第二章 外板和甲板板.ppt

1、,第二章 外板和甲板板,第一节 外板 第二节 甲板板,一、概述 外板是构成 船体底部、舭部及舷侧 的外壳版,第一节 外板,1、接缝与列板 1）外板的钢板的长边通常沿船长方向布置。 2）长边与长边的纵向接缝叫边接缝。 3）短边与短边的横向接缝叫端接缝。 4）钢板逐块端接而成的沿船长方向的连续长 板称为列板。 ）若干个列板组成船体外板。,2、列板的名称 平板龙骨 船底列板 舭列板 舷侧列板 舷顶列板,外板的规定： 1）平板龙骨的宽度应不小于900+3.5L 2）舭列板厚度应不小于r/165，且应不小于相邻船底板的厚度。 3）舷顶列板宽度应不小于0.1D。,3、外板承受的作用力 (1)总纵弯曲船底板

2、是船梁的下翼 板，舷侧板是船梁的腹板，承受总纵弯 曲应力。 (2)横向载荷外板直接承受舷外水 压力，以及舱内液体压力。这些横向载 荷使板产生局部弯曲。 (3)动力载荷外板在首部承受较大的波浪冲击力，在尾部承受螺旋桨工作时的水动压力。对于航行冰区的船舶外板还受到冰块的撞击和挤压。 （4）偶然性载荷如碰撞，搁浅等意外载荷,4、外板的作用 1）保证船体的水密性，使船具有漂浮及运载 能力。 2）参与总纵强度，承受横向载荷，保证船体的局部强度和刚度。,二、外板厚度的分布 船体外板上的各块外板，因其厚度不同，受力也就不同。 为了在保证强度的前提下减轻结构重量，外板厚度沿船长方向 及肋骨围长而变化，视其所在

3、位置分别选取不同的厚度。 外板厚度沿船长方向的变化 当船舶总纵弯曲时，弯曲力矩的最大值通常在船中0.4L 区域内，向首尾两端的弯矩逐渐减小而趋于零。因此，外板 厚度沿船长方向也要相应地 变化，一般说来，在船中0.4L区 域内，外板的厚度较大，离首尾 端0.075L区域内的外板较薄些， 在两者之间的过渡区域，其厚度 可由中部逐渐向两端过渡，如图 22所示。,图22 外板厚度沿船长方向的分布,为了保证船舶进坞或搁浅时的局部强度，以及考虑锈蚀，磨 损等因素，平板龙骨的厚度至首尾应保持不变。 2.外板厚度沿肋骨围长的变化 在外板中，平板龙骨和舷顶列板的位置在船梁的最下端和 最上端，受到较大的总纵弯曲应

4、力，因此要比其它外板厚些。 除与其它外板同样参与船舶的总纵弯曲外，平板龙骨还承受船 舶建造和修理时的龙骨墩或坞墩的反力和磨损，故应比其它船 底板厚2040；舷顶列板与上甲板相连接，又起着舷侧与甲 板之间力的传递作用，故应比其它舷侧板约厚30。 局部加强 对于有些局部区域的外板，尚需局部加强。这些区域大 致如下： (1)首端链孔区域：锚起落时常与外板相互碰撞，因此在锚孔 区域的外板必须加厚。有些船上设置锚穴，则在锚穴下方的外 板需加厚，其结构形式可参阅图23。,(2)尾端螺旋桨区域：螺旋桨运转时，会产生流体的附加力载荷 和振动，因此在螺旋桨上方的外板必须加厚。此外，与尾柱连接 的外板。轴毂处的包

5、板以及尾轴托架支撑固定处的外板也需加厚。 这些区域的外板厚度不得小于船中的外板厚度。 三、外板的布置 船体外板通常是在肋骨型线图和外板展开图上布置的。 外板的边接缝 在确定外板的边接缝时，应考虑到甲板平台、纵桁、纵骨和内底边板等纵向构件的布置情况。板的边接缝与纵向构件的焊缝应避免重合或形成过小的交角，否则会影响焊接的质量。若纵向构件与外板边接缝的交角小于30时，应调整接缝改为阶梯形，如图24所示。此外，板缝布置与纵向构件在很长一段距离中平行时，其间距应大于50毫米。,外板的排列须充分利用钢板的规格，尽可能呈矩形布置，以减少钢板的剪裁。边接缝的数目与钢板宽度有关。采用宽度较小的钢板会增加板列的数

