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经济适用型5000t多用途船的设计1、设计任务书主要要求：1.1、航区和任务本船为载运ICC、IAAA集装箱和散货（谷物、矿砂除外）的多用途货船，航行于我国近海航区。
1.2、主尺度总长100m左右，船宽不大于16m，吃水6.00m左右，货舱双壳结构。
1.3、载货情况和舱容系数设计装箱数不低于260 ICC标箱；设计载货量在5000t左右，舱容系数不小于1.2 m3/t。
1.4、航速和续航力主机选用广柴G8320ZCd-6柴油机一台，满载设计航速在12kn左右，续航力不小于3000海里。
自给力大于25昼夜。
1.5、船舶结构及用材本船结构按中国船级社《国内航行海船建造规范》（2006）及其修改通报设计。
前后分为两个货舱，货舱采用双壳结构，尽量控制船体结构用材和机械设备投入，取得较轻的空船重量，但船体0.4L区域内的外板板厚取值不小于12mm。
1.6、吨位不限制吨位。
1.7、稳性及其它性能稳性及其它性能均满足中国海事局《船舶与海上设施法定检验规则》（2004）对近海航区多用途货船的要求。
2、设计思想：2.1、在设计委托方的要求下，使该船具有良好的技术性能。
安全高效，集散兼顾，尺度及布置合理，努力提高综合经济效益。
2.2、在许可条件下增大船舶的主尺度，以获得较大的载重量，谋求高的经济效果。
2.3、为了做到集散兼顾，结构上又采用货舱双壳结构，故在满足航速的条件下，应尽量取用大的船舶吃水，小的型宽，大的方型系数，达到增大排水量的目的。
2.4、根据现有法规及规范，尽量减小船舶首尾和机舱部分在全船中的占用范围，以取得最大的货舱长度。
2.5、在船方指定的船宽范围内，能布置下最多列数的集装箱，按国际标准ICC集装箱宽度计算，货舱内最多可布置5列集装箱，货舱盖上能布置6列集装箱。
又考虑到本船对压载水的要求，所以最后取型宽15.8m。
2.6、在设计任务书中己经对该船总长范围己基本限定，先预定方型系数在0.8左右。
2.7、按总长100m计算，经验估算其计算船长不大于94m，得B型船舶干舷1.5m左右略偏下。
1 概述本船为2500t起重船，调遣航行区域为Ⅰ类海域，起吊作业为Ⅱ类海域。
船体总纵强度主要依据《钢质海船入级与建造规范》（2006）（以下简称《海规》）对起重船总纵强度的要求进行校核。
2 主要量度船长L105.6m型宽B42.0m型深D8.0m结构吃水d 5.8m梁拱f0.2m肋距s 1.6m3静水剪力和弯矩计算3.1计算工况根据本船实际工作情况，核算以下状态：1航行状态（1）全部燃料及备品（2）10％燃料及备品2避风状态（同航行状态）（1）全部燃料及备品（2）10％燃料及备品3工作状态（1）全部燃料及备品（2）10％燃料及备品4 过桥状态（1）全部燃料及备品（2）10％燃料及备品3.2各状态下静水剪力和弯矩计算 1．航行状态 （1）全部燃料备品站号 位置 浮力 重量 净载荷 剪力 弯矩 m t/m t/m 10kN/m kN kN.m st 1 -52.8 0 0 0 0 0 st 2 -47.52 102.461 52.116 -50.346 -560 440 st 3 -42.24 151.279 235.697 84.418 2800 3820 st 4 -36.96 150.897 59.236 -91.661 2960 25240 st 5 -31.68 150.515 106.345 -44.171 -20 31110 st 6 -26.4 150.134 159.176 9.042 -110 29510 st 7 -21.12 149.752 163.416 13.664 310 30030 st 8 -15.84 149.371 203.98 54.609 1700 34150 st 9 -10.56 148.989 197.523 48.534 4420 50590 st 10 -5.28 148.608 107.754 -40.854 12370 99330 st 11 0 148.226 91.066 -57.16 9390 157050 st 12 5.28 147.844 92.55 -55.294 6420 198860 st 13 10.56 147.463 94.034 -53.429 3550 225260 st 14 15.84 147.081 79.071 -68.01 280 236000 st 15 21.12 146.7 60.546 -86.154 -3330 228190 st 16 26.4 146.318 60.57 -85.748 -7870 198740 st 17 31.68 145.937 60.594 -85.343 -12380 145400 st 18 36.96 145.555 211.578 66.022 -17950 61220 st 19 42.24 145.174 660.233 515.06 -2610 -2970 st 20 47.52 95.593 57.733 -37.86 -140 2050 st 2152.858.04558.045 0 0剪力/kN-20000-15000-10000-500005000100001500013579111315171921航行状态航行状态下全部燃料备品静水剪力弯矩/kN.m-500005000010000015000020000025000013579111315171921航行状态航行状态下全部燃料备品静水弯矩（2）10%燃料备品剪力/kN-25000-20000-15000-10000-500005000100001500013579111315171921航行状态10％航行状态下10%燃料备品静水剪力弯矩/kN.m5000010000015000020000025000030000035000013579111315171921航行状态10％航行状态下10%燃料备品静水弯矩站号 