吨干货船设计总体方案及第三部分

1、5000吨干货船设计总体方案及第三部分专 业： 船舶与海洋工程前 言船舶设计是造船的准备工作。船舶是一种水上建筑物，具有环境条件特殊、类型多、系统复杂、技术含量高、投资巨大、使用周期长等特点。因此，船舶设计必须要持认真、慎重的态度。一艘船的设计，依据设计任务书，经过大量而详细的设计计算和绘图，提供船舶建造和使用所需的全部图纸和技术文件，工作量大，涉及面广。设计人员必须认真、细致地做好每一步工作，才能保证整艘船的设计质量。 一般的船舶设计程序，首先是由船东编制设计任务书，作为设计的依据；设计部门设计新船时，一般分阶段进行。大体上可划分为：初步设计、技术设计、施工设计和完工设计等四个阶段。这次毕业

2、设计的主要工作是船舶设计阶段中的初步设计。初步设计是按设计技术任务书进行的，是船舶设计的主要阶段。在这个阶段里，要确定与船舶技术经济性能关系较大的一些项目，如船的主尺度和排水量、船体型线、建筑型式及总布置、结构设计，主辅机及主要装置系统等等。同时要进行船舶主要性能计算，绘制型线图、总布置图、中剖面图结构图等主要图纸，编制出全船说明书和材料设备清单。这个阶段所提供的各项技术文件应能表明船的总体性能，应能据此判断设计船在技术上及经济上的合理性、可靠性及满足任务书各项要求的程度，并作为审批的依据。这次设计的题目为5000吨干货船（总体方案及第三部分）。主要研究船舶设计中基本的原则性问题，诸如选择设计

3、船主要要素和船型参数，确定其建筑形式，选择型线及总布置等等。其核心问题是选择和确定船舶的各主要要素及首尾部结构设计并绘制型线图、总布置图、首尾分段结构图、舱壁结构图及上层建筑围壁图。设计方法：采用母型改造法设计新船，并在设计过程中要有所改进和创新。在主尺度和船形系数确定的情况下，参照近年来研究开发的新船型及国内外比较好的船型资料，针对干货船的特点，设计型线，进行总布置设计，利用所学进行静水力计算、邦戎曲线计算，同时还要考虑船舶稳性计算，通过母型船参考进行结构计算，绘制基本结构图及首尾部和上层建筑围壁图，根据结构计算结构进行全船重量、重心计算书，最后写出船体说明书。设计目的:通过对5000吨干货

4、船技术设计，了解船舶设计的内容和步骤，熟悉在学校学习的有关设计方面的专业书籍，能够将这些参考书有机的联系结合起来，加以综合运用，同时了解国内的船舶建造和法定检验规范，对船舶设计有进一步更深刻的认识，掌握船舶设计的任务与设计要求；能够制定设计布置、设计步骤，进行设计的相关计算；会编写船体说明书和计算书。1设计指导思想：（1）认真贯彻国家的技术政策；（2）熟悉并遵守各项规范和公约；（3）认真做好调查研究；（4）注重在借鉴与继承的基础上创新；（5）采用逐步近似的方法，逐步深化，最终使设计结果接近最佳组合。2设计的新船应达到以下基本要求： 适用、经济、安全可靠。 3本设计应解决的主要问题（1）明确相关

5、政策及设计规范（2）熟悉原始资料及对干货船特点进行分析（2）确定设计核心（3）选择设计方案，绘制草图及成图（4）最佳方案的选择（5）详细的设计分析与计算（6）编写计算书（6）系列标准的讨论这次毕业设计内容具有一定的代表性，它可以很好的把我们大学所学专业知识运用到实践中。作为即将走入工作之前的一次锻炼机会，我们需要做的是在老师的带领下努力去完成这次设计。毫无疑问的是，这次毕业设计将对我们起到重要的意义。设计者：彭 淞2010年6月于重庆交通大学目 录摘 要IABSTRACTII第1章 绪论11.1 概述11.2 设计背景说明11.3设计任务书2用途、船型、船级及稳性、载重量、航速21.3.2 任

6、务要求21.4任务书分析21.5设计方法31.6母型船资料31.7对本船的分析31.7.1 普通干散货船船特点3本设计船的特点4本船设计流程图5第2章 主要要素估算书62.1 概述62.2 型船资料62.3 计任务书提要62.4 排水量及主要要素确定62.4.1 载重量DW估算7主尺度初步确定82.5 校核92.6 稳性校核和横摇周期估算102.6.1 初稳性高102.6.2 横摇周期102.7 总结10第3章 型线设计113.1 概 述113.2型线设计时注意的问题和控制型线的要素113.3 母型船改造123.3.1 母型船的选取12主尺度改造123.3.3 横剖面面积曲线的改造123.3.