6、目，使焊缝增多，施工麻烦。但是，对于型线曲率较大的首尾端或小型舰船上，若采用宽度较大的钢板，会造成加工和装配的困难。目前，我国造船用钢板的宽度一般为12001800毫米。 外板的排列应力求整齐美观，特别是在水线以上部分的舷侧板，应尽可能与甲板边线平行，并保持相同的宽度伸至船的两端。在首尾端，由于肋骨围长减小，外板板列的数目也要相应地减少。若不减少板列数目而将钢板的宽度减小，这样将使焊缝密集，增加船体的变形；同时，将每块钢板的宽度剪裁得很小，则对板料的利用也不经济。,为了避免上述缺点，通常是在首尾端将外板板列数目减少，而把原有的两列板并成一列板。并板的形式一般有下列两种： (1)双并板：用加宽的

7、列板代替相邻两列板， 如图25(a)所示。 (2)齿形并板：两相邻列板的端接缝在不同肋距内 中断，而并板接缝不宜设于外板的主要列板上 或影响美观的地方。通常使平板龙骨、舭列板 和舷顶列板的宽度保持不变，而将水线以下 的外板进行并板。,外板的端接缝 从强度观点来看，外板的端接缝比边接缝的质量要求更高，因为当船舶总纵弯曲时,端接缝恰好位于横剖面上，承受总纵弯曲应力，如果焊接质量不能充分保证，将会产生不良后果,在确定外板的端接缝时应考虑到建造工艺上船体分的布置情况，同时又充分利钢板的长度。各列板的端接缝应力求布置于同一横剖面上，这样将有利于减少装配和的工作量，广泛采用自动焊接，并且容易控制焊接变形。

8、 外板的端接缝应尽可能布置于1/4或3/4肋距处，因为板在该处的局部弯曲应力最小，并对端接缝避免承受弯曲变形有利。外板各列钢板的长度可根据具体情况而定。通常在窗中部分取长些，而在首尾端刚取短些。这样，一方面由于中部船体被划为平面分段，与另一列板形成阶梯形接缝，如图25(b)所示。,分段不妨取得长些，而在首尾被划为立体分段，重量较大，则分段应取短些；另一方面，由于船体中部的型线曲度不大可以充分采用长的钢板，而在首尾端型线曲率的变化较大，采用较短的钢板则便于加工。目前，我国造船用钢板的长度一般为610米。 图26所示为某沿海货船首部的外板展开图，它具体地表示了外板的结构，标出钢板的边接缝，端接缝、

9、分段对接缝及纵横构件的位置。,图26 外板展开图,第二节 甲板板,一、甲板的名称 船舶的主体部分设有一层或几层全通甲板。小型船舶仅设一层甲板，而大型船舶根据使用要求往往设置二层或多层贯通全船的连续甲板。按自上而下的顺序分别称为上甲板(即最上层连续甲板)、第二甲板，第三甲板等。 甲板是纵向连续的，而平台甲板是局部间断的，仅设于部分舱室中。 甲板板由许多块钢板并合焊接而成，钢板的长边通常沿船长方向布置。与舷侧邻接的一列甲板板称为甲板边板。,二、甲板的形状 为了减少上浪及迅速排除积水，船舶的上甲板沿纵向和横向都做成曲线或折线的形状。首尾窄中部宽，船长方向中部低于首尾端，船宽方向中间高于两舷。 上甲板

10、边线沿纵向向首尾端升高的曲线称为舷弧。 上甲板沿横向的拱形称为梁拱，如图27所示。一般采用曲线形的舷弧和梁拱居多，梁拱高度取为甲板宽度的1100150。 非露天的甲板和平台可做成平直的结构。,图27 甲板的舷弧和梁拱,三、甲板板的受力 1、总纵弯曲：上甲板是船梁的上翼板，承受总纵弯曲应力 2、横向载荷：上甲板承受上浪水压力或甲板货物等的载荷。 下甲板和平台等非露天甲板的载荷则视甲板的使用情况而定。,四、甲板板的作用 甲板板与外板和舱壁板共同组成供各种用途的舱室，上甲板作为船体的水密顶板，遮蔽舱室空间，一些船舶的上甲板上也载货。 下甲板和平台甲板分层安置设备和各种装载物。在长江客货船上，通常设有

11、舷伸甲板，以扩大甲板的使用面积。 上甲板通常是强力甲板，参与船体的总纵强度，同时，甲板板一甲板骨架一起承受并传递各种横向载荷。 下甲板和平台甲板则主要保证局部强度。 为了让人员、机器及装载物等出入船舱，在甲板上设有各种大小不同的开口，如机场口、货舱口、人孔、梯口等。,五、甲板板的厚度分布 1、在各层甲板中，上甲板在保证船体总纵强度中的作用最大，故较其它下层甲板为厚。 2、沿船长方向，上甲板参与船舶总纵弯曲时，中部受力最大，故在船中0.4L区域内,甲板板应厚些，且保持厚度相同，向首尾两端则逐渐减薄。 3、沿船宽方向，甲板边板首尾连续，参与总纵弯曲，且经常积水易受腐蚀，是上甲板中最厚的一列板。 4