位置 浮力 重量 净载荷 剪力 弯矩 m t/m t/m 10kN/m kN kN.m st 1 -52.8 0 0 0 0 0 st 2 -47.52 98.376 52.116 -46.26 -350 1060 st 3 -42.24 146.916 298.258 151.341 5840 11610 st 4 -36.96 146.258 121.508 -24.751 9530 58450 st 5 -31.68 145.6 106.345 -39.255 8900 107270 st 6 -26.4 144.942 104.266 -40.676 6870 149110 st 7 -21.12 144.284 108.507 -35.777 4680 179660 st 8 -15.84 143.626 121.622 -22.004 2980 199610 st 9 -10.56 142.968 115.165 -27.803 1670 212220 st 10 -5.28 142.31 107.754 -34.556 7830 238890 st 11 0 141.651 91.066 -50.586 5190 273610 st 12 5.28 140.993 92.55 -48.443 2570 294240 st 13 10.56 140.335 94.034 -46.301 70 301370 st 14 15.84 139.677 79.071 -60.606 -2820 294840 st 15 21.12 139.019 60.546 -78.473 -6030 271810 st 16 26.4 138.361 60.57 -77.791 -10150 229290 st 17 31.68 137.703 60.594 -77.109 -14240 165090 st 18 36.96 137.045 211.578 74.533 -19370 72360 st 19 42.24 136.387 660.233 523.847 -3570 1980 st 20 47.52 86.529 57.733 -28.796 -620 3260 st 2152.858.04558.045 0 02．避风状态 （1）全部燃料备品-20000-15000-10000-500005000100001500013579111315171921避风状态避风状态下全部燃料备品静水剪力站号 位置 浮力 重量 净载荷 剪力 弯矩 m t/m t/m 10kN/m kN kN.m st 1 -52.8 0 0 0 0 0 st 2 -47.52 102.461 52.116 -50.346 -560 440 st 3 -42.24 151.279 235.697 84.418 2800 3820 st 4 -36.96 150.897 59.236 -91.661 2960 25240 st 5 -31.68 150.515 106.345 -44.171 -20 31110 st 6 -26.4 150.134 159.176 9.042 -110 29510 st 7 -21.12 149.752 163.416 13.664 310 30030 st 8 -15.84 149.371 203.98 54.609 1700 34150 st 9 -10.56 148.989 197.523 48.534 4420 50590 st 10 -5.28 148.608 107.754 -40.854 12370 99330 st 11 0 148.226 91.066 -57.16 9390 157050 st 12 5.28 147.844 92.55 -55.294 6420 198860 st 13 10.56 147.463 94.034 -53.429 3550 225260 st 14 15.84 147.081 79.071 -68.01 280 236000 st 15 21.12 146.7 60.546 -86.154 -3330 228190 st 16 26.4 146.318 60.57 -85.748 -7870 198740 st 17 31.68 145.937 60.594 -85.343 -12380 145400 st 18 36.96 145.555 211.578 66.022 -17950 61220 st 19 42.24 145.174 660.233 515.06 -2610 -2970 st 20 47.52 95.593 57.733 -37.86 -140 2050 st 2152.858.04558.045 0 0-500005000010000015000020000025000013579111315171921避风状态避风状态下全部燃料备品静水弯矩（2）10%燃料备品剪力/kN-25000-20000-15000-10000-500005000100001500013579111315171921避风状态10％避风状态下10%燃料备品静水剪力站号 位置 浮力 重量 净载荷 剪力 弯矩 m t/m t/m 10kN/m kN kN.m st 1 -52.8 0 0 0 0 0 st 2 -47.52 98.376 52.116 -46.26 -350 1060 st 3-42.24 146.916 298.258151.341584011610st 4 -36.96 146.258 121.508 -24.751 9530 58450 st 5 -31.68 