7、4 横剖线的改造133.3.5 型值的产生133.3.6 型线修改13第4章 总布置设计144.1 概述144.2区划船舶主体及上层建筑15主体舱室的划分15上层建筑164.3 纵倾调整164.4舱室与设备的布置17第5章 尾部及机舱段主体结构图185.1 概述185.2 目的185.3 尾部及机舱主体结构图绘制18第6章 上层建筑围壁图绘制196.1 概述196.2 目的196.3 上层建筑围壁图绘制19第7章 舱壁结构图绘制207.1 概述207.2 目的207.3 舱壁结构图的绘制20第8章 首部主体结构图218.1 概述218.2 目的218.3 首部主体结构图绘制21第9章 船舶重量

8、、重心计算229.1 概述229.1.1 选用规范229.1.2 船舶种类229.1.3 航区229.1.4 主要要素229.2 空船重量估算229.2.1 船体钢料重量估算239.2.2 舾装重量估算239.2.3 电气设备重量估算239.2.4 空船重量239.3 空船重心高度计算249.3.1 船体钢料重心高度249.3.2 舾装重心高度249.3.3 机电设备重心高度249.3.4 空船重心高度249.3.5 重量、重心计算书25第10章 船体说明书2610.1 总体部分2610.2 结构部分3010.3 舾装设备部分31第11章 结论与展望3511.1 结论3511.2展望36谢 辞

9、37参考文献38附 录39摘 要本文主要介绍5000吨干货船的技术设计，该船主要航行于无限航区。由于本船拥有大量的优秀船型，因此在设计本船时主要采用母型船改造法并与该船所运行航区的特点相结合。本次设计分为四部分由不同组员完成，本人承担设计的第三部分尾部机舱段主体结构图、上层建筑围壁图、舱壁结构图、首部主体结构图、重量重心计算书。具体的计算及图纸绘制过程将在本文中叙述。而且本文还详细论述了主尺度的确定、型线图及总布置的设计。本船为本船为钢质、双甲板、方尾、首柱前倾、短首楼、设球首、球尾、单机、单桨、单舵、柴油机驱动、螺旋桨推进的干货船，机舱和上层建筑甲板室设于尾部，装运各种杂货。关键字：干货船，

10、主尺度，型线设计，总布置图，首、尾部机舱段主体结构，上层建筑围壁结构，舱壁结构，重量、重心计算 ABSTRACTKeywords: 第1章 绪论1.1 概述本次毕业设计的课题是：5000吨干货船的技术设计。本任务被分为四部分，分别由四人来完成。近年来，干货船在世界海运中的重要地位，其安全性、经济性、环保性以及散货船船型未来发展趋势引起了全世界的高度关注。通过发展，我国在这种类型的船舶设计方面积累了许多成熟经验并设计出众多的经典船型。因此在设计此类船舶时，以选取优秀母型船进行改造为主。而本次设计采取母型船改造，加一些创新，因此大大降低了设计的难度。而本人此次设计以结构图绘制为主，重点首尾部及机舱

11、主体结构图、上层建筑围壁图、舱壁结构图、重量、重心计算书。因此，本说明书将着重图形的绘制过程及相应的计算过程。1.2 设计背景说明干货船在世界海运中的重要地位，其安全性、经济性、环保性以及散货船船型未来发展趋势引起了全世界的高度关注。当前，全球经济似乎已确定明显好转，全球经济好转对原材料需求持续增温，其新兴经济体需求爆发力强。市场人士乐观看待未来全球大宗散货原材料需求增长将增加，原材料需求的增加必将带动航运市场，特别是船吨需求增加。因为原材料的增加，干货船的需求也必将增加。面对这样良好的形势，关键是如何把握和定位。由于中国是最主要的干货船建造国家,其他国家也在降低对干货船的热情，尽快把我国建设

12、成为世界第一造船大国(就吨位比较)是我国船舶工业当前最紧迫的任务。为了从造船产量吨位上达到标准,我们在相当长的时间里必须把开发设计和建造的重点放在吨位大、建造比较容易的常规普通船舶上,而干货船恰恰符合这样的要求。本次课题研究5000吨干货船属于中小型船舶，经济性高，可以运输各种杂货。这种类型的干货船可以在内地船厂建造，是当前中小型船厂的最佳选择，在国内广泛运用，符合当前的市场需求。1.3设计任务书用途、船型、船级及稳性、载重量、航速本船为钢质、双甲板、方尾、首柱前倾、短首楼、设球首、球尾、单机、单桨、单舵、柴油机驱动、螺旋桨推进的干货船，机舱和上层建筑甲板室设于尾部，装运各种杂货。本船为无限航

13、区的船舶。本船设计满足CCS现行规范和现行的中国政府认可的有关国际公约、规则及修正案的要求，包括以下公约、规范、附则及相关修正案：1969国际吨位丈量公约；1966国际载重线公约；73/78防污公约；1974国际海上人命安全公约及修正案国际海上避碰规则（1972年）及历年修订案；CCS钢质海船入级与建造规范（2006年）。本船定员16人。在试航条件下，本船设计吃水时航速11.5kn。本船设计续航力为4500海里，自持力35天。 任务要求按照相关船舶设计和建造规范要求，在规定时间内完成主要技术设计，包括：船舶主要要素估算书、型线图、总布置图、尾部及机舱段主体结构图、上层建筑围壁图、舱壁结构图、首

