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【船海讲坛】结构开孔及补强有什么原则？1 前言在船舶的设计和建造过程中，因各种施工和实际需要，我们会在船体上开设多种孔。
船体开孔分为结构孔和工艺孔，而大多数船体开孔是开设在船体结构内部，特别是在液舱分舱结构中。
由于结构开孔相对尺寸较小，往往不被重视，但又极易导致结构强度不够，从而给船舶的运行带来的一定的危险性。
而工艺孔的开设是船舶建造过程中一项重要的工艺措施，它可以保证船船建造质量，提高生产效率，缩短建造周期，方便工人施工，同时改善作业环境，保证安全生产。
本文结合目前船厂进行船舶建造检验和施工的实例，就船体结构开孔的种类、作用、要求和结构补强及工艺孔开设等问题进行分析和探讨。
2 结构开孔种类及作用船体结构内部开孔大致分为以下几类：减轻孔、人孔、流水孔和透气孔、骨材贯穿孔、管系（电缆）穿孔、通焊孔、止漏孔、塞焊孔等。
这几类孔所起的作用不可小觑。
如减轻船舶结构重量进而降低造船成本；方便检查和施工人员进入船底位置进行检查和维修；船舶在压载和装油时舱内的空气能通过透气孔自由流出舱柜中，确保油水顺利压满，减少自由液面对船舶稳性影响和气体产生的压强对船体结构的破坏；保证强构件的连续性和整体强度；对构件对接缝和角接缝的焊透和包角焊；防止相邻液舱的液体相互渗漏；结构构件焊接的连续性等。
针对以上结构开孔中之一塞焊孔的特点，对开孔要求作出简单概述。
此孔是叠合板之间的一种连接方法，为保证结构强度和方便焊接而开设的一种孔。
常用在导流罩、艉鳍、舵叶、轴包板外板装焊上，塞焊和槽焊焊缝的尺寸、间距、填焊高度应符合下列规定：①塞焊孔的最小直径不得小于开孔板厚度加8mm，最大直径应为最小直径值加3mm，或为开孔件厚度的2.25倍，并取两值中较大者。
槽孔长度不应超过开孔件厚度的10倍，最小及最大槽宽规定与塞焊孔的最小及最大孔径规定相同；②塞焊焊缝的最小中心间隔应为孔径的4倍，槽焊焊缝的纵向最小间距应为槽孔长度的2倍，垂直于槽孔长度方向的两排槽孔的最小间距应为槽孔宽度的4倍。
管子贯穿船体构件的开孔及补强管子贯穿船体构件的开孔及补强管子贯穿船体构件的开孔及补强正文前言本标准参照Q/SWS 52-014-2003《船体强力构件开孔及补强》和兄弟船厂企业标准，并结合本公司的实际施工情况编制而成。
本标准由上海外高桥造船有限公司提出；本标准由设计部归口；本标准起草部门:设计部本标准主要起草（编制）：范琦标检：戴小虎审核：杜剑锋本标准由总工程师南大庆批准。
1 范围本标准规定了船舶管路与附件在船体钢结构上的开孔及补强等技术要求。
本标准适用于新建钢质海船。
2 规范性引用文件Q/SWS 34-011-2003 法兰式通舱管件Q/SWS 52-014-2003 船体强力开孔及补强中国船级社《钢质海船入级与建造规范》20013 定义3.1强力构件其所指强力构件仅限于船体结构中的主肋骨（强肋骨）舷侧纵桁横梁（强横梁）甲板纵桁及舱壁桁材等高腹板构件。
3.2构件跨度构件支撑点之间的距离。
4 开孔技术要求4.1在甲板上的开孔4.1.1管路在强力甲板舱口边线以外的开孔应尽可能减少，并须避开舱口角隅。
4.1.2在船中部0.5L区域内，强力甲板舱口线外的开口，若其小的甲板开口总宽度在任一横剖面上不超过强力甲板作用中剖面模数计算宽度（即型宽减去全部开口宽度）的6%时，不需补偿。
符合下列要求者，开口边缘不需加强。
a. a.椭圆形开口的长轴应沿船长方向布置，且开口的长宽比不小于2；b. 其它形式的开口，一般强度钢应力集中系数小于2, 高强度钢小于1.5。
