船舶强度与结构设计课程设计论文

1、 . . . 船舶强度与结构设计课程设计目 录1.船体结构设计任务书.12.船体结构尺寸确定.32.1外板.32.2甲板.62.3双层底.72.4舷侧骨架.102.5甲板骨架.132.6支柱.(略)2.7舷墙设计.143.中剖面构件尺寸汇总.154.中剖面模数计算.165.总强度校核.176.第二货舱中剖面结构图.197.参考文献.20 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（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：计算船长L=120m型宽B=16.00m 型

2、深D=7.80m设计吃水d=6.10m 肋距s:Fr32Fr134 0.65m 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12 与设计有关的条件上甲板舱口两侧与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）：Ms=13876t.m船容系数：=1.51m3/t（即装载率r =1/1.51=0.66 t/m3）上甲板货物计算载荷 p=1.3t/m2设计甲板骨架

3、若需支柱时，规定在货舱只设在中心线上，如图所示。 3 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 第一货舱：舱口从106124肋位，舱口长l=12.6m第二货舱：舱口从7094肋位，舱口长l=16.8m第三货舱：舱口从3859肋位，舱口长l=14.7

4、m骨架采用悬臂梁结构形式。5 设计参考书目 1.钢质海船入级建造规.:人民交通,2006; 2 中国船级社.船舶设计手册（结构分册）.:国防工业.20043 王杰德.船体强度与结构设计.:国防工业.1995;4 聂武.船舶计算结构力学.:哈工大学.2000.船体结构尺寸确定2 船体结构尺寸确定1.外板1.1 船底外板1.1.1船底为纵骨架式，船中0.4L区域的船底板厚度t应不小于按下列两式计算所得之值: t1 = 0.043s(L+230) mm = 0.0430.73501.0 = 10.54 mm t2 = 5.6s mm = 5.60.72.77 = 10.16 mm 式中： 故Fb=1

5、s纵骨间距，0.7m； d吃水，6.1m； L为船长 L=120m； 取船底外板 实取：t = 12mm规（2.3.1.3）规（2.3.1.3）1.1.2离船端0.075L区域的船底板厚度t应不小于按下列式计算所得之值:t=(0.035L+6) mm = 10.21.04 = 10.27 mm式中：s纵骨间距，计算时应不小于Sb，取0.7m Sb纵骨标准间距，Sb=0.0016L+0.5=0.69 m d吃水，6.1m；L为船长 L=120m 船底外板实取：t=12mm规（2.3.1.4）1.2平板龙骨1.2.1平板龙骨宽度b应不小于按下式计算所得之值 b=900+3.50L mm=900+4

6、20=1320 mm平板龙骨宽度实取：b=1500mm1.2.2 平板龙骨厚度应不小于按下式计算所得之值t=t0+2.0 mm=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 L为船长 L=120m to计算所得船底板厚度规（2.3.2.1）1.3舭列板1.3.1舭列板厚度t应不小于按下式计算所得之值：t1 = 0.043s(L+230) mm = 0.0430.73501.0 = 10.54 mm t2 = 5.6s mm = 5.60.72.77 = 10.86 mm 实取t=12m式中：s为肋骨间距，计算时取值应不小于肋骨的标准间距 L为船长 L=120m

7、d=6.8m E=1+s2/S2 S为船底纵骨或龙骨间距 Fb为折减系数 h1=1.56 KL 为材料系数 r= 1200mm规（2.3.3.1）规（2.3.1.3）规（2.3.3.3）1.4舷侧外板1.4.1船中部0.4L区域的横骨架式舷侧外板厚度 （1）距基线D 以上的舷侧外板厚度t应不小于系列规定： t1=0.073s(L+110) mm=0.0730.70.952301mm =11.17 mmt2=4.2s mm =4.20.72.88 =8.47 mm实取厚度t=12 mm (2) 距基线D以下（舭列板除外）的舷侧外板厚度t不应小于按下两式计算所得之值：t1=0.72s(110+L)

