钢质船舶规范法结构设计(1)

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 要求：要求：1.熟悉钢船设计规范熟悉钢船设计规范2.掌握船体结构设计方法、过程掌握船体结构设计方法、过程 4.1 了解规范的适

2、用范围了解规范的适用范围 l钢质内河船舶建造规范钢质内河船舶建造规范l内河小型船舶建造规范内河小型船舶建造规范l内河高速船入级与建造规范内河高速船入级与建造规范 4.1 了解规范的适用范围了解规范的适用范围 一、船舶航区划分一、船舶航区划分1.设计前必须明确航行区域。设计前必须明确航行区域。2.我国通航的内河水系，包括江、河、湖泊和水库，我国通航的内河水系，包括江、河、湖泊和水库，根据分布、水文、气象等实际情况，可划分为根据分布、水文、气象等实际情况，可划分为A，B，C三级航区三级航区3.其中某些水域又依据水流湍急情况，又划分为急其中某些水域又依据水流湍急情况，又划分为急流航段，即流航段，即J

3、级航段级航段。4. 急流航段【急流航段【J级航段级航段】1.在峡谷河流中，滩上流速超过在峡谷河流中，滩上流速超过3.5m/s的航段的航段定为急流航段。定为急流航段。2.按航区内滩上流速大小划分为按航区内滩上流速大小划分为J1、J2 两级：两级： J1级航段：滩上流速级航段：滩上流速5m/s6.5m/s的航段的航段 J2级航段：滩上流速为级航段：滩上流速为3.5m/s5m/s的航段的航段 不同的不同的J级航段分别从属于所在水域的级航段分别从属于所在水域的航区级别。航区级别。l在结构设计计算时，不同的航区的计算波浪尺度和在结构设计计算时，不同的航区的计算波浪尺度和波高范围是不同的。波高范围是不同的

4、。l内规内规规定，计算半波高，规定，计算半波高，A级航区级航区r1.25m，B级航区级航区r0.75m，C级航区级航区r0.25m。l表表4-1 各级航区的计算波浪尺度和波高范围各级航区的计算波浪尺度和波高范围详细的航区划分可参考中华人民共和国海事局详细的航区划分可参考中华人民共和国海事局内河内河船舶法定检验技术规则船舶法定检验技术规则关于内河航区分级的规定关于内河航区分级的规定表表4-1 各级航区的计算波浪尺度和波高范围各级航区的计算波浪尺度和波高范围 航区级别航 行 区 域计算波高计算波长（m）波高范围（m）A级自江阴的黄田港以下至吴松口，包括横沙岛以内水域2.5301.5以上至2.5B级

5、1.长江自江阴的黄田港至涪陵李渡长江大桥2.黄浦江自分水龙王庙经闵行至吴淞口3.淮河-自正阳关至洪泽湖4.赣江自南昌至都阳湖5.湘江一一自株州以下至洞庭湖6.洪泽湖、高邮湖、邵泊湖、太湖、巢湖、鄱阳湖、洞庭湖以及类似的大型水库1.5150.5以上至1.5C级1.长江自宜昌以上2.黄浦江自分水龙王庙以上3.淮河-正阳关以上4.赣江自南昌以上5.湘江一一自株州及其以上6.源水、资水、澧水、汉水、嘉陵江、岷江、乌江以及A、B级没有提到的其他长江水系支流0.55.00.5及以下二、二、 船型范围船型范围（一）（一）钢质内河船舶建造规范钢质内河船舶建造规范：1.航行于内河水域航行于内河水域2.船长船长2

6、0mL140m3.焊接结构钢质民用船舶焊接结构钢质民用船舶l船长船长L一般取满载水线的垂线间长一般取满载水线的垂线间长Lpp。但规范。但规范规定规定L应不大于满载水线长度，亦不小于满载水应不大于满载水线长度，亦不小于满载水线长度的线长度的96%。 【所谓满载水线系指船舶最高级别航区载重线对应的水线【所谓满载水线系指船舶最高级别航区载重线对应的水线】l无舵船舶的船长取满载水线长度【即满载水线面无舵船舶的船长取满载水线长度【即满载水线面在中纵剖面上的投影长度在中纵剖面上的投影长度】 （二） 内河小型船舶建造规范1.适用于我国内河船长5mL55.5的大开口船舶的大开口船舶【较宽】等，应优先考虑采用横