14、部主体结构图、重量、重心计算书、船体说明书。1.4任务书分析从任务书可以看出本船主要航行于无限航区，装运各种杂货，因此要在船舶设计中要考虑船舶经济方面的要求。船体设计要结合任务书要求，设置球首球尾，单机单桨，同时要注意舱室的布置，典型舱室的设计，货舱位置的选择和消防舾装的布置，充分考虑船舶在经济性方面的要求。本任务书为总体设计的第三部分，以结构图绘制为主，包括尾部及机舱段主体结构图、上层建筑围壁图、舱壁结构图、首部主体结构图、重量、重心计算书，来集中反映船舶的结构特点。其他相关设计由小组其他成员完成，因此在设计过程中要注重相互间的沟通和合作，共同完成本次设计。在完成以上所有项目后编写船舶说明书

15、以及毕业说明书。1.5设计方法本船将采用母型船改造法，完善总布置，并在设计时突出创新，满足其作为装运各种杂货的需要。1.6母型船资料本船选取了一艘同类型的干货船作为母型船， 8000吨干货船其主尺度资料如下：8000吨干货船主尺度船长L117.8m型宽B18.0m垂线间长111.4m型深D10.4m设计航速11.8 kn吃水T7.0m满载排水量11668.0t主机功率2574kw X 2货舱容积（包括围板）0.5m船员20人1.7对本船的分析 普通干散货船船特点通观散货船的发展历史及对现状的分析，散货船的发展趋势主要体现在双壳化、大型化、快速化、多用途化、使用年限增长化、环保和自动化程度提高的

16、几个方面。干散货船舶包括干散货专用船及兼用船。世界干散货运输主要是由专用船承运的。主要从事煤炭、矿石、粮食等大宗干散货运输的散货船是仅次于油轮的船舶种类，在我国也是规模最大的船舶种类，2002年世界共有10000载重吨以上散货船5907艘，2.7706亿载重吨。按载重量大小可分为五种代表船型即2万3.5万吨小灵便型、3.5万5万吨大灵便型、6万8万吨巴拿马型、10万18万吨好望角型和20万吨以上超大型散货船。散装船按不同运输对象有各自的特点:运煤船的船型最接近于普通散货船，船上有良好的通风设备，以防止煤发热自燃。散粮船的船容系数比普通散货船大，且有加高的货舱口围壁和缩小的货舱口。由于矿砂的积载

17、因素较小，对货舱的容积的要求不大，但是荷载较集中。为了适当提高货物的重心，改善船舶性能，有利于货物装卸，常将双层底抬高，且货舱口两侧设纵向水密隔壁，使货舱刨面呈较小的狂斗型，船体结构强度亦较强。本设计船的特点本船的设计根据 "主尺度系列标准"形式进行，是标准船型的主要形式及标准船型开发的技术基础。设计时按照标准程度选取船舶的总长、总宽和设计吃水等主要要素，从而满足了船型标准化的共性要求，而且还能满足船东对船型标准化的个性要求。与其它形式相比更贴近市场的需求，更具开发时间短、投入开发资金少等特点。本船设计流程图如下图 所示：分析设计任务书，找出主要矛盾，确立设计思想决定船型和

18、总布置 估算=DW/DW或修改总体布置修改排水量确定L ，B ，T，D，Cb修改主尺度及系数估算WiWi=f(L，B，D)WiWi=性能校核满足不满足得出满足要求的方案选择最佳方案图 第2章 主要要素估算书2.1 概述本章主要要素确定的内容有：排水量的确定、船长L、型宽B、吃水d以及方形系数CB。设计时要考虑四点：1、重量与浮力的平衡；2、满足船对甲板面积的需要；3、保证船的各种技术及经济性能；4、考虑使用、工艺等条件；2.2 型船资料本设计船以重庆长航东风船舶工业公司船舶设计研究院设计的8000t海洋干货船为母型船；母型船主要要素：总 长：105.0m 满载排水量：8280t垂线间长：99.

19、0m 水线间长： 101m型 宽：16.8m 型 深：9.0m设计吃水：6.0m； 方形系数： 0.8062.3 计任务书提要航区：本设计船航区为无限航区；用途：本设计船系一艘装运干散货货船；航速：在试航条件下，设计吃水时航速11.5kn，主机功率选取为1638 KW；续航力：本设计船续航力为4500海里；载货量：载货量为5000t；船员人数：船员人数为16人；2.4 排水量及主要要素确定 以下估算按上海交通大学出版社出版的船舶设计原理进行排水量估算按一般货船的排水量估算公式初估设计船的排水量11=DW/载重量系数的选取散货船的载重量系数一般较大，根据统计资料，其值在0.7以上。根据母型船资料

20、，其=0.74。所以设计船的载重量系数应小于0.74，取设计船的载重量系数取为=0.7。2.4.1 载重量DW估算载货量D1 取D1=5000t；（任务书给定）燃料重量D2 燃油储备量D2 D2 =g0P1tk×10-3其中取： g0 =0.22kg/kW/h；P1=1638KW；t= R/V=4500/11=409.1h；k的取值范围为1.11.20，取k=1.15；所以D2=g0P1tk×10-3=0.22×1638×409.1×1.15×10-3=169.54t取 D2=170t润滑油重量D3 润滑油为燃油总量的某一百分数，取为