4.1.3 在船中部0.5L区域内，强力甲板舱口线外的开口宽度超过上述第4.1.2条规定时，超过的宽度应予以补偿，通常的补偿方法是加厚甲板。
4.1.4 当开口的应力集中系数大于第4.1.2条规定时，应采用套管加强（见图1）。
套管剖面积A的计算见下式：图1 套管加强A≥0.5 r t mm2式中：r ----开口半径, t ----甲板板厚度mm4.2在强力构件上开孔的基本要求4.2.1尽量避免在强力构件上开孔。
船体结构开孔原则船体室编制1.适用范围本标准规定了船体结构开孔（含开口、切口）及管子、电缆在船体结构上开孔的规则和补强形式。
本标准适用于船长≥65m的钢质海船，其它类型的船舶可参照使用。
本标准适用于扬帆集团所有分公司2.引用规范或标准引用了中 国 船 级 社《钢质海船入级规范》〔2006〕中规定的条款；引用了中华人民共和国船舶行业标准《中国造船质量标准》〔2005〕中规定的条款；本文参照并引用了海外高桥造船有限公司Q/SWS 52-014-2003《船体强力构件开孔及补强》的企业标准；并结合本公司的实际施工情况编制而成。
上列规范和标准所包含的条款，通过在本文中引用,而构成为本文的条文。
本文出版时，所示版本均为有效。
但所有规范和标准都会被修订，因此在使用本文时,各方应探讨使用上列规范和标准最新版本的可能性。
3.开孔的类型在船体结构上常开有以下类型的孔:流水孔、透气孔、止漏孔、贯穿切口(或称贯穿孔)、人孔、减轻孔、过焊孔、止裂孔、工艺孔、舱口开孔、塞焊孔、锚穴孔、海底门开孔、电缆孔、管子孔4.结构类型在船体中,船体结构可以分为三类:次要类,主要类,特殊类,在主要类与特殊类结构上开孔需要注意, 且尽量少开孔.次要类⑴ 纵舱壁板，除主要类要求者外⑵ 露天甲板板，除主要类和特殊类要求者外⑶ 舷侧板次要构件: 一般是指板的扶强构件, 如肋骨、纵骨、横梁、舱壁扶强材、组合肋板的骨材等主要类⑴ 船底板，包括平板龙骨⑵ 强力甲板板，不包括特殊类要求的甲板板⑶ 强力甲板以上的纵向连续构件，不包括舱口围板⑷ 纵舱壁最上一列板⑸ 垂直列板( 舱口纵桁) 和顶边舱的最上一列斜板主要构件: 船体的主要支撑构件称为主要构件, 如强肋骨、舷侧纵桁、强横梁、甲板纵桁、实肋板、船底桁材、舱壁桁材等。
特殊类⑴ 强力甲板处的舷侧顶列板⑵ 强力甲板处的甲板边板⑶ 在纵舱壁处的甲板列板(不包括双壳船在内壳纵舱壁处的甲板板)⑷ 集装箱船和其他有类似舱口的船舶在货舱口角隅处与舷侧之间的强力甲板板⑸ 散货船、矿砂船、兼用船及其他有类似舱口的船舶在货舱口角隅处的强力甲板板⑹ 舭列板⑺ 长度超过0.15L 的纵向舱口围板(8) 纵向货舱舱口围板的端肘板和甲板室过渡5.开孔原则5.1 所有结构上的开口应尽量避开应力集中区域，如无法避开时应作相应的补偿，开口的角隅处均应有良好的圆角。
1船体结构开孔及补强规则1 范围本标准规定了船体构件上的应力区域，船体结构开孔（含开口、切口）规则及补强形式。
本标准适用于钢质海船(船长≥建造过程中管系、电缆穿过船体构件时的开孔规则及补强形式，其它类型船舶及海上工程设施可参照执行。
2. 船体结构开孔规则 2.1 开孔基本原则2.1.1 开孔形状一般为圆形或腰圆形，孔长轴应沿结构跨度方向或船长方向布置，如需矩形开孔时，其四角需有足够大的圆角，圆角半径R≥h/8(h 为孔高)且R≥30。
2.1.2 开孔应远离流水孔、透气孔、减轻孔、人孔、型材贯穿孔等。
2.1.3 开孔边缘应光顺，无影响强度的缺口。
2.1.4 在强构件腹板上开孔时，其开孔位置应尽可能设置在构件的中和轴处或偏近骨架带板（即甲板、壁板或外板）一边，避免在近面板处开孔。
