结构设计与强度校核

1、专业综合训练任务书：49.9米150吨冷藏船结构设计及总纵强度计算一、综合训练目的1、通过综合训练，进一步巩固所学基础知识，培养学生分析解决实际工程问题的能力，掌握静水力曲线的计算与绘制方法。2、通过综合训练，培养学生耐心细致的工作作风和重视实践的思想。3、为后续课程的学习和走上工作岗位打下良好的基础。二、综合训练任务1. 150吨冷藏船结构设计，提供主要构件的计算书。2. 参考该船图纸和相关静水力资料、邦戎曲线图，按照钢质内河船舶建造规范的要求进行总纵强度计算，提供总纵强度计算书。3. 参考资料：1) 中国船级社. 钢质海船入级与建造规范 20092) 王杰德等. 船体强度与结构设计 北京：

2、国防工业出版社，19953) 聂武等. 船舶计算结构力学 哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2000三、要求：1、 专业综合训练学分重，应予以足够重视；2、 计算书格式要符合要求；如船体结构设计计算书应包括：（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）应按船底、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。（c）计算书应简明、清晰、便于检查。3、 强度计算：a) 按第一、二章的要求和相关表格做，如静水平衡计算，静水弯矩计算等；b) 波浪弯矩等可按规范估算；c) 相关表格用计算器计算，表格绘制于“课程设计”本上注意：请班长

3、到教材室领取课程设计的本子和资料袋（档案袋），各位同学认真填写资料袋封面。4、 专业综合训练总结：300500字。四、组织方式和辅导计划：1、 参考资料：a) 船体强度与结构设计教材b) 某船的构件设计书c) 某船的总纵强度计算书d) 钢质内河船舶建造规范，最好2009版2、 辅导答疑地点：等学校安排。五、考核方式和成绩评定：1、 平时考核成绩：参考个人进度。2、 须经老师验收合格，故应提前一周交资料，不合格的则需回去修改。3、 第18周星期三下午4：00前必须交资料，资料目录见第2页。4、 一旦发现打印、复印、数据格式完全相同等抄袭现象，均按规定以不及格计。5、 成绩由指导教师根据学生完成质

4、量以及学生的工作态度与表现综合评定，分为优、良、中、及格、不及格五个等级。六、设计进度安排：1、有详细辅导计划，但具体进度可根据个人情况可以自己定。附录：档案袋内资料前2页如下专业综合训练49.9米150吨冷藏船结构设计及总纵强度计算学 院： 武汉船舶职业技术学院 专 业： 船舶工程 班级： 10315 指导教师： 刘建全 学生姓名： 学 号：_ _起迄日期：_ _目 录 1、专业综合训练任务书.12、150吨冷藏船主要构件计算书 .？2.0 说明. . .2.1外板. .2.2甲板. . .2.3双层底. .2.4舷侧骨架. .2.5甲板骨架. .2.6支柱. . .2.7舷墙设计（可以不做

5、）. .2.8总强度校核. . .3、150吨冷藏船空载（或满载）总纵强度计算书.3.1 前言. . .3.2总纵弯曲外力计算. .3.3船体扭转外力计算（忽略不做）. .3.4船体总强度校核（忽略扭转）. .3.5变形校核（忽略不做）. .3.6 屈曲强度校核. . 3.7 结论. . .4.参考文献. . .5. 专业综合训练总结说明：此2页可打印后再填。 150t冷藏船结构设计一、说明1.1本船主要工作于A级航区的内河小型货船，结构按钢质内河船舶建造规范（2009）简称内规要求进行设计。1.2 结构形式 本船采用局部双层底横骨架式，舷侧部分采用肋骨交替骨架，并设有舷侧纵桁，其他部分用普通

6、肋骨，甲板采用单甲板横骨架式。1.3 结构材料全船结构采用一般强度船用结构钢，即ZCA钢，3=235Mpa。1.5 主尺度总长Loa=49.9m 计算船长 L=45.00m设计吃水 T=2.80m 最大吃水 T=3.10m型宽 B=8.50m 型深 D=4.00m设计排水量 D1=598t 最大排水量 D2=684t肋骨间距 s=0.55m B/D=2.15L/D=11.25 二、外板设计2.1 船底板船舶中部底板厚度t应不小于按计算所得之值 t=（L+s+）a航区系数，A级航区取=1，=0.076, =4.5 =0.4 t1=1×（0.076×45+4.5×0.