21、0.04D3=D2 所以D3=D2=0.04×170=6.8t；取D3=7t人员及行李D5 按照标准，人员重量以每人平均65kg计算，船员行李重量取为55kg（35-55kg），所以D4=16×（65+55）=2400kg=19.2t。食品及淡水D5 D5=自持力(d)×人员数×定量(kg/(d.人) 其中，自持力=R/（Vs×19.2）=4500/（11×19.2）=21.3d式中：R续航力（n mile）；Vs服务航速（kn）。 人员数=16 定量=食品定量+淡水定量=4.5+200=204.5（kg）式中：食品定量通常按每人每天

22、2.5-4.5kg计算； 淡水的定量标准与航程/航线的气候条件等因素有关，通常取每人每天定量100-200kg。考虑到设计船舶为无限航区船舶，取淡水定量为200kg. 所以D4=自持力×人员数×定量=21.3×16×205.5=70.03t，取D5=71t载重量DW DW= D1+ D2 +D3 +D4 +D5 =5000+170+7+2.4+71=5251.4t最后取DW= 5300t排水量估算：=DW/=5300÷0.7=7571t.主尺度初步确定总长、船长、水线间长及方形系数按照母型船换算公式估算: 其中， =110m， =11660t

23、=8280t所以： =110×（8280÷11660）1/3=98.1m 取=99m =117×（8280÷11660）1/3=104.3m 取=105m从母型船资料上可知，为117米，为113米，其相差4米；因此新船的设计水线长为112-4=108米;方形系数取母型船的，即=0.806船宽按照母型船换算公式估算:其中， =18m，0=11660t，=8280t所以：=18×（8280÷11660）1/3=16.5m 取=16.8m吃水用母型船资料估算；，其中=7.0m所以 =7×（8280÷11660）1/3=5

24、.98m 取=6.0m型深根据型船换算法估算：从干舷的角度考虑， 其中，=10.4m 所以 =10.4×6÷7=8.91m 取=9m2.5 校核重量估算钢料重量按干货船的统计公式计算=5.79 式中 所以 =7.9 =5.79×7.9××16.8×（0.806+0.7）×0.0001+3171451.3 t舾装重量用粗略的估算公式计算 = 式中 为系数，取母型船的值0.025所以 =0.025×99×16.8×10415.8t机电重量按主机功率估算 式中 可按以下范围取值：对于中速机，=56；对

25、于低速机，MCR在10000KW以上取=78，MCR在10000KW以下取=89；本次计算取=9所以=9×=425t空船重量LW= + + =1451.3+415.8+425=2292.1 t排水量储备取空船重量的6 即 6%LW=138t载重量 DW=5300t排水量 LW+DW+6%LW=2292.1+5300+138=7730t与1相差不大，仍取 8280t2.6 稳性校核和横摇周期估算2.6.1 初稳性高由经验公式 其中，；取母型船的，为0.6经上式计算可得： = 0.870， =0.525，=0.083所以 =0.525×6+0.083×-0.6

26、5;9=1.25m满足要求2.6.2 横摇周期在国际海事组织（IMO）的完整稳性规则中，横摇周期按下式估算式中， 其中为水线长，为平均吃水；取=101m,=6m 所以 =0.394所以 =12.2秒无限航区的船舶，要求横要周期要大于12秒为宜，故满足要求。所以，初稳性高和横摇周期均满足要求。2.7 总结 船的主要要素如下：=8280t =105m=99m =101m=16.8m =6m=9m =0.806=1.25m =12.2s第3章 型线设计3.1 概 述本设计主要采取母型船改造法。由于所给母型船船型与设计船舶有着许多相近的技术特征，因此在主尺度的选取以及总布置设计上均参考了母型船，这就大

27、大降低了本次设计的难度。用母型船改造方法生成的型线，可以保持优秀母型船的型线特征，因而对新船的性能容易把握。然而，用母型改造法设计新船要突出一个改造，即在参考母船的过程中要有所改进和创新。现有母型船在型线上与设计船舶存在着些许冲突之处，因此要进行一定量的修改、改进以及光顺工作。型线设计是船舶设计的基础，为其他设计提供依据，因此在设计型线时要特别认真并要反复修改，力求图纸清晰，型线关顺。3.2型线设计时注意的问题和控制型线的要素主尺度确定之后，型线设计应与总布置设计互相配合进行。正式的型线图是后续的结构设计性能计算的依据。型线设计考虑是否周到，设计出的型线是否优秀，对船舶的航海性能、使用和建造等

28、方面有很大影响。首先，型线与阻力性能关系重大；此外，型线与船舶稳性、操纵性、横摇阻尼、船在波浪上的运动特性、砰击有关系；在使用上，型线影响布置和舱容；在建造上，型线的设计的好坏直接影响建造的难易程度。综合起来，型线设计应注意以下几个方面：1、使新船具有良好的航行性能。2、满足总布置的要求。3、考虑结构合理、简易，易达到施工、维修的方便。4、外观造型。型线设计除了应考虑以上几个方面以外，还应满足型线设计精度的基本要求：1. 应符合要求的排水体积，其误差要求与设计中对排水量考虑的余量有关。2. 应符合要求的浮心纵向位置。在方案设计或初步设计阶段，由于重量估算和重心估算比较精确，因此型线主要用于对基

