500t油船方案設(shè)計.doc

500噸油船方案設(shè)計1設(shè)計任務(wù)書1.1 船舶用途，航區(qū)本船為川江成品油船本船航行于武漢重慶的長江航線，經(jīng)過三峽庫區(qū)本船航區(qū)滿足B，C，K級航區(qū)，J2級航段本船為尾樓，雙螺旋槳，柴油機(jī)油船1.2 設(shè)計和建造規(guī)范本船按照鋼質(zhì)內(nèi)河船舶入級建造規(guī)范(2002)和內(nèi)河船舶法定檢驗技術(shù)規(guī)則(1999 中國船檢局)進(jìn)行設(shè)計和建造1.3 船舶的主要尺度及型線本船設(shè)計平均吃水為2.20m，其他尺度根據(jù)最佳型線及經(jīng)濟(jì)性選定1.4 載重量及貨油艙船舶滿載時載重量為500t ，貨油密度按0.84t/計，船舶貨油艙長及位置滿足規(guī)范及1973年國際防止船舶造成污染公約及其1978年議定書，設(shè)置雙底雙殼，有專用壓載艙，其容積符合公約要求1.5 航速與續(xù)航力滿載速度不小于16km/h，續(xù)航力為2800km1.6 穩(wěn)性與適航性本船應(yīng)滿足我國船檢局穩(wěn)性規(guī)范對B級航區(qū)，J2航段的要求，各種裝載情況橫搖周期不小于10s，首尾吃水差不大于0.015L(m)，螺旋槳全部埋入水中，滿載航行時無首傾1.7 船體結(jié)構(gòu)船體結(jié)構(gòu)采用縱橫混合骨架形式1.8 船舶設(shè)備及甲板機(jī)械對貨油裝卸設(shè)備，安全，消防設(shè)備，救生設(shè)備，管系設(shè)備，錨機(jī)，舵機(jī)，絞纜機(jī)等都提出較詳細(xì)規(guī)定(從略)1.9 動力裝置主機(jī):采用淄博柴油機(jī)廠Z6170ZLC-2，260KW2臺鍋爐:設(shè)全自動燃油鍋爐一臺1.10 電氣設(shè)備對電源種類，配電系統(tǒng)，電纜及照明，通訊導(dǎo)航設(shè)備等方面的要求(從略)1.11 船員定額及艙室布置船員定額為18人船員中由船長，輪機(jī)長，水手，廚工，報務(wù)員等組成對船員艙室布置要求:船長，輪機(jī)長為單人房間，其余均為四人間對公共艙室的要求:小餐廳一間，公共廁浴室一間2 主尺度的確定2.1 母型船資料為了解決設(shè)計要求中噸位小，裝載量大和主機(jī)功率小，吃水淺而航速要求高這兩大矛盾，本文廣泛收集了國內(nèi)外現(xiàn)有中小型油船的資料并加以分析，從中吸取其優(yōu)點與本設(shè)計船相近載重量的母型船主尺度資料如表2.1所示,其詳盡資料見附錄一.2.1母型船資料300t 600t 700t 1200t 2000t 2000t 2560t 3000t Lwl49.44 55.00 Lpp4046.00 53.90 72.00 82.00 78.70 83.00 85.80 B10.510.60 7.80 13.60 13.60 13.60 13.80 14.80 D2.13.60 4.00 3.20 4.10 4.00 4.50 4.80 T1.32.40 3.60 2.40 3.20 3.20 3.60 3.80 Cb0.75 0.77 0.77 0.80 0.80 Cm0.9850.9640.9690.974Cp0.7850.7980.8230.817L/B3.81 4.34 6.91 5.29 6.03 5.79 6.01 5.80 B/T8.08 4.42 2.17 5.67 4.25 4.25 3.83 3.89 D/T1.62 1.50 1.11 1.33 1.28 1.25 1.25 1.26 L/T19.05 12.78 13.48 22.50 20.00 19.68 18.44 17.88 排水量.1028.50 1147.07 載貨量280.00 600.00 783.45 0.58 0.61 0.74 0.77 0.77 2.2 空船重量計算空船重量LW按船體鋼料重量Wh艤裝設(shè)備重量Wf及機(jī)電設(shè)備重量Wm三大項來估算船體鋼材重量采用混合模數(shù)法 Wh=Ch*(L*B*D+L* (B+D) 取Ch=0.090艤裝設(shè)備重量采用平方模數(shù)法 Wf=Cf*L*(B+D) 取 Cf=0.029機(jī)電設(shè)備重量Wm=Cm*BHP 取Cm=0.129 其中 BHP為主機(jī)額定功率，本船主機(jī)采用2260KW柴油機(jī).