145.6 106.345 -39.255 8900 107270 st 6 -26.4 144.942 104.266 -40.676 6870 149110 st 7 -21.12 144.284 108.507 -35.777 4680 179660 st 8 -15.84 143.626 121.622 -22.004 2980 199610 st 9 -10.56 142.968 115.165 -27.803 1670 212220 st 10 -5.28 142.31 107.754 -34.556 7830 238890 st 11 0 141.651 91.066 -50.586 5190 273610 st 12 5.28 140.993 92.55 -48.443 2570 294240 st 13 10.56 140.335 94.034 -46.301 70 301370 st 14 15.84 139.677 79.071 -60.606 -2820 294840 st 15 21.12 139.019 60.546 -78.473 -6030 271810 st 16 26.4 138.361 60.57 -77.791 -10150 229290 st 17 31.68 137.703 60.594 -77.109 -14240 165090 st 18 36.96 137.045 211.578 74.533 -19370 72360 st 19 42.24 136.387 660.233 523.847 -3570 1980 st 20 47.52 86.529 57.733 -28.796 -620 3260 st 2152.858.04558.045 0 0弯矩/kN.m5000010000015000020000025000030000035000013579111315171921避风状态10％避风状态下10%燃料备品静水弯矩3．工作状态 （1）全部燃料备品站号 位置 浮力 重量 净载荷 剪力 弯矩m t/m t/m 10kN/m kN kN.m st 1 -52.8 0 0 0 0 0 st 2 -47.52 94.258 52.116 -42.142 50 -5050 st 3 -42.24 149.838 511.785 361.948 18200 29520 st 4 -36.96 156.218 -334.638 -490.857 16050 141060 st 5 -31.68 162.599 106.345 -56.254 870 162500 st 6 -26.4 168.98 159.176 -9.804 -50 156300 st 7 -21.12 175.361 163.416 -11.945 -790 146980 st 8 -15.84 181.742 203.98 22.238 -940 134110 st 9 -10.56 188.122 197.523 9.401 -100 124540 st 10 -5.28 194.503 107.754 -86.749 25680 191980 st 11 0 200.884 91.066 -109.818 20100 306010 st 12 5.28 207.265 92.55 -114.715 14170 389450 st 13 10.56 213.646 94.034 -119.611 7980 440910 st 14 15.84 220.026 79.071 -140.955 1040 458260 st 15 21.12 226.407 60.546 -165.861 -6600 436720 st 16 26.4 232.788 60.57 -172.218 -15520 371330 st 17 31.68 239.169 60.594 -178.575 -24790 257930 st 18 36.96 245.55 423.54 177.99 -36960 77840 st 19 42.24 251.93 1502.119 1250.189 740 -48850 st 20 47.52 209.112 57.733 -151.379 6030 -7140 st 2152.858.04558.045 0剪力/kN-50000-40000-30000-20000-10000010000200003000013579111315171921工作状态工作状态下全部燃料备品静水剪力弯矩/kN.m-10000010000020000030000040000050000013579111315171921工作状态工作状态下全部燃料备品静水弯矩（2）10%燃料备品剪力/kN-40000-30000-20000-10000010000200003000013579111315171921工作状态10％工作状态下10%燃料备品静水剪力站号 位置 浮力 重量 净载荷 剪力 弯矩 m t/m t/m 10kN/m kN kN.m st 1 -52.8 0 0 0 0 0 st 2 -47.52 67.787 52.116 -15.672 1360 -3800 st 3 -42.24 125.353 555.937 430.583 22680 43330 st 4 -36.96 133.721 -475.577 -609.298 19530 180510 st 5 -31.68 142.088 106.345 -35.744 1730 206630 st 6 -26.4 150.456 104.266 -46.189 -350 201410 st 7 -21.12 158.823 108.507 -50.317 -3070 183360 st 8 -15.84 