29、本性能的计算和总布置的安排，此时型线设计的精度可以适当降低。型线设计的结果是以型线图来表达船体外形的几何状态。控制船体型线的因素主要是：1 横剖面面积曲线；2 设计水线和横剖线形状；3 侧面轮廓线和甲板边线。因此，型线设计因首要考虑和确定以上要素。选择好这些要素，生成型线时就可以得到有效的控制。3.3 母型船改造 母型船的选取拥有优秀母型船不仅能大大缩短设计时间，还能保持母型船的优秀性能。通过一定的改造，就可以得到符合新船设计要求的型线。但在选择母型船时，不仅要考虑到母型船型线的优良性，还要注意到新船与母型船诸多要素(如Fn 、CP 、CM、X b等)的接近程度，否则修正量太大，就很难保持母型

30、船的优良性能。所以在选择母型船时，要对母型船的性能和型线特征加以分析，结合需要改造的参数和修改量对新船的性能作出评估，使修改有的放矢，做到扬长避短。本设计母型船由指导老师提供，无论从载客量还是设计航速上均与新船相同。其型线符合设计船的要求，且其诸多要素与设计船相近，可以作为母型船使用。主尺度改造新船与母型船的主尺度只有船宽不同，因此要对船宽作尺度变换，常用的线性变换即 宽度 Y=YO(B/BO)式中带有下标“o”者为母型船。本船在主尺度的选取上与母型船有相同之处，因此站线和水线的划分可与母船相同。尺度经线性变换后，船型系数（CP 、CM、CB）和浮心纵向相对位置X b都保持不变。由于L/B有所

31、变化，则设计水线进流角和水线去流角以有所改变，但变化不大。 横剖面面积曲线的改造横剖面面积曲线的确定是绘制型线图的关键，许多参数是为其展开的，其有五大特征：1 曲线面积等于船体水下排水体积；2 曲线的形状表示排水量沿船长的分布情况；3 曲线面积的丰满度系数为船的棱形系数CP；4 面积形心的纵向位置等于船浮心的纵向位置XB；5 曲线的形状对摩擦阻力影响不大，但对剩余阻力有相当大的影响。将母型船的横剖面面积曲线作为新船初始得到的横剖面面积曲线，对其采取“迁移法”进行修改。修改后，如果新船的中剖面系数CM、与母型船相同，则新船的方形系数满足要求。本设计并没有提供母型船的横截面面积曲线，所以新船并没有

32、采取修改横截面面积曲线的方法。 横剖线的改造新船的型深和船长都和母型船相同，因此在站线和水线的划分依旧沿用母型船。全船从尾垂线到首垂线分成020站位。水线设置有1000WL、2000WL、3000WL、4000WL、5000WL、6000WL（设计水线）、7000WL、和8000WL，因此使横剖线的修改工作就变的相对简单。 型值的产生横剖线形状修改完后，在横剖线图上量取新船的各站位与各水线的坐标，绘制型值表。依据型值表绘制半宽水线图。新船的机舱轴隧与母型船不同，因此要对尾部型线进行修改。纵剖线图取值与母型船大致相同，只是对纵剖线做了部分修改。由于新船的型线是通过母型船的剖面形状移动得来，因此，

33、首轮廓一般也应有母型船的形状按相同规律修改而得。尾框尺寸涉及浆和舵的位置，按新船的要求参照母型船自行修改。 型线修改由于母型船本身存在一定的不合理之处，在检查图形时发现一些错误，因此，对型线图要进行部分的修改。又因总布置不同，在船中载客甲板处也作了相应的调整。取消了原有的槽型的设计，采用平甲板，型线图也作出相应的调整。设计水线以上的型线，由于甲板边线需满足新船的型深和舷弧要求，通常情况下不会与母型船的甲板边线高度经吃水比例修正后相同，因此要另行绘制。但本船的吃水和型深都相同，因此可参考母型船设计。本船的首尾均采用母型船相同的设计，在首尾型线设计上也可以应用母型船。第4章 总布置设计4.1 概述

34、总布置设计是船舶设计中一项非常重要的任务。它不但对船的使用效能和航行性能有十分重要的影响，而且是其他各项设计和计算的主要依据。总布置设计是总揽全局性的一项具体的布置工作，它不仅涉及各个方面，而且贯穿了一艘新船设计的各个阶段。总布置的结果对船的使用效能，航行性能以及结构工艺性能有直接影响。总布置设计的任务，简单的说是在满足营运要求和保证船的航行性和安全性的前提下，合理地确定船舶的整体布置，绘出详细的总布置图。总布置设计的具体工作包含以下主内容：（1） 区划船舶主体及上层建筑；（2） 纵倾调整；（3） 舱室与设备的布置；（4） 规划通道与梯口。不同类型的船舶，由于其用途及航行条件的不同，总布置的特

35、点也有所不同。在总布置设计时，在注意各类船舶布置的特殊要求的同时，都应遵循以下原则：（1）最大限度地满足和提高船的使用效能。（2）这是考虑问题的出发点。（3）保证船舶具有良好的航海性能。（4）注意船体结构的合理性和工艺性。（5）满足法规和规范的要求。（6）尽力搞好外部造型和内部装潢。本次设计总布置最终确定下来是在浮态调整完成后，总布置设计结合型线设计和浮态调整等内容一起考虑，整个设计过程参考了母型船的布置方式，并作出了一定的修改。在总布置设计上要更加开放，敢于创新，突出其旅游性能。结合新船的要求和特点，考虑新技术、新设备、新工艺、新材料在新船上的应用，做到在设计中有所创新、有所前进。初步设计阶