2.1.5 所有肋板、旁桁材上均应开人孔; 所有肋板、旁桁材、纵骨均应有适当的流水孔、透气孔，并应考虑泵的抽吸率；除轻型肋板外，开孔的高度应不大于该处双层底高度的50%, 否则应予加强。
各肋板开孔位置在船长方向应尽量按直线排列, 以便利人员出入。
在肋板的端部和横舱壁处的1 个肋距内的旁桁材上, 不应开人孔和减轻孔, 否则开孔边缘应予加强，肋板及旁桁材在支柱下的部分一般不应开孔, 否则应作有效加强。
2.1.6 船中0.75L 区域内双层底中桁材不允许开孔，特殊情况下必须开孔时，应予以有效加强；船中0.75L 以外中桁材上开孔高度不应大于该处中桁材高度的40%。
2.1.7高强度钢构件尽量少开孔，若开孔应采用圆形或腰圆形。
2.1.8开孔边缘不要靠近板缝，至少离开50mm； 开孔与板缝相交时，孔边缘离板缝不小于75mm，孔中以全部开孔的最大外轮廓尺寸作为开孔计算的宽度和长度,密集小孔可扩为一腰圆孔。
2.1.10 开孔总长度不能超过0.6肋距（或0.6纵骨间距），开孔应分散，不能同时密集在邻近的肋距（或纵骨间距）内。
2.1.11在船舯0.5L 区域内的强力甲板上开孔，其圆角半径为开口宽度的1/24(Rmin≥300mm)。
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船体结构开孔及补强规则
1 范围
本标准规定了船体构件上的应力区域，船体结构开孔（含开口、切口）规则及补强形式。
本标准适用于钢质海船(船长≥建造过程中管系、电缆穿过船体构件时的开孔规则及补强形式，其它类型船舶及海上工程设施可参照执行。
2. 船体结构开孔规则 2.1 开孔基本原则
2.1.1 开孔形状一般为圆形或腰圆形，孔长轴应沿结构跨度方向或船长方向布置，如需矩形开孔时，其四角需有足够大的圆角，圆角半径R≥h/8(h 为孔高)且R≥30。
2.1.2 开孔应远离流水孔、透气孔、减轻孔、人孔、型材贯穿孔等。
2.1.3 开孔边缘应光顺，无影响强度的缺口。
2.1.4 在强构件腹板上开孔时，其开孔位置应尽可能设置在构件的中和轴处或偏近骨架带板（即甲板、壁板或外板）一边，避免在近面板处开孔。
2.1.5 所有肋板、旁桁材上均应开人孔; 所有肋板、旁桁材、纵骨均应有适当的流水孔、透气孔，并应考虑泵的抽吸率；除轻型肋板外，开孔的高度应不大于该处双层底高度的50%, 否则应予加强。
各肋板开孔位置在船长方向应尽量按直线排列, 以便利人员出入。
在肋板的端部和横舱壁处的1 个肋距内的旁桁材上, 不应开人孔和减轻孔, 否则开孔边缘应予加强，肋板及旁桁材在支柱下的部分一般不应开孔, 否则应作有效加强。
2.1.6 船中0.75L 区域内双层底中桁材不允许开孔，特殊情况下必须开孔时，应予以有效加强；船中0.75L 以外中桁材上开孔高度不应大于该处中桁材高度的40%。
2.1.7高强度钢构件尽量少开孔，若开孔应采用圆形或腰圆形。
2.1.8开孔边缘不要靠近板缝，至少离开50mm； 开孔与板缝相交时，孔边缘离板缝不小于75mm，孔中
以全部开孔的最大外轮廓尺寸作为开孔计算的宽度和长度,密集小孔可扩为一腰圆孔。
2.1.10 开孔总长度不能超过0.6肋距（或0.6纵骨间距），开孔应分散，不能同时密集在邻近的肋距（或纵骨间距）内。
2.1.11在船舯0.5L 区域内的强力甲板上开孔，其圆角半径为开口宽度的1/24(Rmin≥300mm)。
如舱口围板为套环形式时，圆角半径Rmin≥150mm。
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20m)
2.1.12管子和电缆穿过甲板的开孔，应避开舱口角隅和高应力区。
2.1.13船舯0.5L区域内强力甲板上的开孔宽度不得超过舱口边至船边距离的6%，其它部位甲板开孔宽度不得超过舱口边至船边距离的9%。
