船舶强度与结构设计大作业(二)

第一绪论1船体强度是研究船体结构安全性的科学。

所谓结构的安全性是指结构能承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种载荷和载荷效应。

并在偶然事件发生时及发生后，仍能保持必需的整体稳定性。

此外，结构在正常使用时，还必须适合营运要求，并在正常的维护保养条件下，具有足够的耐久性。

2在一般情况下，船体强度的计算应包括下述内容①确定作用在船体或各个结构上的载荷的大小及性质，即所谓外力问题②确定结构剖面中的应力与变形，即结构的响应分析，③确定合适的强度标准，并检验强度条件3通常，将船体强度分为总强度和局部强度来研究4把船体当做一根漂浮的空心薄壁梁，从整体上研究其变形规律和抵抗破坏的能力，通常称为总强度5除了总强度之外，组成船体的各局部结构，构件，节点还会因局部载荷和船体梁应力而发生变形或受到破坏，从局部上研究其变形或抵抗破坏的能力，通常称为局部强度。

6总体性载荷是指引整个整体的变形或破坏的载荷载荷效应。

7按载荷随时间变化的性质，可分为：不变载荷，静变载荷，动变载荷和冲击载荷.8对比较“柔软”的长江船舶，其第一协调固有振动周期常接近于经常遇到的波浪周期，这类船舶在波浪上航行时，便会发生总振动，这种形象成为波激振动。

9结构设计的基本任务是，选择合适的结构材料和结构形式，决定全部构件的尺寸和连接方式，在保证具有足够的强度和安全性的要求下，使结构具有最佳的技术经济性能。

10船体结构设计，一般随全船设计过程分为三个阶段，即初步设计，详细设计和生产设计11评价结构设计的质量指标：安全性、营运适合性、船舶的整体配合性、配久性、工艺性、经济性。

11在大多数情况下，结构设计对经济性影响最重要的方面是结构的初始成本.12船舶的营运收入主要决定于船舶的生产率和周转率【载货能力即载重量与载货容积，航速，使用年限，修理时间，航期等】。

13现有的规范仍以船舶建造经验为基础，是基于须用应力的传统设计方法，这种方法简单，迅捷，实用，特别适用于常规船舶。

1、结构的安全性是指结构能承受在正常施工和正常使用时大概浮现的各种载荷和（或）载荷效应，同时在偶然事件发生时及发生后，仍能保持必须的整体稳定性。

此外，结构在正常使用时，还必须适合营运的要求，并在正常的维护保养条件下，具有足够的耐久性。

2、船体强度计算包括：（1） 确定作用在船体或各个结构上的载荷的大小及性质，即外力问题；外载荷（2） 确定结构剖面中的应力与变形，即结构的响应分析（亦称载荷效应分析）；或者求使结构失去它应起的各种作用中的任何一种作用时的载荷，即结构的极限状态分析（亦或求载荷效应的极限值），即内力问题。

响应（3） 确定合适的强度标准，并检验强度条件。

衡准（结构的安全性衡准都普遍采纳确定性的许用应力法）3、通常将船体强度分为总强度和局部强度来研究。

4、结构的安全性是属于概率性的。

5、把船体当做一根漂移的空心薄壁梁（成为船体梁），从整体上研究其变形规律和抵抗破坏的能力，通常成为总强度。

总强度就是研究船体梁纵弯曲问题。

从局部上研究局部构件变形规律和抵抗破坏的能力，通常称为局部强度。

6、作用在船体结构上的载荷，按其对结构的阻碍可分为：总体性载荷、局部性载荷。

按载荷随时刻变化的性质可分为：不变载荷、静变载荷、动变载荷和冲击载荷。

7、总体性载荷是指引起整个船体的变形或破坏的载荷和载荷效应。

局部性载荷是指引起局部结构、构件变形或破坏的载荷。

冲击载荷，是指在特别短的时刻内猛然作用的载荷，例如砰击。

8、结构设计的基本任务是：抉择合适的结构材料和结构型式，决定全部构件的尺寸和连接方式，在保证具有足够的强度和安全性等要求下，使结构具有最佳的技术经济性能。

9、船体结构设计，一般随全船设计过程分为三个时期，即初步设计、详细设计和生产设计。

10、结构设计应考虑：安全性、营运适合性、船舶的整体配合性、耐久性、工艺性、经济性。

11、大多数结构的优化设计都以最小重量（或最小体积）作为设计的目标。

然而，减小结构尺寸、降低结构重量，往往会增加建筑工作量，从而增加制造成本同时还会引起维护保养费用的增加。

第二章船舶结构1．按规范规定，在船体结构中，船体的主要支撑构件称为主要构件，包括：舷侧纵桁。

2．船体结构的设计与建造应满足：（1）具有足够的强度、刚度和稳定性；（2）构件本身应有良好的连续性；（3）施工工艺合理；（4）充分考虑整个船体的美观；（5）便于维修保养。