36、段总布置设计工作一般分为以下两步进行。第一，根据新船的使用特点和技术任务书的要求，在调查研究和分析母型船资料的基础上，先拟定一个能反映总布置大体轮廓和布局的草图。第二，经过上述草图设计和核算分析，解决了总体布局以后，参照有关规范和标准进行各种设备和舾装的选型。最后，根据型线图的型值，具体详细地布置各类舱室和设备，绘出正式的总布置图。在后续设计过程中，往往要对总布置结果提出修改意见，调整和完善总布置设计。4.2区划船舶主体及上层建筑船舶主体是指船的连续露天甲板以下的部分；上层建筑是对上甲板以上各种围蔽建筑物的统称。主体舱室的划分船舶主体这部分的总布置设计有确定水密舱壁、甲板、机舱位置等设置与划分

37、。设计船的主船体布置比较简单，可根据型船设置。（1） 肋骨间距：确定舱壁的首先需要确定肋骨间距。按钢质海船入级与建造规范的要求，标准肋骨间距为： S=1.6LPP+500=658.4（mm）本船在设计时，全船取整数700mm，其值完全满足钢质海船入级规范对各舱室的要求。（2） 机舱位置的确定本船为5000吨干货船，参考母型船的机舱布置后，本船机舱选择尾机型。尾机型优点：对于客船来说乘客的舒适度放在首位选取尾机型可以与旅客区隔开，利于保持客舱的卫生环境降低船舶噪音污染。增加船中有效面积，方便旅客观光。此外，尾机型可缩短轴系长度，提高轴系效率，降低造价，有利于结构的连续性和工艺性。还可以有效利用尾

38、部空间设置生活舱室。尾机型的缺点：浮态调整较困难，尾机型船的振动源都集中在尾部，位于机舱上部的上层建筑内振动较大，因此人员舒适性较差。另外，尾部型线的收缩，机舱布置地位的利用率较低，导致机舱长度增加，对方型系数小的船不利。（3） 甲板布置本船设置有六层甲板。上甲板前部设有艏楼，艏楼内布置有贮藏室、油漆间、木工间和锚链舱，艏楼上设有锚机，系泊设备，艉上甲板室至艏楼甲板之间布置舱口盖、带缆桩。艉部上甲板甲板室内布置有厨房、餐厅、蔬菜库、肉库、鱼库、干货库、冰机室、空调机室、船员室、梯道及电弄、CO2间、缆索舱、消防控制站等。二甲板上设货舱两个、机舱和舵机舱。居住甲板甲板室内布置有浴厕室、电弄、梯道

39、、船员间、应急发电机室等。救生甲板设有大、三管轮室，大、三副室，高级船员办公室、梯道、电弄等。船长甲板室内设有船长室、轮机长、二副室、二管轮室、梯道、电弄。驾驶甲板甲板室内设有驾驶室、充放电室、蓄电池室、梯道、引水员室、卫生间等。罗经甲板上设有雷达桅、雷达、桅灯、信号灯、失控灯、摩氏灯、气笛、探照灯和磁罗经一台。详见总布置图（4） 舱室分布从船首到船尾分别为:首尖舱、锚链舱、淡水舱、货舱、货舱、机舱、尾淡水舱、空舱、舵机舱。上层建筑本船在主甲板尾部设置上层建筑，尾部为机舱棚。设计船的上层建筑为甲板室，甲板室共分五层。居住甲板距主甲板2.70m，甲板室内布置有浴厕室、电弄、梯道、船员间、应急发电

40、机室等。救生甲板距居住甲板2.70m，设有大、三管轮室，大、三副室，高级船员办公室、梯道、电弄等。船长甲板2.70m，室内设有船长室、轮机长、二副室、二管轮室、梯道、电弄。驾驶甲板距船长甲板2.70m，甲板室内设有驾驶室、充放电室、蓄电池室、梯道、引水员室、卫生间等。罗经甲板距驾驶甲板2.70m，上设有雷达桅、雷达、桅灯、信号灯、失控灯、摩氏灯、气笛、探照灯和磁罗经一台。详见总布置图。4.3 纵倾调整船舶在各种装载情况下的浮态即首、吃水和纵倾对船舶快速性与安全性有较大影响，在完成了总体布局区划后即要对船的浮态起先计算（或估算），根据计算的结果进行纵倾调整，最后直到满足要求为止。船舶装载情况变化

41、，船的浮态也随之发生变化，不论是发生首倾还是尾倾，对于船舶来说，都是不利的，尤其是首倾，当产生较大的首倾时，则阻力增加、首甲板上浪，同时尾吃水减少，螺旋桨推进效率降低并可能产生空泡现象，严重时可导致“飞车”；即使是产生较大的尾倾，对受航道限制的船来说，首部船底可能会出水并产生砰击，最危险是可能会发生搁浅或触礁。因此，调整好纵倾，对于船舶的航行是非常重要的。浮态调整工作首先要计算出船在各种装载情况下的浮态，然后根据计算结果分析各装载情况下的浮态是否符合要求，如不满足，则需调整总布置，即改变各部分重量的纵向分布，进行浮态调整，直至满意为止。为调整浮态而修改总布置时必须注意对其他各方面因素的影响。浮