167.191 121.622 -45.569 -5770 150660 st 9 -10.56 175.558 115.165 -60.393 -8570 104040 st 10 -5.28 183.926 107.754 -76.172 25880 146190 st 11192.29391.066 -101.22720800260710st 12 5.28 200.661 92.55 -108.11 15280347040st 13 10.56 209.028 94.034 -114.994 9390 403230 st 14 15.84 217.395 79.071 -138.324 2630 426600 st 15 21.12 225.763 60.546 -165.217 -4920 411800 st 16 26.4 234.13 60.57 -173.561 -13860 353340 st 17 31.68 242.498 60.594 -181.904 -23250 246500 st 18 36.96 250.865 423.552 172.687 -35650 72030 st 19 42.24 259.233 1502.167 1242.935 1720 -50510 st 20 47.52 218.401 57.733 -160.668 6580 -6680 st 2152.80 58.04558.045 0弯矩/kN.m-100000010000020000030000040000050000013579111315171921工作状态10％工作状态下10%燃料备品静水弯矩4．过桥状态 （1）全部燃料备品站号 位置 浮力 重量 净载荷 剪力 弯矩m t/m t/m 10kN/m kN kN.m st 1 -52.8 0 0 0 0 0 st 2 -47.52 167.103 179.546 12.442 1330 6710 st 3 -42.24 167.953 -144.278 -312.232 620 17870 st 4 -36.96 167.541 362.226 194.686 -12030 -14460 st 5 -31.68 167.128 246.523 79.395 -4780 -52120 st 6 -26.4 166.715 211.227 44.512 -1730 -67140 st 7 -21.12 166.303 183.489 17.186 -250 -71350 st 8 -15.84 165.89 183.446 17.556 740 -69830 st 9 -10.56 165.477 423.053 257.575 3590 -63590 st 10 -5.28 165.064 143.737 -21.327 12800 -17460 st 11164.652140.75 -23.902 1172041440st 12 5.28 164.239 137.763 -26.476 1051094840st 13 10.56 163.826 89.908 -73.918 7580 139130 st 14 15.84 163.413 79.88 -83.533 3800 166570 st 15 21.12 163.001 69.852 -93.149 -440 174780 st 16 26.4 162.588 59.824 -102.764 -5140 161520 st 17 31.68 162.175 73.776 -88.399 -9440 126440 st 18 36.96 161.763 -72.382 -234.144 -15140 70390 st 19 42.24 161.35 398.61 237.26 -15240 -9490 st 20 47.52 159.674 133.427 -26.247 8720 -34210 st 2152.80 58.04558.045 0剪力/kN-20000-15000-10000-500005000100001500013579111315171921过桥状态过桥状态下全部燃料备品静水剪力弯矩/kN.m-100000-5000005000010000015000020000013579111315171921过桥状态过桥状态下全部燃料备品静水弯矩（2）10%燃料备品剪力/kN-20000-15000-10000-5000050001000013579111315171921过桥状态10％过桥状态下10%燃料备品静水剪力站号 位置 浮力 重量 净载荷 剪力 弯矩 m t/m t/m 10kN/m kN kN.m st 1 -52.8 0 0 0 0 0 st 2 -47.52 153.766 200 46.234 4580 22100 st 3 -42.24 155.008 -123.443 -278.45 5490 52630 st 4 -36.96 154.987 383.444 228.457 -5540 47460 st 5 -31.68 154.966 191.41 36.444 2100 43760 st 6 -26.4 154.945 156.316 1.371 3090 56720 st 7 -21.12 154.924 128.779 -26.145 2490 70550 st 8 -15.84 154.903 101.051 -53.853 500 78710 st 9 -10.56 154.883 340.764 185.881 -80 75480 st 10 -5.28 154.862 143.737 -11.125 8310 99850 st 11154.841140.75-14.0917710138270st 12 5.28 