(注:在空船重量計算中采用的系數(shù)都是根據(jù)母型船資料確定)2.3重力浮力平衡及主尺度的確定采用諾曼系數(shù)法進(jìn)行重力浮力平衡(其具體方法參閱 大連理工大學(xué)出版社)諾曼系數(shù) N = 當(dāng)|DW-DW|1t時，不滿足，保持Cb，D，d 不變，改變Lpp和B，其改變量按下式計算:其中， DW為任務(wù)書規(guī)定的載重量 DW為設(shè)計方案的載重量根據(jù)空船重量，諾曼系數(shù)法過程編制程序(見附錄一)選擇七個不同的主尺度的初始方案，得到的結(jié)果如表2.2表2.2主尺度方案方案Lpp(m)B(m) (m)Cb(m)方案1初定46.000 10.600 0.700 終定47.134 10.860 0.667 749.000 0.665 方案2初定47.000 10.400 0.700 終定48.198 10.665 0.666 750.648 0.638 方案3初定48.000 10.000 0.700 終定49.072 10.223 0.670 746.163 0.650 方案4初定49.000 9.500 0.700 終定49.880 9.670 0.676 740.000 0.670 方案5初定50.000 9.500 0.700 終定51.054 9.700 0.672 744.361 0.657 方案6初定51.000 9.500 0.700 終定52.285 9.739 0.666 750.234 0.644 方案7初定52.000 9.500 0.700 終定53.528 9.779 0.661 756.200 0.631 :設(shè)計一條新船，要保證浮性，穩(wěn)性，快速性，容量，布置等技術(shù)要求，要滿足船塢，船臺，航道等限制條件，還要得到最佳的經(jīng)濟(jì)效益.本船的設(shè)計主要考慮的是船舶的經(jīng)濟(jì)性，即在一定的主機(jī)功率(2260KW)下達(dá)到較高的航速.在估算設(shè)計船的航速的時候采用海軍部系數(shù)法，在7個不同的方案中，取航速較高，且各尺度比合理的作為最終方案海軍部系數(shù)法中， 采用內(nèi)河船設(shè)計手冊546頁長江B級航區(qū)油船為參考母型船c=690.87v= 分析海軍部系數(shù)法，我們不難看出，對于同一條母型船，在相同的主機(jī)功率下， 越小，則速度越大，而越小同時可以在相同載重量下空船重量也越小，從而降低船舶的造價，出于以上考慮，故選擇方案4為本船主尺度的最終方案，具體數(shù)據(jù)如下:兩柱間長 = 49.880 m 水線間長 = 1.03= 51.38 m 型 寬 B = 9.67 m型 深 D = 3.00m 吃 水 d = 2.20m 排水量 = 740 t 載重量系數(shù) = 0.676方形系數(shù) Cb = = 0.670其中 =1.00是水的密度 中橫剖面系數(shù) Cm=0.965根據(jù)P117由Cb選取棱形系數(shù) Cp = = 0.6943 性能校核3.1 航速校核本船采用海軍部系數(shù)法進(jìn)行航速校核，取內(nèi)河船設(shè)計手冊546頁長江B級航區(qū)油船為參考母型船c=690.87v=16.38km/h滿足航速要求3.2 容積校核本船的容積校核采用與P138相近的方法進(jìn)行計算本船采用雙底結(jié)構(gòu)，按2002版鋼質(zhì)內(nèi)河船舶入級與建造規(guī)范，雙層底的高度h取800mm， 雙層殼厚度取800mm.若使本船容積滿足要求則有: 及 (-)式中， 為貨油艙能提供的容積， 為貨油區(qū)能提供的總?cè)莘e， 為貨油所需的容積， 為壓載所需容積， 本船能夠提供的總?cè)莘e按下式統(tǒng)計式計算:=BD =0.6596+0.6747-0.3022=1-d/D(1-)式中， =0.983為貨油區(qū)長度，本船取為31m為貨油區(qū)長度利用系數(shù)， =/Lpp=31/49.88=0.621則 =0.6596+0.67470.7730-0.30220.7048=0.9681=1-2.2/3(1-0.983)=0.988本船能提供的總?cè)莘e =BD =0.96813511.443.000.988=1149本船貨油艙能提供的容積按下式計算: =(0.25+0.702)(0.95+0.018b)= (0.250.670+0.702)(0.95+0.0180.8) = 1.094 = (B-2b)(D-h)= 1.09431 (9.67-1.6) (3-0.8) = 603本船主機(jī)燃油消耗率為198g/kWh，航程為1370km，航速為16.38km/h，燃油儲備10%，則雙程燃油重量為:226021981370/16.38/1000=19t滑油重量占燃油的10%，為1.9t淡水10噸船員備品及食品7噸余量10噸載貨量Wc =500-19-1.9-10-7-10=452噸本船貨油所需容積=k/式中， k = 1.01，考慮貨油膨脹及艙內(nèi)構(gòu)架系數(shù) = 452t，載貨量 = 0.84，貨油密度則=1.01449/0.84=542壓載水容積為=0.4DW=200綜上，經(jīng)計算可知 -容積滿足要求3.3 干舷校核夏季最小干舷F按下式計算: F = + (mm)式中 ，船的基本干舷，mm；船長小于100m的船舶的干舷修正，mm；方形系數(shù)對干舷的修正，mm；型深對干舷的修正，mm；有效上層建筑和圍蔽室對干舷的修正，mm；非標(biāo)準(zhǔn)舷弧對干舷的修正，mm；(1) 基本干舷按中有關(guān)規(guī)定該船為 A型船舶 ，查P70表3.8得其基本干舷 =443 mm(2) 船長小于100m的船舶的干舷修正 按公約僅對B型船進(jìn)行修正，對于本船= 0 mm(3) 方形系數(shù)對干舷的修正 =(+)() (mm)本船 =0.670，可得 =3mm(4) 型深對干舷的修正 =(D - )R (mm)本船 D=3.00m ， L=49.88m，R=L/0.48由于D - 干舷滿足規(guī)范要求3.4穩(wěn)性校核初穩(wěn)性高度的估算按初穩(wěn)性方程式進(jìn)行。GMZbrZgh式中，GM 所核算狀態(tài)下 的初穩(wěn)性高度；Zb 相應(yīng)吃水下的浮心高度；r 相應(yīng)吃水下的橫穩(wěn)心半徑；Zg 所核算狀態(tài)下的重心高度；h 自由液面對初穩(wěn)性高度修正值，可取自母型船。本船采用近似公式估算Zb和r. Zb=a1d r=a2B2/d系數(shù)a1， a2采用王彩當(dāng)近似公式估算 a1 =0.85-0.372Cb/C0.850.3720.6700.770.526a2=(0.1363 C-0.0545)/Cb=(0.13630.77-0.0545)/0.670=0.075Zb = a1d=0.5262.2=1.158mr =a2B2/d=0.0759.672/2.2=3.2mZg =0.6D=0.63=1.8mh =0故得到初穩(wěn)性高GM= ZbrZgh=1.158+3.2-1.8=2.558m0.15m穩(wěn)性滿足要求.4 型線設(shè)計4.1 繪制橫剖面面積曲線梯形作圖法首先梯形ABCD，使AB=Am，AD=Lwl，然后作等腰梯形AEFD，若面積AEFD=本船的水下體積，則 BE=FC=Lwl(1-Cp)得到的等腰梯形AEFD浮心縱向位置位于船中，如果浮心位置Xb不在船中，則可對AEFD進(jìn)行改造，得到梯形AD，其中E=F，等腰梯形AEFD，面積心G的高度為 OG= 此時梯形AD的面積與AEFD相同，其面積心位于G點.得到斜梯形AD后，可按照面積相等原則繪制出橫剖面面積曲線，式中B=(1-Cp)Lwl + C=(1-Cp)Lwl - 求解各站橫剖面面積采用程序進(jìn)行，在程序中計算020站，包括0.5，1.5，18.5，19.5站，其面積用Ai/Am表示.本船浮心縱向坐標(biāo)暫定為船前2%根據(jù)P189，本船進(jìn)流段長度暫取45%，平行中體10%，去流段45% 經(jīng)程序計算可得各站的Ai/Am數(shù)值如表4.1:表4.1站號00.511.523456Ai/Am0.03650.11470.22510.30610.38020.52470.65960.77950.8787站號789101112131415Ai/Am0.95170.99291110.99130.96570.91930.8485站號16171818.51919.520Ai/Am0.74970.61910.4530.35560.24790.12950其中Am=BdCm=1144022000.983=24740144()繪制橫剖面面積曲線如圖4.1.