8、 mm =0.0720.70.952301 =11.01 mmt2 =6.3s mm =6.30.652.7 =11.05 mm实取厚度t=12 mm(3) 距基线D以上和D以下区域的舷侧外板厚度t，由上述计算所得之值用插法求得： 取t=12 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 d吃水 Fd、Fb为折减系数 E=1+s2/S2 S为舷侧纵桁间距，3.0m规（2.3.4.2）规（2.2.1.4）规（2.2.1.4）1.4.2离船端0.075L区域的舷侧外板厚度：t=(0.035L+6) mm=10.61 mm实取厚度t=12 mm1.4.3舯部0.4L 

9、区域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区域外的舷侧外板厚度能逐渐向端部舷侧外板厚度过渡。规（2.3.4.4）规（2.3.1.4）规（2.3.4.5）1.5舷顶列板1.5.1舷顶列板宽度b应不小于： b=800+5L mm =800+600 =1400 mm实取宽度b=1400 mm规（2.3.5.1）1.5.2舷顶列板厚度t在中部0.4L区域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= mm =0.0850.70.952301 =13.OO mm t2= mm =1.050.713.96 =10.26 mm实取t=14 mm式中：s肋骨间距，计算时

10、取值应不小于肋骨的标准间距 L船长 L1=L E=1+s2/S2 S为舷侧纵桁间距规（2.3.5.2）1.5.3 船中部0.4L区域的舷顶列板的厚度，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过度到端部的舷侧列板的厚度。 14>0.810 满足要求规（2.3.5.4）2甲板2.1 强力甲板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：t1=0.060.702301=9.66 mm t2= =0.90.713.96 =8.80 mm实取厚度t=12 mm式中：s纵骨间距 L船长 L1=L Fd-折减系数规（

11、2.4.2.1）2.1.2在开口边线以的与离船端0.075L区域强力甲板厚度t应不小于下式计算之值： t= =0.90.7 13.96 =8.79 mm实取t=10 mm式中：s纵骨或纵骨间距 L船长2.1.3 强力甲板最小厚度t应不小于6 mm2.1.4 船中部强力甲板厚度应在船中部0.4L区域保持一样，并逐渐向端部甲板厚度过度规（2.4.2.2）规（2.4.2.3）规（2.4.2.5）2.2 甲板边板2.2.1在船中部0.4L区域的强力甲板边板宽度不小于以下计算所得之值，但不必大于1800mm b=6.8L+500 mm =1316 mm实取b=1400 mm强力甲板边板在端部的宽应不小于

12、船中部宽度的65%b=0.651400 =910 mm实取b=1100 mm强力甲板边板厚度应不小于强力甲板厚度取t=14>12规（2.4.3.1）3.双层底3.1 中桁材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于650，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h0=1200 mm规（2.6.2.1）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：t1=0.0077h0+4 mm =0.0077956.2+4 =11.36 mm实取厚度t=1

13、2 mm（2）船端0.075L区域，中桁材厚度可比（1）中的要求减少2mm（3）炉舱中桁材厚度应较船中部0.4L区域中桁材厚度2.5mm式中：h0双层底计算高度3.1.3中桁材在中部0.75L区域围应连续，并应尽量向首尾柱延伸。3.1.4船中部0.75L区域，中桁材上不应开人孔或减轻孔，在个别特殊情况下一定要开孔时，应予以加强。 规（2.6.2.2）规（2.6.2.4）3.2旁桁材3.2.1旁桁材的数量对船宽大于12但不大于20的船舶,中桁材左右两侧至少各设1道旁桁材:设计在距船中，3720mm, 6300mm 左右各设2道强桁材。3.2.2旁桁材的高度 h1=1080 mm h2=975 m

