鋼制船結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)過(guò)程

1、第一章 概述1. 本船結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算書(shū)根據(jù)中國(guó)船級(jí)社 2009 年 << 鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范 >> 制訂2. 結(jié)構(gòu)形式：縱骨架式結(jié)構(gòu)，雙底雙舷，單甲板。 A 級(jí)內(nèi)河自航集裝箱船3. 計(jì)算尺度： 設(shè)計(jì)水線長(zhǎng)： 65.79 m 型 寬： 17.80m 型 深： 6.00 m 結(jié)構(gòu)吃水 4.45 m 實(shí)際吃水： 2.11 m 方形系數(shù)： 0.86594. 主尺度比（符合規(guī)范 2.2.1.1 之規(guī)定）：L/D =65.79/6.00=10.965<25 ，B/D =17.80/6.00=2.97<4第二章結(jié)構(gòu)計(jì)算2.1外板:平板龍骨(231.1 )船中部平板龍骨厚度

2、應(yīng)按船中部底板厚度增加1mm。平板龍骨的寬度應(yīng)不小于0.1B，且應(yīng)不小于0.75m。3= 6630 + 1 = 7.630mmB>0.75(m)0.1B=1.78m實(shí)取全船平板龍骨厚S =11mm,平板龍骨寬度2m。2.1.2 船中部底板(2.3.2.1 及 8.3.1 )船中0.4L內(nèi)大艙口船貨艙區(qū)域的船底板厚t應(yīng)不小于按下列式子計(jì)算所得：t a( L S ) mm=1.0 X(0.066 X65.79+4.50 X0.60-0.80)=6.242mm式中：a、B、y系數(shù)。由A級(jí)航區(qū)和縱骨架式,a=1.0;=0.066;= 4.5; = 0.8船底板尚應(yīng)不小于(2.3.2.2 ):t

3、4.8s. d r mm=4.8 X0.60 Xv2.11 + 1.25=5.28mm式中：d吃水，m ; d=2.11s肋骨或縱骨間距，m ； s=0.6r半波高，m,r=1.25(1.2.5.1,A級(jí)航區(qū)選取)船底板尚應(yīng)不小于(8.3.1 ):t a( L S ) mm=1.0 X(0.05 X65.79+3.9 X0.6+1.0 ) =6.630mm式中：a、B、y系數(shù)由A級(jí)航區(qū)和縱骨架式，a=1.0;=0.05;= 39;= 1.0實(shí)取船底板厚10mm2.1.3 舭列板（2.3.3.1 ）舭列板厚度應(yīng)按船中部船底板厚度增加0.5mm。即S=6.630+0.5=7.130（mm）實(shí)取舭列

4、板厚度10mm。注：本船采用的是圓舭，貝啣洌板寬度應(yīng)至少超過(guò)舭部圓弧以外100mm ,并應(yīng)超過(guò)實(shí)肋板面板表面以上150mm。2.1.4 舷側(cè)外板（2.3.4.1 及 8.3.2 ）1. 船中部舷側(cè)外板厚度應(yīng)不小于船底板厚度的0.9倍。即 3迫9 X6.630=5.967 （mm）2. 舷側(cè)外板的厚度應(yīng)與船底板厚度相同。實(shí)取厚度為10mm舷側(cè)頂列板（及8.3.3 ）1. 船中部舷側(cè)頂列板的厚度應(yīng)不小于強(qiáng)力甲板邊板厚度的0.85倍或舷側(cè)外板厚度增加1mm，取其大者。2. 貨艙區(qū)域舷側(cè)頂列板在強(qiáng)力甲板以下的寬度應(yīng)不小于0.15D ,其厚度不小強(qiáng)力甲板邊板厚度的0.85倍或舷側(cè)外板厚度增加1mm，取其

5、大 者。舷頂列板寬度b=0.15 X6.00=0.90m10 0.85 8.5mm10 1 11mm實(shí)取舷側(cè)頂列板厚11mm，寬度900 mm。2.1.6 內(nèi)舷板（）內(nèi)舷板的厚度應(yīng)與舷側(cè)外板厚度相同，應(yīng)直接延伸至船底板，實(shí)取t=10mm。2.1.7 內(nèi)底板（2.3.9.1 及 ）載貨部位內(nèi)底板厚度t應(yīng)不小于按下式計(jì)算所得之值:t=6.63 X0.8=5.304mmt = 5.5sMi = 5.5 X0.6 xv6 - 0.8 = 7.53mmt = 5.5sMi + 1 = 5.5 X0.6 xv6 - 0.8+1= 8.53mm式中：s肋骨或縱骨間距，m ； s=0.6h計(jì)算水柱高度，m,自