圖4.1 橫剖面面積曲線橫剖面面積曲線繪制完成后，重新計算其形心即設(shè)計船的浮心縱向坐標(biāo)正好在船中，即0%4.2 半寬水線的繪制 半寬水線根據(jù)母型船半寬水線，由型寬比換算得到，具體形狀見型線圖4.3 橫剖線的繪制同樣由程序可得前體各站橫剖面的型值，源程序見附錄二,其原理如下:前體各站的橫剖面形狀可看作是一條三次曲線，在基線處斜率為0，而半寬值可由母型船換算得來，同時橫剖面的面積是已知的，因此三次曲線的四個參數(shù)就可以確定.后體的橫剖面形狀在保證面積與橫剖面面積曲線上數(shù)值相等的前提下參照母型船的形狀繪制，具體形狀見型線圖.4.4 水線圖的繪制在橫剖線完成后，在各站橫剖線不同水線處量取半寬值，在水線圖上繪制出不同水線的水線圖， 具體形狀見型線圖4.5 縱剖線的繪制縱剖線根據(jù)已經(jīng)得到的半寬水線繪制， 具體形狀見型線圖4.6 編制型值表在橫剖面圖、水線圖、縱剖線圖繪制完畢后，量取型值，編制型值表，注字及標(biāo)注很必要的尺寸及符號具體見型線圖5總布置設(shè)計本船屬于川江及三峽庫區(qū)500噸成品油船，由于實踐經(jīng)驗不足，總布置設(shè)計主要參考1000噸級簡易原油船和川江及三峽庫區(qū)2000噸級成品油船總布置設(shè)計圖5.1 貨油艙區(qū)按照防污染公約的要求，本船貨油區(qū)采用雙底雙殼結(jié)構(gòu)，雙底雙殼處設(shè)置壓載水艙，雙層底的高度為800mm，雙殼的寬度為800mm，肋骨間距為600mm貨油艙占船長的比例較大，考慮到裝卸貨物的需要，本船采用尾機(jī)型，貨油艙區(qū)從22至75，中間加一條縱艙壁，兩側(cè)貨油艙對稱分布，縱向分為5對貨油艙。其分布如下:NO.5對貨油艙 22#33#NO.4對貨油艙 33#44#NO.3對貨油艙 44#55#NO.2對貨油艙 55#66#NO.1對貨油艙 66#75#貨油艙艙容計算如下:貨油艙各斷面的剖面形狀如圖5.1圖5.1 貨油艙各斷面的剖面各貨油艙斷面面積經(jīng)測量如表5.1:表5.1貨油艙斷面的面積(單位，)22#6站7站8站9站10站11站1720081017200810179692801830066018356520183565201835652012站13站14站15站16站17站75#1828890018087510177229501716729016053030142903918793706繪制艙容曲線如圖5.2圖5.2艙容曲線得到貨油艙區(qū)的總?cè)莘e為550，滿足容積要求5.2 其它艙區(qū) 首尖艙位于76#81# 貨油艙兩端各設(shè)一道隔離艙，長度為一個肋位 污油艙位于19#21#燃油艙位于15#19#機(jī)艙位于 6#15#. 主機(jī):采用淄博柴油機(jī)廠Z6170ZLC-2，260KW2臺尾尖艙兼做清水艙，位于6#至船尾5.3 上層建筑及艙室本船尾部上層建筑共有三層，至下而上分別為艇甲板，駕駛甲板和頂棚甲板,本船共有船員18人，分別居住于駕駛甲板，艇甲板和主甲板上。具體布置看總布置圖6 滿載出港情況下的浮態(tài)及初穩(wěn)性計算6.1 滿載出港情況下的浮態(tài)計算在下表中，空船的重心位置根據(jù)2000t母型船資料由型深比換算而得，母型船的數(shù)據(jù)附表；人員食品及備品，燃料，淡水，余量的重心位置由總布置圖量取，貨油的重心縱向坐標(biāo)由艙容曲線的形心確定，如表6.1表6.1序號項目重量(t)垂向縱向距基線距船中（前）距船中（后）力臂(m)力矩(t m)力臂(m)力矩(t m)力臂(m)力矩(t m)1空船2402.48595.20 3.27784.80 2人員食品及備品75.6139.27 19.5136.50 4燃料191.83534.87 13.58258.02 5滑油21.93.80 15.6431.28 6淡水102.121.00 23230.00 7貨油4521.96885.92 4.5022034.90 8余量10330.00 18.94189.40 總計7402.18 1610.0 -0.547 -404.90 本船靜力水曲線由程序根據(jù)船體型值計算得到數(shù)據(jù)，自行繪制后如附錄三.