12、在舱口之间的甲板板，由于被舱口切断，不参与总纵弯曲，其厚度较薄 。,强力甲板： 1、强力甲板的最小厚度应不小于6(mm)。 2、在船中0.4L区域内的强力甲板边板的最小宽度应不小于500+6.8L(mm)。 3、强力甲板边板端部的最小宽度应不小于船中宽度的65%。,为了保持甲板边板与舷顶列板之间结构连接的合理性，这两列板的厚度不能相差过大。如果在露天钢甲板上铺设木板，且这些 木铺板又能与钢甲板牢固地连接在一起，在此情况下，钢甲板的厚度可减薄1毫米；甲板上的木铺板厚度一般取4060毫米。,六、甲板板的布置 某沿海货船上甲板的布置如图28所示。甲板板的长边沿船长方向布置，且平行于甲板中线。甲板边板

13、因需保持一定的宽度，故沿舷边呈折线形状。在首尾端，由于甲板宽度减小，甲板板列的数目也要相应地减少，有时就将钢板沿横向布置。此外，在大开口之间也可将钢板沿横向布置。甲板板的端接缝不宜设于大开口的四角，因为该处是应力集中区域，板缝与舱口应至少相距500毫米。此外，甲板板排列时也应注意甲板上、下构件的位置，避免使板缝与这些构件相重合或太接近，一般要求两者的间距大于50毫米。在铺设木板的露天甲板上，每条木铺板应在横梁处用螺柱固定于钢甲板上.,图28 甲板板的布置,七、甲板开口处的加强及甲板间断处的结构 1甲板开口处的加强 甲板上的开口破坏了甲板的结构连续性，使甲板的横剖面面积沿船长方向出现突变，当船舶

14、总纵弯曲时，在甲板开口的角隅处将产生严重的应力集中现象。由于中部0.5L区域以内是船体的主要受力区域，故必须对一些开口给予加强或补偿；而在该区域以外的开口处，则可把加强措施适当减弱或不予补偿。 甲板上的人孔开口，应做成圆形或长轴沿船长方向布置的椭圆形，以缓和应力集中的程度。,矩形大开口的长边通常沿船长方向布置。由于大开口的角隅处应力集中较严重，故角隅应做成圆形、椭圆形或抛物线形。圆形角隅的半径不得小于开口宽度的1/20，当为抛物线形或椭圆形 时，应符合图29的规定。圆形开口时，应按图210（1）或（2）的形式。但对于舱口围板处未设置甲板纵桁者不小于110。如果甲板伸进舱口围板内，圆形角隅的最小

15、半径为300mm;,如果舱口围板以套环形式与甲板内缘焊接时，圆形角隅最小半径为150mm。同时，在开口角隅处的甲板板要用加厚板或复板给予加强。加强板的厚度应较甲板板厚增加4毫米。如果舱口的角隅采用椭圆形或抛物线形，则可不必将角隅处的甲板板加厚。,图29 抛物线或椭圆形开口的形式,图210 圆形开口的加强,(1),(2),2.甲板间断处的结构 上甲板以下的各层甲板如在机舱，货舱等处被切断，这些甲 板尽管对保证船体总纵强度的作用不大，但因甲板间断处的结 构连续性被破坏，在甲板突变的地方可能产生应力集中，导致 结构破坏。因此，在甲板间断处应增设舷侧纵桁,在过渡处用尺 寸较大的延伸肘板加以连接。 对于

16、平台甲板的末端，同样采用尺寸较大的弧形肘板逐渐延 伸过渡。该弧形肘板的长度应延伸几个肋距，如图211所示。,图211 平台甲板末端处的结构,八、舷边连接 1、角钢铆接 优点：可阻止甲板裂缝延伸到舷侧 缺点：工艺复杂，尤其是首尾处舷边与甲板不成直角，且每个肋位角度不同，因其优点特殊，至今还延续用在大船上。 改进型：用扁钢代替角钢,2、圆弧舷板连接 优点：是甲板和舷侧的应力顺利过渡，刚度大， 舷边不易变形。 缺点：减少甲板有效面积，甲板上流下来的水容易事舷侧板变脏。 圆弧舷板连接多在中部采用，逐渐向首尾过渡成尖角。 主要应用在大型油船的中部。,3、舷边直接焊接 优点：施工简单。 缺点：不能起止裂作用。 舷顶列板应高出甲板50100mm，中部和上层建筑端部不准在高出处开流水