7、骨架式。【较宽】等，应优先考虑采用横骨架式。4. 从工艺性及使用条件考虑从工艺性及使用条件考虑l纵骨架式纵骨布置稠密、横向强骨材尺度大，节点复杂，焊纵骨架式纵骨布置稠密、横向强骨材尺度大，节点复杂，焊接、装配施工较为困难，且舱容、净空损失较多。接、装配施工较为困难，且舱容、净空损失较多。l除总纵强度确有需要外，对中、小船舶少用纵骨架式为佳。除总纵强度确有需要外，对中、小船舶少用纵骨架式为佳。l采用纵、横混合骨架式时，应考虑合理搭配与过渡。采用纵、横混合骨架式时，应考虑合理搭配与过渡。如甲板为纵骨架式、舷侧横骨架式时，应采用交替肋骨制如甲板为纵骨架式、舷侧横骨架式时，应采用交替肋骨制【每【每34

8、档布置强肋骨及舷侧纵桁】，使强横梁与强肋骨合理档布置强肋骨及舷侧纵桁】，使强横梁与强肋骨合理搭配，以提高结构强度。搭配，以提高结构强度。5. 无论采用何种骨架型式，纵向构件均应有良好的结构连续无论采用何种骨架型式，纵向构件均应有良好的结构连续性；甲板、舷侧及船底骨架应有效地连接，构成完整的刚性性；甲板、舷侧及船底骨架应有效地连接，构成完整的刚性整体。整体。 （二）（二）骨材间距的确定骨材间距的确定1.骨材间距指肋骨间距或纵骨间距骨材间距指肋骨间距或纵骨间距2.普通骨材间距普通骨材间距根据根据等强度条件等强度条件、按重量最轻的原按重量最轻的原则决定。则决定。l据研究，当肋距据研究，当肋距S =

9、500600mm时板格重量最时板格重量最小。小。l内规内规规定肋骨或纵骨间距一般应不大于规定肋骨或纵骨间距一般应不大于600mm。多数长江小型机动船为。多数长江小型机动船为500mm，多数，多数大、中型长江船为大、中型长江船为550mm，所以一般取，所以一般取S =500600mm。l纵骨间距纵骨间距S1可适当大些，大约可适当大些，大约S1 =1.1S，但不，但不宜超过宜超过600mm。3. 内河船骨材间距考虑工艺、布置，不应过小。内河船骨材间距考虑工艺、布置，不应过小。 （三）（三）构件的布置的原则构件的布置的原则1. 有效传递荷重原则有效传递荷重原则l构件的布置尽量使船体主要构件构成空间体

10、系，以保证构件的布置尽量使船体主要构件构成空间体系，以保证任一承载构件同相邻构件之间有效传递荷重。任一承载构件同相邻构件之间有效传递荷重。2. 结构的连续性原则结构的连续性原则l结构型式或某一构件，在其布置方向上不能突然中断或结构型式或某一构件，在其布置方向上不能突然中断或尺寸突变，以免破坏内力的传递和引起严重的应力集中尺寸突变，以免破坏内力的传递和引起严重的应力集中例如例如M中部中部0.4L内所有纵向构件应连续贯通，凡是前后不能在同一延内所有纵向构件应连续贯通，凡是前后不能在同一延伸线上的纵向构件，在中断处应彼此交错延伸两档以上；伸线上的纵向构件，在中断处应彼此交错延伸两档以上；M双层底向首

