【13800DWT散货船的船中横剖面结构设计计算4400字】

DWT散货船的船中横剖面结构设计计算结构设计一般应满足船舶建造规范的规定，因此本章内容主要以中国船级社颁布的《钢制海船入级规范》为依据。1.1外板及甲板板设计1）船底板由于船中横剖面处于货舱区域，设有双层底，采用纵骨架式结构，所以船底板厚度t应不小于式（5-1）[12]、（5-2）[12]计算所得之值： （5-1） （5-2）式中s为纵骨间距（m），s=706mm；Fb为折减系数，此处取1；,且不必大于0.2d，其中C由式（5-3）[12]计算： （5-3）计算得，，参考母型船选择。2）平板龙骨平板龙骨位于船底中线处，其宽度b应当不小于按式（5-4）[12]计算所得之值： （5-4）计算可得，因此取2000mm。而平板龙骨的厚度规范要求不应小于由式（5-1）和（5-2）算出的厚度加2mm，也不应小于相邻位置处的船底板所设定的厚度，因此取16mm。3）舭列板舭列板位于船的舭部，其厚度应不小于由式（5-1）和（5-2）计算所得值，在此取14mm。4）舷侧外板母型船的舷侧为纵骨架式，新船的舷侧结构应与其相似，故船中部0.4L区域内舷侧外板厚度t应满足：（1）当舷侧外板距基线在0.5D以上时，其厚度t应不小于按照式（5-5）[12]和（5-6）[12]计算所得数据： （5-5） （5-6）式中为折减系数，且不必大于。求得，。所以取。（2）当舷侧外板距基线0.25D以下时，其厚度应不小于式（5-7）[12]和（5-8）[12]计算所得数值： （5-7） （5-8）可求得，，故取。（3）当舷侧外板位于距基线大于0.25D和小于0.5D范围内时，其厚度应用内插法根据上述计算中所得求得，但不应小于上述（2）中的，故取。4）舷顶列板（1）当舷顶列板位于船中0.4L范围内时，其厚度t应不小于按式（5-9）[12]、（5-10）[12]计算所得数值： （5-9） （5-10）计算得，，故取。（2）对于舷顶列板，其宽度应不小于式（5-11）[12]所得之值： （5-11）计算得，故取。5）强力甲板（1）当NOTEREF_Ref18409\h强力甲板位于船中0.4L范围内时，它的厚度不得小于式（5-12）[12]、（5-13）[12]所得之值： （5-12） （5-13）计算得，，此处取，符合要求。（2）开口线内强力甲板厚度不得小于式（5-14）[12]计算所得值： （5-14）计算得，故取。6）甲板边板强力甲板边板的厚度需要大于实取的强力甲板的厚度，故取，宽度需大于或等于由式（5-15）[12]计算所得值： （5-15）计算得，故取。7）舱口围板参考母型船的横剖面结构里舱口围板的选材，新船选取。1.2双层底结构设计1）船底实肋板货舱实肋板的厚度t不必大于15mm，且应不小于按式（5-16）[12]计算所得值： （5-16）式中为双层底计算高度，可由式（5-17）[12]计算，且不小于760mm： （5-17）计算可得，，取。对于强框架中肋板上减轻孔的设计主要参考母型船，且为了结构的加强，实肋板上应设有厚度与肋板相同且宽度为10%肋板高度的垂直加强筋，参考母型船将其布置在纵骨的位置上，实取尺寸为。2）箱型中桁材新船参考母型船选用箱型中桁材，它是一条沿船长方向设置在双层底中线面处的水密箱型通道[13]，其侧板厚度应不小于水密肋板的厚度，故取，侧板间距离应不大于2m，参考母型船取1.8m。侧板上的垂直加强筋参考母型船取。箱型中桁材区域的船底板和内底板应适当加厚[12],实取内底板厚度为16mm，船底板厚度为16mm。内底骨材和船底骨材的剖面模数应不小于式（5-18）[12]计算所得之值： （5-18）式中d为吃水，l为两道侧板的间距。计算得，参考母型船选用。3）旁桁材旁桁材的厚度可比由式（5-19）[12]计算的厚度少3mm。水密旁桁材的厚度应比旁桁材多2mm，但旁桁材的厚度均应不小于相应的肋板厚度。 （5-19）计算得，实取旁桁材t=12mm，水密旁桁材t=14mm。旁桁材上垂直加强筋宽度取其腹板高度的，厚度应与其腹板厚度相同[12]，实取加强筋为。4）水密肋板水密肋板厚度比货舱实肋板增加2mm，但一般不大于15mm，故取。5）船底纵骨船底纵骨的剖面模数，应不小于按式（5-20）[12]计算所得之值： （5-20）式中为纵骨跨距，取2.07m；为系数，新船无中间垂直撑柱故取1。计算可得，故选取剖面模数为的22b球扁钢。6）内底纵骨内底纵骨的剖面模数为船底纵骨剖面模数的85%，即，故选取剖面模数为的22a球扁钢。7）内底板内底板的厚度应不小于式（5-21）[12]计算所得值： （5-21）式中s为纵骨间距，计算得，故取。8）内底边板纵骨内底边板纵骨的剖面模数不能小于内底纵骨的剖面模数[12]，故选择22a球扁钢，符合要求。1.3底边舱结构设计1）斜板斜板厚度应不小于式（5-21）对内底板的要求，实取厚度为16mm。