3．作用在船体上的力：根据这些力对船体作用的效果，大体上分为剪力、总纵弯曲力矩、纵向扭矩、横向力和局部力。

4．船体强度船体抵抗各种外力作用的能力统称为船体强度。

其中主要考虑总纵强度、横向强度和局部强度。

它们分别表示船体抵抗总纵弯矩、横向力和局部力作用的能力。

除强度外，船体还应有足够的稳定性和刚性，使结构受压力作用时不致产生皱折而造成损害。

船舶的强度、稳定性和刚性主要靠正确地选择船体结构钢材及合理地布置这些构件来保证。

1．横骨架式船体结构是在上甲板、船底和舷侧结构中，横向构件数目多，排列密，而纵向构件数目少，排列疏的船体结构。

这种结构从木船结构演变而来，是在造船中应用最早的一种结构形式。

其特点是：（1）横向强度和局部强度好。

（2）结构简单，容易建造。

（3）舱容利用率高。

横向构件数目多，不需要很大尺寸，因而占据舱内空间较小。

（4）空船重量大。

船体总纵强度主要靠纵向构件和船壳板、甲板板来保证。

由于纵向构件数目少，必须增加船壳板的厚度来补偿，结果增加了船体重量。

对总纵强度要求不很高的中小型船舶常采用横骨架式船体结构。

2．纵骨架式船体结构是在上甲板、船底和舷侧结构中，纵向构件数目多、排列密，而横向构件数目少、排列疏的船体结构。

这种结构的特点是：（1）总纵强度大。

（2）结构复杂。

小尺寸的纵向构件数目多，焊接工作量大。

（3）舱容利用率低。

船体结构的横向强度主要靠少数横向构件来保证，因而尺寸很大，占据舱容较多。

（4）空船重量小。

因为船壳板和甲板板可以做得薄些，所以结构重量减轻。

这种形式的船体结构通常在大型油船和矿砂船上采用。

3．混合骨架式船体结构在上甲板和船底采用纵骨架式结构，而在舷侧采用横骨架式结构。

目录1设计计算标准1.1设计标准 (3)1.2结构型式 (3)1.3主尺度及尺度比 (3)2外板及内底板2.1船底板 (3)2.2平板龙骨 (4)2.3舭列板 (4)2.4舷侧外板 (4)2.5舷侧顶列板 (4)2.6局部加强 (4)2.7内底板 (5)3甲板板3.1舯部强力甲板半剖面面积 (5)3.2强力甲板板 (5)3.3甲板边板 (5)3.4甲板开口 (5)3.5上层建筑甲板 (5)4船底骨架4.1实肋板 (5)4.2中内龙骨 (7)4.3旁内龙骨 (7)4.4主机基座 (7)4.5内底骨材 (8)5船侧骨架5.1普通肋骨 (8)5.2强肋骨 (8)5.3舷侧纵桁 (9)5.4肘板 (9)6甲板骨架及支柱6.1甲板横梁 (9)6.2甲板强横梁 (10)6.3梁拱 (10)6.4甲板纵桁 (10)6.5舱口端横梁 (11)6.6支柱 (11)7舱壁及扶强材7.1横舱壁板 (11)7.2垂直扶强材 (11)7.3桁材 (12)7.4纵舱壁 (12)8艏艉结构、艉轴架结构8.1艏柱 (12)8.2艏尖舱骨架 (12)8.3艉轴架 (12)9上层建筑与甲板室9.1围壁板 (13)9.2横梁 (13)9.3纵桁 (13)10舷墙、栏杆、护舷材10.1舷墙、栏杆 (14)10.2护舷材 (14)附:思考回答题及设计体会货船结构规范计算书1.设计计算标准1.1 设计标准本拖轮为钢质工程船舶，按照CCS 《钢质内河船舶入级与建造规范》(2002)、《钢质内河船舶入级与建造规范》（修改通报）（2004）对B 级航区的要求设计并校核强度。

1.2 结构型式本货船为双底单甲板横骨架式交替肋骨制结构。

1.3 主尺度及尺度比总 长 L oa =49.98 m , 垂线间长 L pp =47.78 m型宽 B ＝10.20 m 型深 D=3.38 m设计吃水 d =2.78 m (A 级) , d=2.90 m(B 级)肋骨间距 s=0.5 m 方型系数 C b =0.9202.外板及内底板2.1船底板（2.3.2.1）按2.3.2.1,2.3.2.2及7.2.1.1要求，船底板厚度t 应不小于按下列式计算所得之值：t 1=a(αL+βs+γ) mm式中： a=1,α=0.05,β=3.9,γ=1.0,L=47.78,s=0.5,则t=1×(0.05×47.78+3.9×0.5+1.0)=5.24mmt 2=K L mm式中: K=0.85,L=47.78则t=0.85×78.47=5.88mm实取t=6mm.2.2 平板龙骨（2.3.1., 7.2.1,2）按2.3.1 ,7.2.1.2在全船长度范围内按船底板厚度增加1 mm.宽度b ≥0.1B,且不小于750mm, t=4.89+1.0 mm=5.89mm,b ≥0.1×10.20 m=1020 mm.实取t=7 mm, b=1020 mm.2.3 (2.3.3, 7.2.3)按2.3.3, 7.2.3，舭列板厚度为船底板厚度增加1mm, t=5.88+0.5=6.38 mm .实取为t=7mm。