14、m3.2.3桁材间距S=2580 mm3.2.4旁桁材的厚度可以比中桁材厚度减少3mm t=12-3=9 mm规（2.6.10.2）3.3纵骨架式肋板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般不小于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=1040 mm取101000mmB: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=（0.0077h0+1）（1+0.1）=9.57 mm高度不大于：h=1040 mm取：101000mm3.2.3肋板上的每根纵骨处应设

15、置垂直加强筋，加强筋间距不大于1.5，厚度与肋板一样，宽度为肋板高度的1/10。取t =10mm；h =803.4船底纵骨3.4.1船底纵骨标准间距Sb,按下式计算： =0.692 m3.4.2船底纵骨的剖面模数W应不小于按下式计算所得之值：Wo= =(6.1+1.22)0.621.862 =204.33 cm3实取 L15010010，w=208.2 cm带板选用60083.4.3底纵骨的剖面模数W为船底纵骨模数的85% W=0.85204.33 =173.68 实取 L1309012，w=176.6 cm带板选用6008式中：s纵骨间距-纵骨跨距，但不小于1.5md吃水f系数，有中间垂直撑

16、柱时为0.52，无则为1.0规（2.6.12.1）规（2.6.12.2）规（2.6.12.3）规（2.6.12.4）规2.6.12.33.5底板与底边板（纵骨架式）3.5.1底板的厚度tA：在船中部0.4区域:t=0.04L+5s+2.1=10.15 mm实取t=12 mmB：在机舱区域:t=0.055L+4.8=11.4 mm实取t=12 mmC：船端部0.075区域的厚度为船中0.4区域厚度的0.9 倍：t=0.9船中=8.69 mm实取t=12 mm3.5.2 底边板的厚度t 当船长大于110m时，较底板增加2mm t=12+2=14 mm3.5.3 底边板应在每个肋位处设置通达邻近底纵

17、骨的肘板，肘板边缘应作加强，肘板厚度与肋板一样。）规（2.6.9.1）规（2.6.9.2）规（2.6.9.3）3.6舭肘板3.6.1 舭肘板厚度与实肋板一样取t=10mm3.6.2舭肘板的面积宽度：舭肘板的自由边缘应有面板或折边 , 面板或折边的宽度一般为其厚度的 10 倍，故实取 mm 3.6.3 舭肘板的高度与宽度相等，故实取h=b=100 mm规（2.6.15.1）规（2.6.15.2）规（2.6.15.3）4. 舷侧骨架4.1 标准间距肋骨的标准间距应为按下式计算所得之值： Sb=0.0016L1+0.5=0.69 m4.2 主肋骨4.2.1（1）除首尾尖舱外,货舱主肋骨的剖面模数W

18、应不小于按下式计算所得之值： W=CC1sd cm =4.8510.656.13.25=203.11 cm式中：s肋骨间距 d吃水肋骨跨距，无论如何应不小于，在从尾尖舱至距首垂线0.2L之间的区域，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，应取用该区中最大的肋骨跨距l=3.0m=4.85 C1-系数，<90m时，c1=1.05，当l>90m时，c1=14.2.2 在任何情况下，主肋骨的剖面模数应不小于甲板间肋骨的剖面模数，且不小于4.2.3 主肋骨的剖面惯性矩I应不小于下式计算之值： I=3.2wl =2112.44 cm带板600×12，选用，W=

19、208.2>203.11 ，I=2681>2112.44（2）首、尾尖舱的肋骨的剖面模数应不小于W 和剖面惯性距I 应不小于按下式计算所得之值：W = 4.6sdD=4.6×0.60×6.1×7.8=131.32I = 3.5W= 3.5×203.11×3.25=2488.10实取带板650×12，选用W=208.2>131.32I=2714>2488.10规（2.7.1.1）规（2.7.1.3）规（2.7.2.1）规（2.7.2.6）规（2.7.2.7）4.3 甲板间肋骨4.3.1 甲板间肋骨的剖面模数W应不