本船在滿載出港情況下浮態(tài)及初穩(wěn)性計算如表6.2(表中數(shù)據(jù)取自表6.1和靜力水曲線)表6.2 序號項目單位符號及公式數(shù)值1排水量t7402排水體積m37403平均吃水m2.2154重心距船中m0.5475浮心距船中m0.746縱傾力臂m-0.1937縱傾力矩t m-143 8每厘米縱傾力矩t m16.959縱傾值m-0.084 10漂心距船中m-0.419 11首吃水變化m-0.043 12尾吃水變化m0.041 13首吃水m2.157 14尾吃水m2.241 15重心距基線m2.1416橫穩(wěn)心距基線m6.2617初穩(wěn)性高m4.1218自由液面修正值m019修正后的初穩(wěn)性高m4.12圖6.16.2最小傾覆力臂 本船航行于B級航區(qū)，應(yīng)用計入橫搖影響后的動穩(wěn)性曲線來確定最小傾覆力臂 (1)橫搖角 本船在計算橫搖角時，考慮波浪對船舶橫搖的影響，按下式計算: 系數(shù)按船舶自搖周期及航區(qū)選取， 按下式計算: =式中 所核算載況下船舶最大水線寬度，m，本船為9.67md所核算載況下船舶的型吃水，m，本船為2.2m所核算載況下船舶未計及自由液面修正的初穩(wěn)性高，m，本船為4.12m則=4.08根據(jù)P6-5表格， 為0.179系數(shù)按下式計算:=式中 d 所核算載況下船舶的型吃水，本船為2.2mKG所所載況下船舶重心到基線的垂向高度，本船為2.18m則=0.468系數(shù)按下式計算: =式中 當(dāng)時，取=10.本船為4.40 f 按船舶自搖周期選取.為 P6-6表格，本船為0.00855則=0.01955系數(shù)按舭龍骨面積由P6-6表格選取，本船選為0.98， 則=0.98綜上，本船的橫搖角=10.08(2) 穩(wěn)性插值曲線和靜穩(wěn)性曲線本船穩(wěn)性插值曲線由程序計算得到數(shù)據(jù)，插值后得表6.3:表6.3橫傾角（度）0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 ls（從穩(wěn)性橫截曲線上查得）0.00 0.43 0.80 1.08 1.28 1.46 1.61 1.75 1.86 1.96 sin0.00 0.09 0.17 0.26 0.34 0.42 0.50 0.57 0.64 0.71 (KG-KS)sin0.00 0.19 0.38 0.56 0.75 0.92 1.09 1.25 1.40 1.54 l=ls-(KG-KS)sin(m)0.00 0.24 0.42 0.52 0.53 0.54 0.55 0.52 0.48 0.42 弧度值0.00 0.09 0.17 0.26 0.35 0.44 0.52 0.61 0.70 0.79 橫傾角（度）50 55 60 65 70 75 80 85 ls（從穩(wěn)性橫截曲線上查得）2.03 2.07 2.08 2.08 2.04 2.00 1.93 1.83 sin0.77 0.82 0.87 0.91 0.94 0.97 0.98 1.00 (KG-KS)sin1.67 1.79 1.89 1.98 2.05 2.11 2.15 2.17 l=ls-(KG-KS)sin(m)0.36 0.28 0.19 0.10 -0.01 -0.11 -0.22 -0.34 弧度值0.87 0.96 1.05 1.13 1.22 1.31 1.40 1.48 根據(jù)以上表格繪制靜穩(wěn)性曲線如圖6.2:圖6.2(3)動穩(wěn)性曲線查靜穩(wěn)性曲線，列表6.4:表6.4橫傾角（度）靜穩(wěn)性臂l(m)成對和自上至下和i動穩(wěn)性臂ld=1/2i(m)00.00 00050.24 0.24 0.35 0.015 100.42 0.66 0.90 0.039 150.52 0.94 1.84 0.080 200.53 1.05 2.89 0.126 250.54 1.07 3.96 0.173 300.52 1.06 5.02 0.219 350.50 1.02 6.04 0.264 400.46 0.96 7.00 0.306 450.42 0.88 7.88 0.344 500.36 0.78 8.66 0.378 550.28 0.64 9.30 0.406 600.19 0.48 9.78 0.427 650.10 0.30 10.07 0.440 70-0.01 0.10 10.17 0.444 75-0.11 -0.11 10.05 0.439 80-0.22 -0.32 9.73 