5000吨江海直达船结构规范计算书

船舶结构规范设计书5000吨江海直达船指导老师:班级：船海1101班小组成员：姓名：学号：姓名：学号：姓名：学号：姓名：学号：完成日期：目录一．小组成员分工及贡献度二．小组设计任务三．5000吨江海直达船说明四．确定4800mm平台构件尺寸（1）#5 —#12区域（2）#12—#35区域（3）#35—#134区域（4）#134—船首区域五．4800mm平台甲板结构图六．有限元建模及强度计算七．课程设计总结八．附件一．小组成员分工及贡献度1.成员分工按规范确定4800mm平台甲板构件尺寸：绘制4800mm平台甲板结构图：#134—船首有限元建模及结构强度直接计算：Word制作及后期整理：PPT制作：2.贡献度xxx 1.0xxx 1.0xxx 1.0xxx 1.0二．小组设计任务1.按照规范确定4800mm平台甲板构件尺寸，绘制甲板结构图2. #134—船首区域有限元建模及结构强度直接计算三．5000吨江海直达船说明一．说明本船主要运输矿石及钢材，兼顾煤碳及水泥熟料等货物。

航行于长江武汉至宁波中国近海航区及长江A、B 级航区。

船舶结构首尾为横骨架形式，中部货舱区采用双底双舷、单甲板、纵骨架式形式，所有构件尺寸均按 CCS 《国内航行海船建造规范》(2006)要求计算。

1. 主要尺度设计水线长：WL L 107.10米 计算船长：L104.10米型宽：B 17.5米 型深：D 7.6米 结构计算吃水：d 5.8米2.主要尺度比长深比：104.15.95517.5L B ==> 宽深比：17.52.30 2.57.6B D ==<2. 肋距及中剖面构件布置：尾~#10以及#140~首 肋距为600mm #10~#140 肋距为700mm本船按规范要求的标准肋距为：1.2.8.1 肋骨、横梁或纵骨（船底、舷侧、甲板）的标准间距Sb 应按下式计算：0.0160.5Sb L =+ m ,且不大于0.7m式中：L—船长，m。

本船标准间距：0.00160.50.0016104.10.50.667=+=⨯+=Sb L m1.2.8.2在首尾尖舱内，肋骨或舷侧纵骨的标准间距应为按本节1.2.8.1计算所得值和0.6m的较小者。

本船首尾尖舱标准间距：0.667,0.60.6﹛﹜Sb min m m m==四．确定4800mm平台构件尺寸（1）#5 —#12区域1.甲板==且不小于6mm10 6.5t s mm平台甲板：8mm2.实肋板在每个肋位处均应设置实肋板,其腹板高度h、厚度t 和面板剖面积A ，应分别不小于按下列各式计算所得之值:=+857.6140786mm=⨯+=,但不必大于1500mmh D85140=+=⨯+=0.0360.03104.169.123mmt L3=⨯=⨯=A B cm0.850.8517.514.875式中：B—船宽,m;D—型深,m;L—船长，m，计算时取值不必大于250m。

3.压载水舱舱壁上水平桁材桁材剖面模数W应不小于按下式计算所得之值:223==⨯⨯⨯=1212 4.9 2.84 3.451987.6W bhl cm式中:b—桁材支持面积的宽度, 4.9m；h—由桁材跨距中点处量至深舱顶的垂直距离,或量至溢流管顶垂直距离的一半, 取大者, 2.84m ；l —桁材跨距, 3.45m 。

桁材的剖面惯性矩I 应不小于按下式计算所得之值:442.5 2.51987.6 3.4517143 I Wl cm cm ==⨯⨯=取⊥1650020500⨯⨯ 其34452W cm = 446745I cm =4. 纵向非水密支承舱壁90L m >,则舱壁板的最小厚度在下层货舱内应为7mm ,在甲板间舱内应为6mm ;（船长小于90m 时,最小厚度均应为5mm 。

） 5.支柱1.支柱负荷计算(2.10.1)对于支柱所受的载荷P ，应按下式计算:0107.06P abh P P P kN =+=+本区域取#-3和#3甲板下首平台支柱进行计算：2.支柱剖面积(2.10.2)及支柱壁厚(2.10.3)2.10.2.1支柱的剖面积A 应不小于按下式计算所得之值：A =12.265.10P lr2 cm2.10.3.1管形支柱的壁厚t 应不小于按下列两式计算所得之值：t1 = 0.392 4.9Pdp l - mmt2 =40dpmm 管形支柱的最小壁厚：船长60L m ＜时为56090mm m L mm ≤；＜时为6mm ；90L m ≥时为7mm 。

本船#-3和#3主甲板下首平台支柱进行计算如下：（2）#12—#35区域1. 甲板（2.4.5）甲板负荷不超过40kpa 的下甲板和平台甲板2.4.5.2 第3甲板和平台甲板的厚度t ，应不小于按下式计算所得之值：10t s = mm ，且不小于6mm式中：s —骨材间距，m ，计算时取值应不小于骨材的标准间距。