7、550.4）=5.5mm实取t1=8mm船底板t2=4.8s 取s=0.55m d=2.8m r=1.25m得 t2=4.8×0.55×=5.3mm实取 t2=8mm2.2平板龙骨按内规平板龙骨宽度应部小于0.1B，船中部平板龙骨应按船底厚度增加1mm。 b0.1B=0.1×8500mm=850mm 实取 t=9mm b=1000mm2.3 舭列板按内规舭列板厚度应按船中部船底厚度增加0.5mm，实取t=9mm。2.4 舷侧外板按内规2.3.4.1船中部及过渡区域舷侧外板厚度应不小于船底板厚度的0.9倍。实取t=8mm.2.5舷侧顶板按内规2.3.5舷侧顶板厚度应

8、比舷侧外板厚度增加1mm，宽度不小于0.1D.b=0.1D=0.1×4000mm=400mm 实取 b=400mm，t=9mm三、甲板3.1 强力甲板 按内规 实取t=8mm3.2 船中部甲板边板 实取t=9mm,b=850mm.四、双层底 按内规2.6.1取双底高h=800mm，每3档肋位设一实肋板，不设实肋板的部位设组合肋板，肋距 s=0.55m 0.55×3=1.65m<2.5m 满足要求4.1 中桁材和旁桁材 该船中部平板龙骨厚度 t=9mm 按内规2.6.4取中桁材厚度 t=mm h/t= 900/8=112.5 设置垂直扶强材按内规扶强材宽度为厚度的8倍，

9、故采用扁钢8×70为扶强材。按内规2.6.5取旁桁材与船底板同厚 t=8mm4.2 实肋板和水密肋板 按内规实肋板厚度与所在部位的船底板厚度相同，取t=8mm。水密肋板与实肋板高度比为800/8=100 设置加强筋,其间距应不小于双层底高度，实取800mm ，采用8×70为加强筋。4.3内底板 按内规2.3.9取内底板t=8mm本船内底板计算水柱按规范规定为 h=3.1m4.4 组合肋板 按内规组合板的船底骨材剖面模数应B不小于按下式计算所得值 本船航行于A级航区，取r=1.25m，s=0.55m，d=2.8m，l=2.4m 得W=3.8×0.55×（2

10、.8+1.25）×=48.75cm3实取该船舶底骨材为不等边角钢 L 100×63×6（查表）其连带板在内底剖面模数w=54.6015cm348.75cm3内底骨材的剖面模数应不小于船底骨材的0.85倍 48.75×0.85=41.44cm3实取船内底骨材为不等边角钢 L 100×63×6其连带板在内的剖面模数 W=54.6015cm3>41.44cm3 (满足要求)五、舷侧骨架5.1 强肋骨按内规2.7.3.1强肋骨剖面模数W应不小于按下列计算所得之值 （cm3）取K=4，s=1.65m，d=2.8m，r=1.25m，l=2.

11、5m得w=4×1.65×（2.8+1.25）×2.52=167.06cm3实取 5.2 普通肋骨按内规2.7.2.1普通肋骨剖面模数W应不小于按下列计算所得之值 （cm3）取K=4.9，s=0.55m，d=2.8m，r=1.25m，l=2.5m得w=4.9×0.55×（2.8+1.25）×2.52=68.21cm3实取L=100×63×6 查表符合要求5.3舷侧纵桁按内规2.7.4.1舷侧纵桁与强肋骨剖面尺寸相同，实取六、甲板骨架 6.1普通甲板横梁按内规横梁的剖面模数w应不小于按下式计算所得之值。 w=5cshl

12、3 （cm3）按强力板A级航区取 c=1.45，s=0.55m，h=0.5m，l=2.6m得W=5×1.45×0.55×0.5×2.62=13.478cm3按内规，强力甲板横梁的剖面惯性矩I应不小于按下式计算所得值：I=3wl=3×13.478×6=105.13cm4实取L=100×63×6查表符合要求6.2甲板纵桁按内规横骨式的甲板纵桁剖面模数W应不小于按式中计算所得值 W=kcbhl2 （cm3） 取强力甲板 k=0.03L+4.8=0.03×45+4.8=6.15 c=1.45 b=1.6 h=0.