2.1.14当甲板开口不符合长宽比2:1或高强度钢开口小于2～1.5时，应采用套环形式，也可起到拦水作用。
2.1.15若外板开口不是圆形或椭圆形的，则开口角隅应为半径尽可能大的圆弧；
2.1.16 各种管系的舷外排出口，应环绕开孔焊接50mm宽的环型复板。
2.1.17 本标准中所列开孔各尺寸为满足标准的极限值，开孔时尽可能不按极限尺寸开孔。
2.1.18 凡船体结构上的开孔，都会影响船体结构的强度，因此尽可能不开孔。
若要在构件上开设超过规定的孔或在特殊部位开孔，应事先与船体专业协商开孔位置，并采取补强措施。
2.2 不允许开孔的部位
2.2.1 强横梁端部一个纵骨间距，纵桁在横隔壁处一个肋距，见图2。
2.2.2 小构件穿过的切口处，其切口前后的一倍切口长度范围内，见图2。
2.2.3 支柱上下端支座在纵横结构交叉处左右前后一个纵骨（肋距）间距。
见图3。
2.2.4 桅杆附近范围内的强横梁(纵桁)左右一个纵骨(肋骨)间距。
2.2.6
2.2.7
2.2.8
2.2.9
邻
2
2.2.10 甲板或底板上有较重机械设备或集中载荷的部位。
2.2.11 船舯0.4L区域的舭圆弧外板和舷顶列板圆弧形舷缘，外板与上层建筑连接处。
3 构件开孔
3
表2 孔与孔或孔与构件边线的最小距离
4
5
4 开孔补强形式
4.1 当开孔尺寸和位置超出本标准3.4的不需补强的规定时，可采用与开孔高度方向等截面的覆板或加强圈方式，覆板或扁钢的板厚不小于开孔构件的板厚，覆板单边宽或扁钢宽度不应小于50mm，补强板及型材的材质应与开孔处腹板的材质相同。
4.2 一般开孔的补强
4.2.1 7。
a.加补板
b.加面板
c.加面板
4.2.2 4.2.3 同时要对开孔损失的截
4.3 特殊孔的补强
当孔的高度、宽度超出允许极限范围，且高度为桁材高一半以上时，可采用加高梁的形式进行补强，但此开孔对原强构件破坏性极大，开孔前必须征得船体专业同意，见图10。
D>H/2,Φ>H/2
图10 孔高和孔长均超过允许极限范围时的补强型式
4.4 骨架上的面板或折边被切割破坏后的补强
一切骨架的面板或折边上开孔将破坏原构件连续性，应尽可能避免切割，在无法避免时应征得船体
专业同意并按图11所示进行骨架补强。
图11
c)
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附 录 A （规范性附录）
附录A
A 船体构件的应力区域说明
A.1 船体构件上的应力区域分类见表1
表1 应力区域分类
A.2 桁材构件（通常是T 型组合构件）上的应力区域划分按图A1
a. 强构件
b. 普通骨材穿过强构件 注：1）图中L 表示构件长度；
2）当α≤ 45°时按图示确定， 当α > 45°时区取α=45°
图A1 横向构件上的区域划分
A.3 纵向构件的应力区域划分见图A2。
a 纵骨 b. 纵向制荡壁 c. 纵向桁材
图A2 纵强度构件的区域划分
A.4 平板龙骨上部肋板的区域划分见图A3，α取值按45度。
船底（甲板） 船底
图A5 防挠材、肘板构件的区域划分
A.7
a. 圆弧连接
b. 肘板连接
图A6 肋板端部的区域划分
A.8 隔离舱内腹板的区域划分见图A7。
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图A7 隔离舱内腹板的区域划分
A.9 中心线桁材端部的区域划分见图A8。
图A8 中心线桁材端部的区域划分
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10。
