，根据舱口纵桁距中纵剖面的距离12750选用14260规范（ 2.8.8.1）规范（ 2.8.9.1）12750选用14260142.6.支柱2.6.1布置形式规范（ 2.10.1.1）2.6.2支柱载荷2.6.2.1 对支柱所受的

29、载荷P，应按下式计算：P=7.06abh+P0=7.0613.3 8 1.37=1029.12KN式中： a支柱所支持的甲板面积的长度，b 支柱所支持的甲板面积的平均宽度，h 支柱所支持的上甲板的计算压头，P0上方支柱所传递的载荷，2.6.2.2经查表取2.6.2.3支柱剖面校核：规范（ 2.10.2.1）支柱的剖面积 A 不小于按下式计算之值：=112.22cm式中： P支柱所受的载荷l 支柱的有效长度，即为支柱全长的0.8 倍管形支柱的壁厚不小于按下两式计算之值：规范（ 2.10.2.1）=11.1mmd p315t7.875mm40402.6.3支柱下上方的结构加强管形支柱和空心矩形剖面

30、支柱的上端应与由有效肘板支持的板相连接。在在支柱的下方应设置复板或加厚板。2.7.舷墙设计2.7.1舷墙的高度hh=1.1 m2.7.2舷墙板厚度bB=6mm2.7.3舷墙支撑肘板的间距ss=1.2 mm2.7.4支撑肘板根部的剖面模数W应不小于按下式计算所得之值W=(30+0.45L)SH 2 = (30+0.45 100) 0.65 1.1 2= 58.99 cm3规范（ 2.10.3.1）规范（ 2.10.4.1）规范（ 2.19.1.2）规范（ 2.19.2.1）规范（ 2.19.2.3）规范（ 2.19.2.4）153 中剖面构件尺寸汇总序号1船体结构名称船底板平板龙骨舭列板外板舷侧

31、外板舷顶列板强力甲板甲板边板甲板横梁位置选材t=13mm14mm 1500mmt=12mm距基线 3/4D 以t=12mm上距基线 D/4 以t=12mm下距基线 D/4 以t=12mm上和 3/4D 以下13mm 1400mmt=12mm14mm1400mmL 120 80 10234甲板纵横甲板甲板舱口纵横甲板舱口端横梁中桁材旁桁材普通肋板船底纵骨内底纵骨船底骨架（双层底）内底板舭肘板主肋骨甲板间肋骨舷侧骨架舷侧纵桁舱口端梁下肋骨在船中部0.4 L区域在机舱区域船端部0.075 L 区域1275014 26012 7501426012mm1300mm9mm1300mm10mm1200mmL15010010 带板600 8L1309012带板 6008t=12mmt=12mmt=12mmt=10mm b=100mmh=100mmL150100 10L1309010L180120 12164 中剖面模数计算序构件名称数尺寸 /mm位置