154.82 137.763 -17.057 6960173450st 13 10.56 154.799 89.908 -64.891 4470 201700 st 14 15.84 154.778 79.88 -74.898 1120 215180 st 15 21.12 154.757 69.852 -84.905 -2720 211410 st 16 26.4 154.737 59.824 -94.913 -7030 188080 st 17 31.68 154.716 73.776 -80.939 -10960 144730 st 18 36.96 154.695 -72.382 -227.077 -16310 82140 st 19 42.24 154.674 398.61 243.936 -16080 -2670 st 20 47.52 153.39 133.427 -19.963 8190 -30770 st 2152.80 58.04558.045 0弯矩/kN.m-500005000010000015000020000025000013579111315171921过桥状态10％过桥状态下10%燃料备品静水弯矩3.3 各状态下的最大静水弯矩和剪力各状态下的最大静水弯矩和剪力绝对值包络线图如下：最大剪力/kN500010000150002000025000300003500040000123456789101112131415161718192021最大剪力最大弯矩/kNm100000200000300000400000500000123456789101112131415161718192021最大弯矩4船体弯曲强度校核依据《钢质海船入级与建造规范》（2006）13.2.1节，对起重船总纵强度的要求进行校核。
船舶总纵极限强度可靠性分析船舶总纵极限强度是指船舶在航行中所承受的纵向荷载能力的极限值，是评估船舶结构强度的重要指标之一。
本文将从可靠性角度探讨船舶总纵极限强度的评估方法。
1. 可靠度分析可靠性是指系统在给定时间和环境下完成其预期功能的概率，也可以理解为系统在设计寿命内无故障运行的能力。
在评估船舶总纵极限强度时，可靠度是一个重要的指标。
可靠度的计算需要考虑多个因素，如船舶的使用状态、材料的质量、结构设计等等。
为了准确地计算船舶总纵极限强度的可靠度，需要进行系统分析和量化评估。
2. 系统分析船舶总纵极限强度受多个因素的影响，包括载重和载重分布、海况、船头设计等等。
因此，我们需要对这些因素进行系统分析，找出主要的影响因素。
在分析载重和载重分布时，需要考虑船舶不同航行状态下的荷载情况，并确保船舶的结构能够承受荷载的变化。
此外，船舶在装货和卸货过程中，货物的重量和位置也会对船舶总纵极限强度产生影响。
在考虑海况时，需要分析船舶在不同海况下的受力情况。
例如，在大波浪条件下，船舶结构的荷载会变得更加复杂和严峻，需要确保船舶结构设计能够承受这些变化。
在考虑船头设计时，需要考虑船头的形状、尺寸和重量分布。
良好的船头设计可以减少船舶在航行中的阻力，并最大化船舶的速度和机动性。
3. 量化评估量化评估的目标是计算船舶总纵极限强度的可靠度。
在进行量化评估时，需要确定合适的评估方法和参数。
在评估船舶结构强度的可靠度时，常用的方法是概率分析。
该方法利用概率分布函数来分析各种因素的影响，并将这些影响量化为概率值。
利用可靠性分析软件，可以计算出船舶总纵极限强度的可靠度值。
同时，还可以进行故障模式分析，以确定船舶结构发生故障的可能性和概率。
4. 结论船舶总纵极限强度是评估船舶结构强度的一个重要指标，其可靠度的评估需要进行系统分析和量化评估。
在系统分析时，需要考虑多个因素对船舶结构强度的影响，包括载重和载重分布、海况、船头设计等等。
第11卷第10期中国水运V ol.11N o.102011年10月Chi na W at er Trans port O ct ober 2011收稿日期：5作者简介：黄智翔，浙江省舟山市港航管理局，国家注册验船师。
5000T 沿海甲板船总纵强度分析黄智翔（浙江省舟山市港航管理局，浙江舟山316000）摘要：为了应对不断涌现的超规范船舶，本文开展对超规范的5000T 沿海甲板船总纵强度进行计算。
其中波浪弯矩根据三维势流理论进行直接计算，静水弯矩是利用CCS 的COMPASS 软件进行计算，然后依据CCS 《钢质海船入级规范》（2009），对此船舶的总纵强度进行计算校核。
对比和校核的结果表明：该船的总纵强度符合规范的要求。
关键词：总纵强度；波浪弯矩；静水弯矩；COMPASS 软件中图分类号：U 661文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2011）10-0117-02一、引言总纵强度是保证船舶结构安全的重要因素。
20世纪末，不断涌现出超规范船舶，需要对其总纵强度进行校核，但其波浪载荷无法用规范中的经验公式进行计算。
为了应对此类特殊状况，各船级社都对载荷的确定给予了极大的关注，提出了所谓的第一原则：在结构设计时，必须首先合理的确定作用于船体和局部结构上的各种实际可能的动态载荷，包括他们的最大值以及各载荷分量间的适当组合；然后在此基础上才能进一步讨论怎样选择合适的内力分析方法和建立可接受的强度标准。
随着国内航运业的快速发展，国内大力进行航道和港口、码头建设，需要设计和建造大量的用于运输石头、黄沙等的大型甲板运输船。
而多数此类型的甲板船的主尺度类型比超出规范要求，因此需要对其的波浪载荷进行直接计算。
然而对于在船体设计时中剖面余富量较小的船舶，存在一定的安全隐患。
因此，船体强度是否符合规范，是否存在潜在的不安全因素，是否能够抵挡大风浪中波浪的外载荷，是每个设计者面临的实际问题。
因此，实现对超规范船舶总纵强度的合理校核有着极其现实的意义。