2）水密侧壁侧壁板厚度应不小于式（5-22）[12]计算所得之值： （5-22）式中s为扶强材间距（m），取为0.69m；h是指舱顶与列板下缘间的垂直距离（m）,2.01m。计算得：实取，符合要求。3）非水密隔壁非水密隔壁的厚度应大于等于式（5-23）[12]计算所得值，且不小于8mm： （5-23）其中s为扶强材间距，取为600mm，计算得：参考母型船的结构，非水密隔壁的厚度取为11mm，且其上设有半径250mm的圆形减轻孔。4）底边舱纵骨底边舱纵骨的剖面模数按位置的不同应分别符合舷侧纵骨的要求和船底纵骨的要求，舭部纵骨选取22a球扁钢，符合要求。1.4顶边舱结构设计1）顶边舱纵骨甲板纵骨、斜板纵骨和舷侧纵骨剖面模数W应不小于按式（5-24）[12]计算所得之值： （5-24）式中，为纵骨间距，取三处的最小数值0.542m；为纵骨跨距，取2.07m。计算得，故选取，其剖面模数为，满足要求。2）顶边舱斜板和舱口垂向列板斜板厚度应不小于按式（5-25）[12]、（5-26）[12]计算所得数值，且不小于8mm： （5-25） （5-26）式中s为纵骨间距（m）；可由式=3.98（其中是顶边舱最高点与板列下缘之间的垂直距离，2.916m，是顶边舱任一侧最高点与板列下缘量之间的水平距离,2.905m，）求得或为自板列下缘量至舱顶的垂直距离2.5m，取较大者[5]。计算得：，实取，满足要求。3）横向支持构件支持纵骨的甲板强横梁、斜板强横梁的剖面模数及剖面惯性矩,应不小于按式（5-27）[12]和（5-28）[12]计算所得之值： （5-27） （5-28）计算得W=670.62cm3，I=6538.59cm4式中为强横梁间距（m），取2.07m;则由式=2.84（其中为自跨距中点量至顶边舱最高点的垂直距离，2.29m，为自跨距中点量至顶边舱任一侧最高点的水平距离，1.72m，）求得；为强横梁跨距（m），取3.9m。且甲板强横梁剖面模数不小于式（5-29）[12]所得值： （5-29）计算得W=191.21cm3.式中h为甲板计算压头，应不小于式（5-30）[12]求得之值，且应不小于1.2m，不必大于1.5m： （5-30）计算得：h=1.24m，强横梁的腹板高度应不小于甲板纵骨穿过处的切口高度的2倍，故取高度为600mm。强横梁腹板的厚度应不小于其高度的1%加4mm，故取厚度为11mm。强横梁面板厚度和宽度则分别取12mm、100mm，其上的加强筋则参考母型船选取。纵骨应连续穿过甲板强横梁和斜板强横梁并与其腹板焊接，在主要构件面板与纵骨之间至少应每隔1根纵骨设置肘板，其厚度与主要构件腹板厚度相同。4）甲板纵骨露天/强力甲板纵骨的剖面模数应不小于式（5-31）[12]、（5-32）[12]所算数值： （5-31） （5-32）式中h为甲板计算压头，，、、均为系数，由于设计剖面在甲板开口线内，故分别取10.5、40、1.5。计算可得，，故甲板纵骨选取，满足要求。参考母型船，舱口围板纵骨选择20a球扁钢，舱口围肘板厚度选取16mm。1.5双舷侧结构设计1）深舱平台该板厚度应不小于式（5-33）～（5-35）[12]计算所得值： （5-33） （5-34） （5-35）计算得t最小为8mm，故取，满足要求。深舱平台应设有人孔以便建造与维修。2）内壳板和横隔板内壳板和横隔板厚度应不小于式（5-36）[12]，但不必大于11mm。由于设计船舶的双舷侧内为压载水舱，内壳板厚度还应不小于（5-37）[12]计算所得数值： （5-36） （5-37）式中为扶强材间距（m），取为0.629m；为由内壳板下缘量至舱顶的垂直距离（m）。计算得，，实取。扶强材的尺寸参考母型船，取为。3）舷侧纵骨上甲板以下的舷侧纵骨(包括舭部纵骨)的剖面横数W应不小于按式（5-38）[12]计算所得之值： （5-38）式中，为纵骨间距，取0.629m和0.542m；为纵骨跨距，取2.07m；为系数，应按式（5-39）[12]、（5-40）[12]计算，且不必大于1.077；为计算压头，按式（5-41）[12]计算： 当时， （5-39） 当时， （5-40） （5-41）其中为船体横剖面的水平中和轴距基线的高度（m），4.70m，为纵骨距基线的高度,见下表。计算结果以及选材可见表5-1。