0.425 85-0.34 -0.56 9.17 0.400 動穩(wěn)性曲線如圖6.3: 圖6.3已經(jīng)求得本船橫搖角為10.08，進(jìn)水角由程序計算得出為35.56則可求得最小傾覆力臂，如圖6.4所示:圖6.4得最小傾覆力臂為0.324m6.3風(fēng)壓傾側(cè)力臂風(fēng)壓傾側(cè)力臂按下式計算: =m式中 p單位計算風(fēng)壓，Pa所核算載況下船舶的受風(fēng)面積， 所核算載況下船舶受風(fēng)面積中心到基線的垂向高度，m d 所核算載況下船舶的型號吃水，m 所核算載況下船舶的排水量，t 修正系數(shù)計算過程如表6.5表6.5項目滿實系數(shù)流線型系數(shù)受風(fēng)面積實際受風(fēng)面積面積中心距水線面面積中心距基線高面積靜矩主船體、舷墻、上層建筑（甲板室）1.001.0098.45998.4592.0294.244417.860艏桅及其支桿1.000.600.6590.3953.1055.3202.104艉桅及其支桿1.000.601.1620.6979.49711.7128.166煙囪1.000.607.2914.3755.5697.78456.753旗1.000.601.0070.6045.3897.6047.657救生筏1.000.601.7051.0234.3336.54811.164船名燈1.001.000.6040.6047.4119.6265.813梯子1.001.000.1890.1893.0125.2270.988欄桿0.201.000.3880.0781.4393.6541.418其他0.601.000.4780.2877.5319.7464.659總計106.7114.841516.581由上表計算得出：Af=106.711m2 Zf=4.841m Zf d=2.626m由Zf d查表2.1.4.2得出在B級航區(qū)單位計算風(fēng)壓p=259.3 pa修正系數(shù)=1.4-0.1=1.4-0.14.40=0.96則=0.01035m6.4 穩(wěn)性衡準(zhǔn)數(shù)航行于B級航區(qū)的船舶，其穩(wěn)性衡準(zhǔn)數(shù)應(yīng)符合下式: =1式中 計入橫搖影響的最小傾覆力臂， m 風(fēng)壓傾側(cè)力臂，m本船=0.324 m =0.01035m，計算可得 =1 滿足要求6.5水流傾側(cè)力臂本船航行于J級航段，應(yīng)考慮急流對船舶橫傾的影響.船舶受急流影響的水流傾側(cè)力臂按下式計算:=式中 所核算載況下船舶的水線長度，本船為49.88m d 所核算載況下船舶的型吃水，本船為2.2m 所核算載況下船舶的排水量，本船為740tKG所核算載況下船舶重心至基線的垂向高度，本船為2.18m按船舶的由P6-8表格選取本船為4.40，則=0.500急流系數(shù)按系數(shù)f由P6-8表格選取f=，其中為計算速度，根據(jù)規(guī)定本船=4.44m/s，則f=3.80由P6-8表格=0.311綜上，本船水流傾側(cè)力臂=0.0499 m 已知不計橫搖影響的最小傾覆力臂為0.409m則對于航行于J級航段的船舶,其穩(wěn)性衡準(zhǔn)數(shù)=0.409/0.04991滿足規(guī)范要求7中橫剖面設(shè)計7.1 基本情況1 運輸貨物種類本船主要用于成品油運輸2 結(jié)構(gòu)形式本船貨油艙范圍采用雙舷雙底結(jié)構(gòu)形式，甲板無升高圍阱，船底、甲板、舷側(cè)均為縱骨架式結(jié)構(gòu)。為了便于清艙，貨油艙縱、橫艙壁扶強(qiáng)材垂直布置，不設(shè)水平桁肋骨和橫梁間距0.60m，甲板縱骨間距 0.60m，船底縱骨間距0.60m，舷側(cè)縱骨間距 0.60m，貨油艙范圍雙層底內(nèi)肋板間距為1.80m全船結(jié)構(gòu)材料采用普通強(qiáng)度鋼，屈服極限235 N/mm23 適用規(guī)范本船結(jié)構(gòu)設(shè)計依據(jù)中國船級社鋼質(zhì)內(nèi)河船舶入級與建造規(guī)范（2002）(以下計算中，所依據(jù)的鋼質(zhì)內(nèi)河船舶入級與建造規(guī)范條款號用括號加以表示，如(1.1.1.2)表示所依據(jù)的是規(guī)范1.1.1.2條)結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)滿足B級航區(qū)和J2級航段的要求，半波高r=0.75m4主尺度垂線間長 