100.667 6.67t mm =⨯=s ：机舱平台横梁间距667mm由上可知平台甲板厚度取8mm 是合适的。

2. 甲板骨架（2.8）1. 机舱平台甲板的计算压头（2.8.1.1）由《规范》表2.8.1.1，可知机舱平台甲板计算压头取 2.6h m = 2. #12~#35机舱平台甲板骨架（1）横梁（2.8.2）甲板横梁的剖面模数W 应不小于按下式计算所得之值： 3123W C C Dd C shl =+ 3cm 式中：1C —系数，根据横梁所在区域的甲板(包括桥楼和尾楼甲板)总层数决定：对于1层，1C 2=，对于2层，1C 1.33=，对3层，1C 1.05=，对于4层及4层以上，1C 0.93=，对于首楼甲板，1C 1.33=；2C 、3C —系数，见表 2.8.2.1；D —型深，m ；d —吃水，m ； s —横梁间距，m ；h —甲板计算压头，m ， 见本节 2.8.1.1； l —横梁跨距, m ，计算时取值应不小于2m 。

1230.930.40 4.07.60 5.800.667 2.6C C C D m d m s m h m =======，，，，，，，l =2.97m 。

由《规范》计算得到剖面模数：[]330.930.407.60 5.80 4.00.667 2.6 2.9786.29W cm =⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=实际构件的剖面模数的计算：计算时需要考虑附连带板，对于横梁，规范如下： 1.2.2.2次要构件的带板宽度，取为1个骨材间距。

所以，本船横梁附连带板宽度取为667mm实际构件的剖面模数为构件和附连带板的整体剖面模数 钢材型号的选取：使用球扁钢型号选择器可以得到满足要求的球扁钢型号为：г14a 又有规范如下：2.8.2.3甲板横梁的腹板高度应不小于60mm。

综上所述，从安全方面考虑，将此处球扁钢型号选为:г14a 其3=，腹板高度140mm。

97.95W cm（2）横骨架式甲板纵桁（2.8.3）2.8.3.2 支持横梁的甲板纵桁的剖面模数W应不小于按下式计算所得之值：2=3cmW bhl4.75式中：b—甲板纵桁所支承面积的平均宽度，m；h—甲板的计算压头，m，见本节2.8.1.1；l—甲板纵桁的跨距，m。

2.8.3.5 甲板纵桁的剖面惯性矩I应不小于按下式计算所得之值：cm2=4I Wl式中：W—本节所要求的甲板纵桁剖面模数，cm3l—甲板纵桁的跨距，m对于本船，23=⨯⨯⨯=W cm4.75 2.49 2.6 4.69676.413其中，l取#16，#23两处支柱之间的距离4.69m。

4=⨯⨯=I cm2676.413 4.696344.7542.8.3.6 甲板纵桁的腹板高度应不小于横梁穿过处的切口高度的 1.6倍。

对切口的设计，应使腹板上的应力集中为最小。

甲板纵桁腹板的厚度应不小于其高度的1%加4mm。

由《规范》，1.2.2.1 主要构件带板的有效剖面积A 应按下列各式确定,但取值不小于面板剖面积: (1) 安装在平板上:10 A f btp = 2cm式中: f —系数,等于()2/30.3/l b ,但不大于l ; b —主要构件所支承的面积的平均宽度,m ; l —主要构件的长度,m ; tp —带板的平均厚度,mm ;根据上述规范，本船()2/30.37.2/2.60.45758,f tp mm =⨯==，所以带板的有效剖面积为：2100.4575 2.49891.134A cm =⨯⨯⨯= 综上，取 ⊥1040012140⨯⨯ 其参数为3 1117.03W cm =4 33549.36I cm = （由1.2.4.2算得） （3）横骨架式强横梁（2.8.4）2.8.4.1 对于支持甲板纵桁的强横梁，其尺寸应由直接计算确定。

计算时，假定强横梁两端为刚性固定，并承受由甲板纵桁传递的集中载荷，许用弯曲应力为2124/N mm 。

2.8.4.2 支持甲板纵桁的强横梁的剖面惯性矩I 应不小于按下式计算所得之值：2I WI = 4cm式中：W —按2.8.4.1计算所得的强横梁剖面模数，3cm ；I —强横梁跨距 m 。

本船的强横梁不支持甲板纵桁，考虑制造方便，取与纵桁相同的尺寸，即： 强横梁取⊥1040012140⨯⨯ 其参数为3 1117.03W cm =4 33549.36I cm =显然该尺寸满足 2.8.4.2要求，由于认为不支撑甲板纵骨，故按2.8.4.2得出的结果是偏于安全的。

3. 支柱（2.10）1.支柱负荷计算(2.10.1)2.10.1.1对于支柱所受的载荷P ，应按下式计算:0107.06P abh P P P kN =+=+式中: a —支柱所支持的甲板面积的长度,m ，见图2.10.1.1;b —支柱所支持的甲板面积的平均宽度,m ，见图2.10.1.1; h —支柱所支持的甲板的计算压头,m ，见本章2.8.1.1;0P —上方支柱所传递的载荷, kN ,按简支梁支座反力计算。

本船取#23机舱甲板下首平台支柱进行计算：2.支柱剖面积(2.10.2)及支柱壁厚(2.10.3)2.10.2.1支柱的剖面积A 应不小于按下式计算所得之值：A =12.265.10P l r2cm式中：P —支柱所受的载荷，kN ， 见本节2.10.1.1；l —支柱的有效长度，m ，为支柱全长的0.8倍；r —支柱剖面的最小惯性半径，cm ,2.10.3.1管形支柱的壁厚t 应不小于按下列两式计算所得之值：t1 = 0.392 4.9Pdp l - mmt2 =40dpmm 式中：P —支柱所受的载荷，kN ,见本节2.10.1.1；l —见本节2.10.2.1；dp —管形支柱的平均直径，mm 。

管形支柱的最小壁厚：船长60L m ＜时为5mm ；6090m L m ≤＜时为6mm ；90L m ≥时为7mm 。