表5-1舷侧纵骨选材校核舷侧纵骨编号（自下而上）选材实取型材剖面模数cm³校核结果11.3819.2781.024207.6020a269满足要求22.6398.2891.077176.3218a192.3满足要求33.2687.7951.077161.8018a192.3满足要求43.8977.3001.077151.2916b158.6满足要求54.5266.8061.077144.7716b158.6满足要求61.7841.8171.077123.7416a141.6满足要求76.4131.3231.077113.2216a141.6满足要求续表5-1舷侧纵骨编号（自下而上）选材实取型材剖面模数cm³校核结果87.0424.8291.077102.7116a141.6满足要求97.6714.3341.07792.1916a141.6满足要求108.8423.4141.07462.77-24×250125满足要求119.3842.9880.98859.72-24×250125满足要求129.9262.5620.90256.08-24×250125满足要求1310.4682.1360.81651.68-24×250125满足要求1.6强度校核在甲板和龙骨处的船中最小剖面模数应不小于按式（5-42）[12]计算所得值： （5-42）式中为方形系数，计算得。且船中剖面对水平中和轴的惯性矩应不小于按式（5-43）[12]计算所得值： （5-43）计算可得。以基线为参考轴，船舶中横剖面处剖面要素计算如表5-2所示。表5-2船中横剖面处剖面要素计算表构件名称选材平板龙骨900×161600.000.000.000.00船底板7400×1410360.000.000.000.00船底纵骨22b×7260.540.1128.663.151.26舭部纵骨122a32.820.113.610.400.16续表5-2构件名称选材舭部纵骨222a32.820.4811.757.560.16旁桁材2×1200×122880.60172.80103.6834.56中桁材T形材119.650.091.770.160.05中桁材T形材219.651.1121.8124.210.05桁材加强筋4×150×12720.6043.2021.920.00底边舱侧板1200×121440.6086.4051.8417.28中桁材侧板1200×141680.60100.8060.4820.16内底纵骨22a×7229.741.10252.71277.991.13内底板7960×161273.61.201528.321833.980.00舭列板2886×14404.740.85344.03292.42280.44底斜板纵骨22a32.821.5350.2176.830.16底边舱斜板1142×16182.721.61294.18473.6319.86底边舱顶板1000×111102.01221.10444.410.00舷侧纵骨120a27.361.3837.7852.180.11舷侧纵骨218a×244.42.64117.17309.220.14舷侧纵骨318a×244.43.27141.10474.180.14舷侧纵骨416b×242.323.90164.92642.700.11舷侧纵骨516b×242.324.53191.54866.910.11舷侧纵骨616a×231.921.78207.761201.690.09舷侧纵骨716a×231.926.41230.351477.270.09舷侧纵骨816a×231.927.042252.951781.260.09舷侧纵骨916a×231.927.67271.542113.690.09舷侧纵骨10-24×250608.84530.524690.860.31舷侧纵骨11-24×250609.38563.045283.570.31舷侧纵骨12-24×250609.93591.565911.530.31舷侧纵骨13-24×2506010.47628.086574.740.31续表5-2构件名称选材顶边舱斜板3594×14503.169.364708.5744062.81541.60顶边舱底板1000×111108.29912.237561.120.00顶斜板纵骨1-24×250608.65519.184492.460.31顶斜板纵骨2-24×250609.01540.424867.560.31顶斜板纵骨3-24×250609.36561.605256.580.31顶斜板纵骨4-24×250609.71582.785660.540.31顶斜板纵骨5-24×2506010.07604.206084.290.31舷侧平台1000×111101.15566.282911.210.00内壳板6290×11691.91.153561.9018336.672281.20舷侧外板7100×128521.664822.3227294.333579.11舷顶列板1800×1628810.112911.6829437.0877.76舱口围板1900×1630412.173699.6845021.1191.45舱口围板纵骨120a27.3612.44340.364234.060.11舱口围板纵骨220a27.3611.81323.123816.070.11甲板边板1800×2239611.024363.9248090.400.00甲板纵骨1-24×2506010.92651.207154.780.31甲板纵骨2-24×2506010.966