L 49.88m 型寬 B 9.67m 型深 D 3.00m 吃水 d 3.20m雙層底高 0.80m 舷艙寬 0.80m主尺度比值L/D=16.63，B/D=3.32，符合 (10.1.3.1)規(guī)定范圍7.2 貨油艙結(jié)構(gòu)(1) 外板及內(nèi)底板船底外板 按（10.3.1.1），中部船底板厚度t應(yīng)不小于按下式計算所得之值： t=a(L+s+) L船長，m；s肋骨或縱骨間距，m；a航區(qū)系數(shù)，A級航區(qū)船舶取a1，B級航區(qū)船舶取a0.85，C級航區(qū)船舶取a0.7；、系數(shù)按骨架型式由下表選取本船船底、甲板、舷側(cè)均為縱骨架式結(jié)構(gòu)，故中部船底板厚度t應(yīng)不小于t=a(L+s+)=0.85(0.06549.88+5.500.6+0.30)=5.814mm實取t=8mm機(jī)艙范圍為單殼結(jié)構(gòu)，(10.3.1.2)單殼油船的船底板厚度尚應(yīng)不小于按下式計算所得之值： mm 式中: s肋骨或縱骨間距，m； h計算水柱高度，m； 取內(nèi)底板至甲板以上1.0m或圍阱甲板以上0.5m或溢流管頂端距離，取大者，但應(yīng)不小于2.0m實取t=6mm 舷側(cè)外板按（10.3.2.1），舷側(cè)外板的厚度應(yīng)不小于船底板厚度的O.9倍:t=0.96.84=6.156mm實取t=7mm舷側(cè)頂列板舷側(cè)采用縱骨架式，舷側(cè)頂列板的厚度可以與舷側(cè)外板的厚度相同舷側(cè)頂列板厚度實取7mm內(nèi)舷板 按（10.3.4.1），雙殼油船內(nèi)舷板的厚度應(yīng)與舷側(cè)外板的厚度相同，且應(yīng)滿足（10.9.2.1）要求:實取主甲板下內(nèi)舷板厚度7mm 內(nèi)底板 按（10.3.5.1），雙殼油船船中部的內(nèi)底板厚度t應(yīng)不小于按下列兩式計算所得之值： t=0.038L+5s+1.5=7.40mm 實取內(nèi)底板厚度8mm(2) 甲板強(qiáng)力甲板平甲板油船貨油艙區(qū)域的強(qiáng)力甲板厚度t應(yīng)不小于按下式計算所得之值： t=8.9s+0.5=8.90.6+0.5=5.84mm式中：s骨材間距，m平甲板油船強(qiáng)力甲板最小厚度應(yīng)符合本篇2.4.1.2的規(guī)定實取強(qiáng)力甲板厚度6mm(3) 船底骨架雙層底實肋板間距雙層底高度為800mm，縱骨架式實肋板間距1.8m，滿足（10.5.1.1）和（10.5.1.2）要求實肋板的剖面模數(shù) 按（10.5.1.2），貨油艙區(qū)實肋板的剖面模數(shù)： w=ks(fd+r)l2=6.091.8（1.0682.2+0.75）4.92=815.8cm3 其中：k= 0.4B/D+4.8=6.09s實肋板間距，mf=0.75+0.7/d=1.068l 實肋板跨距，m，取舷側(cè)至縱艙壁(縱桁架)或縱艙壁(縱桁架)之間跨距點的距離，取其大者實肋板厚度取8mm，實際肋板剖面模數(shù)（帶板取1000.8cm2）為7132cm3，滿足要求實肋板高度與厚度之比大于80，實肋板上設(shè)垂直加強(qiáng)筋648在舭部無實肋板的肋位上設(shè)置與實肋板厚度相同的肘板；在實肋板上開設(shè)人孔，根據(jù)規(guī)范要求開孔高度設(shè)為150mm，寬度設(shè)為600mm 外底縱骨和內(nèi)底縱骨按(10.5.5.1)，雙層底外底縱骨的剖面模數(shù)應(yīng)不小于： W=ks(d+r)l2=4.700.6(2.2+0.75)1.82=26.95cm3 其中：k=0.028L+3.3=4.70實取角鋼L90565，W=37.27 cm3按(10.5.5.2)，雙層底內(nèi)底縱骨的剖面模數(shù)值： W=kshl2=4.700.63.21.82=29.3cm3實取角鋼L90565，W=37.27cm3按(10.5.5.3)，外底縱骨和內(nèi)底縱骨的剖面慣性矩:I=1.1al2=1.143.211.82=154 cm4式中：a型材帶板的剖面積， cm2 l縱骨跨距，m，取實肋板之間的距離實取角鋼L90565，加帶板的I=307 