11、、尾单底过渡时，应采用水平过渡肘板等措施过度；双层底向首、尾单底过渡时，应采用水平过渡肘板等措施过度；M中部纵骨架式向首、尾横骨架式过渡时，纵骨不能同时中断在中部纵骨架式向首、尾横骨架式过渡时，纵骨不能同时中断在同一横剖面处。同一横剖面处。 3.等间距性等间距性M支承构件应尽可能等间距布置支承构件应尽可能等间距布置M骨材可按等强度条件决定尺寸，便于设计加工，还骨材可按等强度条件决定尺寸，便于设计加工，还可以充分利用材料，降低结构重量。可以充分利用材料，降低结构重量。4.节点连接节点连接M在节点处构件一般采用肘板连接在节点处构件一般采用肘板连接M内河规范对肘板尺寸均有详细规定内河规范对肘板尺寸均

12、有详细规定 （四）（四） 正确选用带板宽度正确选用带板宽度1.骨材承弯或承压时，与骨材毗邻的一部分板与之骨材承弯或承压时，与骨材毗邻的一部分板与之共同工作，通称共同工作，通称“带板带板”。计算骨材剖面几何要。计算骨材剖面几何要素时，应包括带板宽度在内。素时，应包括带板宽度在内。2.带板宽度应从弯曲强度与稳定性两方面作不同的带板宽度应从弯曲强度与稳定性两方面作不同的考虑。考虑。3.同一骨材按强度条件确定的带板宽度，比按稳定同一骨材按强度条件确定的带板宽度，比按稳定性条件确定的带板宽度大得多，两者对骨材剖面性条件确定的带板宽度大得多，两者对骨材剖面模数的影响不大，但对惯性矩的计算相差甚远。模数的影

13、响不大，但对惯性矩的计算相差甚远。比如在计算构件剖面模数时，我国比如在计算构件剖面模数时，我国内规内规规定：规定：M当骨材直接与板相连接时，要求的剖面模数和惯性当骨材直接与板相连接时，要求的剖面模数和惯性矩为连带板的最小要求值；矩为连带板的最小要求值；M普通骨材的带板宽度取骨材间距；普通骨材的带板宽度取骨材间距；M强骨材带板宽度取强骨材跨距的强骨材带板宽度取强骨材跨距的1/6，但不大于负荷，但不大于负荷平均宽度，亦不小于普通骨材间距。平均宽度，亦不小于普通骨材间距。M若骨材仅一侧有带板时，则带板宽度取上述规定的若骨材仅一侧有带板时，则带板宽度取上述规定的50%。M当骨材不直接与板相连时，要求的

14、剖面模数和惯性当骨材不直接与板相连时，要求的剖面模数和惯性矩仅为骨材不含带板的最小要求值。矩仅为骨材不含带板的最小要求值。（五）要兼顾横向强度与扭转强度（五）要兼顾横向强度与扭转强度1.内河船内河船B/D较大，船型扁宽，甲板如有大开口，较大，船型扁宽，甲板如有大开口，则横强度往往不足。如则横强度往往不足。如B/D5的舱口货船、装运的舱口货船、装运重货的双壳驳、重货的双壳驳、B/D5.5的油驳及甲板驳等应采的油驳及甲板驳等应采取适当措施保证横强度。取适当措施保证横强度。2.增加横向强度主要措施有：横舱壁间距一般应不增加横向强度主要措施有：横舱壁间距一般应不大于大于6D，全船采用横骨架式、大开口区

15、域增设，全船采用横骨架式、大开口区域增设舷侧半舱壁，甲板设置连接过桥，设置间距不大舷侧半舱壁，甲板设置连接过桥，设置间距不大于四档肋距的强肋骨框架，如有可能（如油驳、于四档肋距的强肋骨框架，如有可能（如油驳、甲板驳），设置一定数量的横向桁架等等。甲板驳），设置一定数量的横向桁架等等。3. 大舱口内河船由于斜浪航行或前后装载不均，可大舱口内河船由于斜浪航行或前后装载不均，可能引起整个船体的扭转。能引起整个船体的扭转。M增加外板及甲板厚度、设置舷边纵舱壁等可以提高增加外板及甲板厚度、设置舷边纵舱壁等可以提高剖面抗扭刚度。剖面抗扭刚度。M对于双壳型长舱口船，加大箱体边舱的宽度及提高对于双壳型长舱口船，加大箱体边舱的宽度及提高首尾横舱壁对纵向构件的固定程度，均可提高扭转首尾横舱