42、态调整的方法：1、改变燃油舱、淡水舱的布局；2、调整机舱位置；3、改变浮心纵向位置；4、压载状态的浮态调整；本船主要是在设计时考虑船舶的四种主要状态下的浮态情况，并进行相应的调整。从主布置来看，船体会出现一定的尾倾，在规定的要求下，这也是允许的。对于船体出现的纵倾情况，本船将采用加压载水的方法来调整纵倾。4.4舱室与设备的布置（1） 舱室分布上甲板前部设有艏楼，艏楼内布置有贮藏室、油漆间、木工间和锚链舱。艉部上甲板甲板室内布置有厨房、餐厅、蔬菜库、肉库、鱼库、干货库、冰机室、空调机室、船员室、梯道及电弄、CO2间、缆索舱、消防控制站。居住甲板甲板室内布置有浴厕室、电弄、梯道、船员间、应急发电机

43、室等。救生甲板设有大、三管轮室，大、三副室，高级船员办公室、梯道、电弄等。船长甲板室内设有船长室、轮机长、二副室、二管轮室、梯道、电弄。驾驶甲板甲板室内设有驾驶室、充放电室、蓄电池室、梯道、引水员室、卫生间等。详见总布置图。（2） 设备布置主要锚泊系统布置、救生设备布置。锚泊系统布置在首甲板上。救生甲板左右舷分别设有5.5m全封闭玻璃钢救生艇各一艘（其中一艘兼救助艇），20人抛投式气胀救生筏各一只。详见总布置图。 第5章 尾部及机舱段主体结构图5.1 概述尾部及机舱主体结构图全面地表达了船舶尾部结构设置和机舱空间布置及其结构特点。主要包括尾部及机舱分段横剖面结构图、船尾纵中剖面图。5.2 目的

44、利用尾部及机舱主体结构图可看出尾部结构特点、机舱结构及空间布置情况。为后期舵设备的布置、主机型号的选择和布置提供了重要的参考数据。5.3 尾部及机舱主体结构图绘制尾部结构指的是从尾尖舱到尾端的船体结构，它包括船尾的甲板、舷侧结构和尾柱。本设计船主要为球尾，在船尾上甲板下面的舱室为舵机舱，内装有舵机设备，舵机舱下面舱室为尾尖舱。尾尖舱比较狭小，一般作为尾压载水舱，它与首尖舱配合，共同调节船体纵倾。船尾受到总纵弯曲的作用力较小，它的受力除承受水压力，舵和螺旋桨的重力外，在航行时，还有螺旋桨运转产生的振动力和被螺旋桨搅动的水的冲击力，所以还必须对尾部结构进行加强。设计船结构图绘制主要采用AutoCA

45、D软件进行，首先根据总布置图和肋骨型线图确定典型尾部及机舱横剖面位置，在基本结构图基础上确定横剖面结构特点，构件尺寸。尾部及机舱主体结构见附录三。第6章 上层建筑围壁图绘制6.1 概述上层建筑是上层连续甲板以上围蔽建筑物的统称。上层建筑的设置与船舶的航海性能及居住条件密切相关，在上层建筑内设置船员生活舱室，驾驶室布置及视野的确定，上层建筑围壁图表达了上层建筑的基本结构特点和空间的划分，主要包括各甲板室的围壁剖视图。6.2 目的利用上层建筑围壁图可以看出上层建筑的结构特点和生活舱室的划分，为之后各舱室的使用及舾装布置提供具体的前提条件。6.3 上层建筑围壁图绘制上层建筑由侧壁、前端壁、后端壁、内

46、部围壁和甲板组成，其结构与主船体的相应结构很相似，也是由围壁板、甲板板及肋骨、横梁和甲板纵骨、甲板纵桁和围壁扶强材等构件组成。绘制时首先根据基本结构图中的上层建筑各甲板的结构图，将各甲板室的围壁分别提取出来，利用剖视图的原理，将围壁上的各种结构和构建表示出来。上层建筑围壁主要结构见附录四。第7章 舱壁结构图绘制7.1 概述舱壁结构图主要表现了舱壁的布置特点及其结构特点，主要包括尾封板及几个典型舱壁的结构剖视图。7.2 目的舱壁的设置会影响到船舶的抗沉性和使用上的要求，增加船体的强度和刚度，保证防火安全，提高船舶稳性等，绘制舱壁结构图则可具体表现出舱壁的设置特点，位置后建造施工提供参考依据。7.