13、5m c=3.3 代入得 W=6.15×1.45×1.6×0.5×3.32=77.69cm3按内规甲板纵桁的剖面惯性矩I应不小于下式计算所得值 I=2.75wl （cm4） =2.75×77.69×3.3=705.04 cm4 试取6.3 甲板强横梁 按内规强横梁的剖面尺寸取与甲板纵桁相同 实取6.4 舱口围板 按内规2.4.8.4.1取舱口围板板厚为t=8mm，高度h=600mm6.4 支柱按内规2.11.2支柱的剖面尺寸型材的剖面模数与惯矩的计算表构件名称构件尺寸（mm）构件剖面积（）距参考轴（cm）静矩（）惯矩（）自身惯性矩（）

14、带板8×550440000面板8×1209.620.8199.684153.3440腹板10×2002010.42082163.2666.67总和A=73.6B=407.68C=6983.214e=5.54cm I=4724.31 150t冷藏船强度校核一 静水剪力与静水弯矩1 主要数据船长 L=45.00m站距 密度 重力加速度 2 原始资料（1） 全船重量重心汇总表（2） 静水力曲线图（3） 邦戎曲线图3 满载到港状态下的有关数据总重量 W=5630kN浮心纵向坐标 重心纵向坐标 水线面面积 A=288平均吃水 纵稳心半径 R=65.5m漂心纵向坐标 4 第一

15、次近似计算艏吃水 艉吃水 浮力 浮心坐标 5 第二次近似计算艏吃水 艉吃水 浮力 浮心坐标 精度检查 6 静水剪力及弯矩计算（见附表）二 静波浪剪力及弯矩计算按内规2.2.4.3及2.2.4.5、2.2.4.6有关规定得： 式中：中拱波浪弯矩系数， 修正系数， 航区波高修正系数，A级航区：=1.0；B级航区：=0.45；C级航区：=0.07 kN式中：系数， 系数， 航区波高修正系数，A级航区：=1.0；B级航区：=0.45；C级航区：=0.07=3758.89 =477.44kN根据其分布规律得35号肋位处 =3758.89 =217.50kN三 总纵强度校核计算剖面选取船中附近有货舱口的3

16、5#肋位1 参考图纸和计算书（1）150t冷藏船基本结构图（2）150t冷藏船中横剖面图（3）150t冷藏船肋骨型线图（4） 弯矩和剪力计算书2 计算载荷 计算弯矩 M=11572.7 计算剪力 N=380.22kN3 船体材料 计算剖面的所有构件均采用低碳钢，屈服极限4 许用应力（1） 总纵弯曲许用应力 （2） 总纵弯曲与板架局部弯曲合成应力的许用应力： 在板架跨中 在横舱壁处 （3） 许用剪应力 5 总纵弯曲正应力编号构件名称构件尺寸A（mm）剖面积A（cm2）至基线距离Z静距Az （cm2m）惯性矩自身惯性距中和轴距离总纵弯曲应力1平板龙骨9×42538.25-1.57-26.

17、33 2船底板8×2700216-1.57-26.33 3内底板8×41003280.808265.024214.140-0.77-12.91 4舭列板9×1670150.30.47571.3933.9110.42-1.09-18.285舷侧外板8×26502122.275482.31097.2124.060.7111.916舷侧顶板9×400363.8136.8519.840.482.2337.397中底桁9×800720.428.811.523.84-1.1719.628旁底桁8×800640.425.610.243.4

18、-1.1719.629舷侧纵桁29.62.368.08156.58-0.7312.2410甲板纵桁29.63.95116.92461.830.472.3839.9111甲板板8×175014045602240-2.4340.7512甲板边板76.543061224-2.4340.7513舱口围板484.3206.4887.521.442.7345.78A=1440.25B=2267.314C=7000.89（1） 剖面中和轴到基线距离 e=m（2） 剖面惯性矩： I= 2(c-A) =27000.891440.25× =6901.64cm2·m2（3） 剖面上各构件的应力为： 甲板处剖面模数为：W= cm2·m船底处剖面模数为： cm2·m舱顶处剖面模数为：cm2·m（2）按规范校核总纵强度 规范确定的船体中部最小剖面模数按 （cm2·m） 由此可见 W>W0 因此