cm4，滿足要求中桁材和旁桁材按（2.6.4.2）和（2.6.5.2），取中桁材和旁桁材厚度8mm在實肋板間距的中點設(shè)置一道加強(qiáng)筋，厚度與桁材相同，寬度為厚度的8倍；在中桁材左右設(shè)通至鄰近縱骨處的肘板，其厚度與實肋板相同；旁桁材間距為2.4m(4) 舷艙內(nèi)骨架舷側(cè)縱骨間距計算值s=0.6m 雙殼外舷縱骨按（10.6.2.1），雙殼外舷縱骨的剖面模數(shù)值： W=ks(fd+r)l2=5.09640.6（0.9432.2+0.75）1.82=27.98cm3式中：k系數(shù)，k=0.03L+3.6，但應(yīng)不小于4.5；s縱骨間距，m；f系數(shù)，舷側(cè)縱骨f=0.625+0.7/d；外舷縱骨f=0.875；d吃水，m；r半波高，m，按本篇1.2.5規(guī)定；l縱骨跨距，m，取強(qiáng)肋骨之間的距離；實取角鋼L90565，W=37.27cm3外舷縱骨的剖面慣性矩值： I=1.1al2=1.143.211.82=154 cm4實取角鋼L90565，加帶板的I=307 cm4，滿足要求內(nèi)舷縱骨 按（10.6.2.3），雙殼油船的內(nèi)舷縱骨剖面模數(shù)：W=3.8shl2=3.80.63.21.82=23.64cm3取與外舷縱骨相同角鋼L90565，W=37.27cm3外舷肋骨與內(nèi)舷肋骨 按(10.6.3.4)，外舷肋骨的剖面模數(shù)值： W=3.2s(d+r)l2=3.20.6(2.2+0.75)1.22=8.16cm3 式中：s肋骨間距，m；d吃水，m；r半波高，m，按1.2.5規(guī)定；l肋骨跨距，m，取實肋板上緣至橫梁下緣之間垂直距離的1/2，但應(yīng)不小于1.2m；內(nèi)舷肋骨的剖面模數(shù)應(yīng)不小于外舷肋骨內(nèi)外舷肋骨均取L90565，W=49.07 cm3（帶板取100.6cm2）內(nèi)外舷肋骨兩端均設(shè)肘板，其直角邊長度為270mm，厚度為8mm，折邊寬度為80mm舷艙撐材按（10.6.5.1），艙內(nèi)每道內(nèi)、外舷強(qiáng)肋骨之間的水平撐材剖面積： a=0.5shl2=0.51.83.21.22=4.15 cm2 實取角鋼L70454，a=4.547 cm2；斜撐材取角鋼L70454，a=4.547 cm2(5) 甲板骨架甲板橫梁甲板橫梁的剖面模數(shù)W應(yīng)不小于按下式計算所得之值：式中：W=6.5sl2 =6.50.64.0352 =63.50cm3s橫梁間距，ml橫梁跨距，m，取舷側(cè)與縱桁架(或縱艙壁)或縱桁(縱桁架)與縱艙壁或縱桁(縱桁架)之間的距離，取其大者實取角鋼L100806，W=65.13 cm3甲板縱骨按（10.7.2.1），甲板縱骨的剖面模數(shù)應(yīng)不小于： W=ksl2=8.760.61.82=17.03cm3其中k=0.073L+5.12=8.76式中： k系數(shù)，取k=0.073L+5.12，但應(yīng)不小于7.68s縱骨間距，ml縱骨跨距，m，取強(qiáng)橫梁間距實取角鋼L70457，W=32.034 cm3按（10.7.2.2），甲板縱骨剖面慣性矩： I=1.1al2=1.1601.82=213.84 cm4a型材帶板的剖面積，cm2；l同本節(jié)10.7.2.1式；角鋼L70457加帶板的I=221.62 cm4，滿足要求強(qiáng)橫梁和甲板縱桁縱骨架式強(qiáng)橫梁的剖面模數(shù)W應(yīng)不小于按下式計算所得之值：式中：W=ksl2=7.581.84.0352=222.2cm3k系數(shù)，取k=1.05B/D+4.2=7.58；s強(qiáng)橫梁間距，m；l強(qiáng)橫梁跨距，m，取舷側(cè)至縱艙壁(縱桁架)或縱桁架(縱艙壁)之間跨距點的距離；實取角鋼L1601010，W=222.735 cm3縱骨架式甲板縱桁的尺寸應(yīng)與強(qiáng)橫梁相同(6) 橫艙壁油艙長度按（10.9.1.2），油艙長度不大于：l1=0.1L+6=10.96 m實際艙長6.6m，滿足要求貨油艙橫艙壁板貨油艙艙壁的底列寬度1.1m，底列板厚度：按（10.9.2.1），油艙之間的艙壁的底列板厚度： 式中：k系數(shù)，貨油艙端部艙壁取4.6，貨油艙之間的艙壁取3.2；s艙壁扶強(qiáng)材間距，m；h計算水柱高度