47、3 舱壁结构图的绘制舱壁的数目依船舶的种类和大小而不同，主要根据抗沉性和船体内部空间的布置来决定，船体首端设有首尖舱壁，尾部设有尾尖舱壁，其作用于防撞舱壁相似。根据抗沉性要求，船舱进水后的新水线应位于上甲板以下，因此水密横舱壁一般从船底延伸至上甲板。为了承受横向的水压力和舱壁平面内压力，保证舱壁结构的刚度，舱壁板上要装焊骨架加强，舱壁加强材一般用角钢或球扁钢，较大的舱壁扶强材可用T型钢。根据本船总布置图和基本结构图知，本船设有平面舱壁和水密舱壁，首先根据总布置图确定典型舱壁位置，在根据肋骨型线图画出舱壁的外部轮廓，然后结合基本结构图确定舱壁上的构件及其位置和数目，依次做出舱壁的横剖图和不同断面

48、的剖视图以表现出舱壁的结构即可。舱壁结构图见附录五。第8章 首部主体结构图8.1 概述首部结构与船中部结构相似，包括船底、舷侧、甲板等部分，首部结构图主要反映了，船体首部结构特点各舱室的空间布置和结构特点，主要包括了首部纵中剖面图和典型横剖面结构图。8.2 目的各种船舶对其航行性能和总布置的要求是不同的，船首的形状也因此不一样，本船设置为球首，有利于减小航行时的兴波阻力，提高航速，同时在纵摇时能产生一定阻力，减轻纵摇程度。此图的绘制对首部结构有具体的阐述，能为后续的建造提供结构参考。8.3 首部主体结构图绘制首部受到使船体产生总纵弯曲的作用力很小，但船舶在航行时，船首受到较大的局部作用力，例如

49、：波浪的冲击力；船首的舷侧和船底承受较大的舷外静水压力和首尖舱内压载水的静压力与摇摆时的冲击力等。此外，首部发生碰撞的机会较多，所以需要采用局部加强的方法，保证结构强度。首先根据本船总布置图，确定首部典型剖面的位置，然后根据基本结构图做出横剖面图上构件的位置及数目，正确处理好线型以反映出首部结构的特点。首部主体结构图见附录六。第9章 船舶重量、重心计算9.1 概述 选用规范IMO A.749(18)决议关于IMO文件包括的所有船舶的完整稳性规则(以下简称规则) 船舶种类干货船 航区远海航区 主要要素船 长L：105.000m 垂线间长：99.000m 型 宽B：16.800m 型 深：D：9.

50、000m吃 水d：6.000m 设计航速：11.5km/h水的密度：1.205 船型特征：常规船型9.2 空船重量估算设计中，排水量分为空船重量和载重量两部分，即：式中，空船重量： 其中：为船体钢料重量（t）；为木作舾装重量（t）；为机电设备重量（t）。载重量（t），包括货物、旅客、船员、行李、油、水、食品、备品及供应品等的重量。 船体钢料重量估算空船重量中，船体钢料重量所占比重较大，本船采用早期干货船统计公式进行计算式中：通过计算得：t 舾装重量估算采用统计公式：= 进行计算， 式中 为系数，取母型船的值0.025通过计算得：=415.8t 电气设备重量估算对于主机为柴油机的机电设备重量，采

51、用公式：进行计算式中：主机功率MCR（kw）； 系数，可用母型船资料换算。缺乏母型船资料时，可按以下范围取值：对于中速主机，=56；对于低速主机，MCR在10000kw以上时=78，MCR在10000kw以下时=89。本船取=9 通过计算得：=425t 空船重量t空船重量储备2%，所以本船实取空船重量：t9.3 空船重心高度计算 船体钢料重心高度 采用公式： 进行计算，式中：计入舷弧和舱口围壁影响的相当型深，出略地也可以直接用型深D代替； 系数，可用母型船系数直接计算而得。缺乏母型船资料时，也可用以下统计公式计算；其中：是计至型深的方形系数。如有球首可减小0.004。通过计算得：=5.62 m

52、 舾装重心高度 一般干货船的舾装重心高度可按以下公式计算： 通过计算得: =10.52 m 机电设备重心高度一般运输船舶机电设备重心高度的平均值约为0.55D。所以，机电设备重心高度 =4.95 m 空船重心高度空船重心高度结合以上数据计算得： =6.34 m重心高度储备5%，所以本船实取空船重心高度=6.66 m对于各甲板室结构和围壁重心高度取其层高的0.70.82，本船取0.7计算。9.3.5 重量、重心计算书5000吨干货船重量、重心计算书共 1 页第 1页序号位 置重量（t）重心垂向坐标（m）重心纵向坐标（m）一、船体钢料部分1主体结构1151.24.65-4.892主甲板围壁结构50

53、.67.25-39.63居住甲板结构24.38.19-42.44居住甲板围壁结构26.19.14-41.95救生甲板结构22.510.08-40.596救生甲板围壁结构25.311.03-39.877船长甲板结构17.411.97-39.128船长甲板围壁结构18.212.92-39.019驾驶甲板结构11.413.86-38.5610驾驶甲板围壁结构13.614.81-37.7711全船肘板40.44.78-2.0312全船焊条50.34.95-2.3113合 计1451.35.62-4.96二、空船重量1船体钢料部分1451.35.62-4.962舾装部分415.810.25-5.574电气设备4254.95-5.695合 计2292.16.34-5.04空船重量储备2%，重心高度储备5%2292.16.34-5.04本船实取空船重量23386.66-5.04第10章 船体说明书10.1 总体部分1、船型及用途本船为钢质、双甲板、方尾、首柱前倾、短首楼、设球首、球尾、单机、单桨、单舵、柴油机驱动、螺旋桨推进的干货船，机舱和上层建筑甲板室设于尾部，装运各种杂货。2、航区本船为