20、小于按下式计算之值： W=CC1sd cm3 =3.83×1×0.65×6.1×3.25×2.8=138.19 cm3式中：s肋骨间距 d-吃水肋骨跨距,3m D-型深 C系数，取C=0.7+4d/D=3.83 C1-系数, ，=1；带板600×8，选用，W=153.8>138.19规（2.7.2.9）4.4舱口端梁下肋骨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肋骨剖面模数的1.67倍 W=1.67×203.11 =339.19 带板600×12，选用，W=348.3>339.194

21、.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肋骨剖面模数的1.67倍 W=1.67×138.19=230.78 带板600×12，选用，W=240.7>230.78规（2.7.2.4）规（2.7.2.10）4.5 肋骨端部的连接结构4.5.1 肋骨上端与横梁的连接肘板尺寸 肘板厚度t =0.25 + 3.5=6.44 mm式中W骨材剖面模数，138.19 cm3肘板的臂长h 应不小于2.2 倍的骨材腹板高度：h = 2.2×= 300且不小于251.10 式中: W 骨材剖面模数 ；腐蚀余量= 0.1t + 0.5 =0.62；肋板厚度t=12

22、表（2.7.2.14）5. 甲板骨架5.1 甲板负荷5.1.1 露天甲板计算压头 ho= = 1.44 m规（2.8.1.15.1.2 距首垂线0.15L以后的甲板设计载荷为h=0.14P+h0-1.2 =0.14×1.3+1.48-1.2 = 0.46m表（2.8.1.1）5.2甲板横梁5.2.1 甲板横梁的剖面模数应不小于下列计算之值： =16×2.1×1.48×5.6 =1517.32 s-横梁间距s=2.1 h甲板计算压头横梁跨距，=5.6m5.2.2 甲板横梁的腹板高度应不小于60mm故选取= 2059 规（2.8.2.3）规（2.8.2.1）

23、5.4 纵骨架式甲板纵桁5.4.1对于支持强横梁的甲板纵桁，其尺寸由计算确定假定甲板纵桁的两端为刚定固定，并承受由强横梁传递的集中载荷，许用弯曲应力为124N/mm2。支持强横梁的甲板纵桁剖面惯性矩I 应不小于按下式计算的值按船舶结构力学，3×124×4/16=93170.51375支持强横梁的甲板纵桁剖面惯性矩I式中：L甲板纵桁的跨距，4m带板650×12，选用,规（2.8.3.2）规（2.8.3.5）规（2.8.3.6）规（1.2.4.2）规（1.2.4.3）5.11 甲板纵骨5.5.1露天/强力甲板纵骨的剖面模数应不小于按下列两式计算所得之值： =10.5&

24、#215;0.72×1.48×32 =100.7 cm3 =40×0.72×1.48+5.5×0.72×32×1302×10(-4) =42.6+60.2=102.8 cm3选用L×130×90×8带板600×8，w=127.9cm3式中纵骨间距，0.72；甲板计算压头，h =3.96；纵骨跨距，l =3；L 计算船长，130；5.5.2 甲板纵骨腹板高度均不小于60mm规（2.8.5.1）7. 舷墙设计7.1 舷墙的高度h h=1.1 m7.2 舷墙板厚度b B=6 mm7

25、.3 舷墙支撑肘板的间距s s=1.2 mm7.4 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)S= (30+45×120)×0.65×1.12= 4271 cm3 规（2.19.1.2）规（2.19.2.1）规（2.19.2.3）规（2.19.2.4）三、中剖面构件尺寸汇总1.外板船底板t=12mm平板龙骨14×1500 mm舭列板t=12mm舷侧外板距基线3/4D以上t=12 mm距基线D/4以下t=12 mm距基线D/4以上和3/4D以下t=12mm舷顶列板14×1400 mm2.甲板骨架强力甲板t=12mm甲板边板1