6、內(nèi)底板上緣量至干舷甲板邊線(或艙棚 頂板與圍壁板交線)的距離。實(shí)取內(nèi)底板厚度t=10mm 。2.2 甲板（2.4.1.1 及 ）船船長(zhǎng)大于或等于50m的船舶，其中部貨艙區(qū)域內(nèi)的甲板邊板的厚度t應(yīng)不小于按下式計(jì)算所得之值：t=s va x (L+ 85)mm=0.6 xV1 X(65.79 + 85)=7.37mmt 6.3s、. hmm=6.3 0.60.5=2.67mmt=1.1 MLmm=1.1 Xv65.79 =8.92mm 式中：L船長(zhǎng)，m ;s縱骨間距，m ；a航區(qū)系數(shù)，對(duì)A級(jí)航區(qū)船舶取a = 1h 甲板計(jì)算水柱高度，m，強(qiáng)力甲板取0.5m 實(shí)取船中部甲板厚度t=10mm。船中部甲板

7、邊板的寬度應(yīng)不小于 0.1B，厚度應(yīng)按甲板厚度增加1mm。 故甲板邊板的厚度為t=11mm ，寬度為2000mm 。2.3船底骨架考慮船型，船底采用雙底縱骨架式，其在中縱剖面處的高度h應(yīng)不小于下式計(jì)算之值，且不小于700mm 也不大于1500mm。h=27+47B1=27+47 14.9=727.3mmB1 雙層底計(jì)算跨度，m。雙舷側(cè)船取內(nèi)舷板至內(nèi)舷板的距離。實(shí)取 h=800mm2.3.1 實(shí)肋板（ 8.4.2 ）1. 雙層底實(shí)肋板不論骨架形式，其間距應(yīng)不大于 2.6m 。2. 實(shí)肋板的厚度應(yīng)不小于所在部位船底板的厚度。3. 實(shí)肋板腹板高度與厚度之比大于 100 時(shí)或?qū)嵗甙甯拱甯叨却笥?800

8、mm 時(shí)， 應(yīng)在實(shí)肋板腹板上設(shè)置垂直加強(qiáng)筋。加強(qiáng)筋的厚度與實(shí)肋板厚度相同，寬度 為厚度的 8 倍，其間距不大于 1000mm 。4. 實(shí)肋板腹板上應(yīng)盡可能減少開(kāi)孔，對(duì)必須開(kāi)設(shè)的人孔，其高度應(yīng)不大于實(shí)肋 板高度的 0.5 倍，寬度不大于實(shí)肋板高度的 0.8 倍。開(kāi)孔邊緣應(yīng)采用面板加 強(qiáng)，其厚度不小于腹板厚度的 1.25 倍，寬度不小于 80mm 。開(kāi)孔間距應(yīng)不 小于雙層底的高度； 開(kāi)孔的邊緣距貨艙底部邊緣的距離應(yīng)不小于開(kāi)孔寬度的 1.5 倍。實(shí)?。簩?shí)肋板的厚度 t=10mm ，垂直加強(qiáng)筋的厚度 t=10mm ，寬度為 80mm 。2.3.2 桁材（ 8.4.3 ）1. 雙層底桁材的間距應(yīng)不大于

9、2.6m 。2. 中桁材應(yīng)連續(xù)貫通，其厚度應(yīng)與所在部位平板龍骨厚度相同。對(duì)于平底船可 免設(shè)中桁材。3. 旁桁材由間斷板構(gòu)成，其厚度應(yīng)與所在部位船底板厚度相同，但應(yīng)不小于相 連實(shí)肋板厚度。4. 縱骨架式雙層底縱桁材，當(dāng)其高度與厚度之比大于 100 時(shí)或腹板高度大于 800mm 時(shí)垂向加強(qiáng)筋，其厚度與桁材的厚度相同，寬度為厚度的 8 倍， 間距不大于 1000mm 。5. 桁材腹板上應(yīng)應(yīng)盡可能減少開(kāi)孔，如需開(kāi)孔應(yīng)滿(mǎn)足本節(jié) 8.4.2.4 的規(guī)定。 實(shí)取：中桁材 800 11，旁桁材 800 10 。2.3.3 內(nèi)底縱骨（ 8.4.4 ）貨艙區(qū)域內(nèi)底縱骨的剖面模數(shù) W 應(yīng)不小于按下式計(jì)算所得之值：2

10、 2 3W=5.8shl = 5.8 X 0.6 X 5.2 X2.4 = 104cm 3 實(shí)取內(nèi)底縱骨取型號(hào)為 L125 80 10 的不等角鋼，帶板尺寸為 600 10mm。 剖面模數(shù)為 W=168.362cm 3 > 104cm 3。船底縱骨（8.4.5 ）船底縱骨除應(yīng)滿(mǎn)足本篇 2.6.7.1 的要求外，其剖面模數(shù)尚應(yīng)不小于內(nèi)底縱骨剖面模數(shù)的0.85倍。船底縱骨實(shí)取型號(hào)為L(zhǎng)125 80 10的不等角鋼，帶板尺寸為600 10mm2.4舷側(cè)骨架舷側(cè)普通肋骨(2.7.2.1 )取交替肋骨制普通肋骨的剖面模數(shù) W應(yīng)不小于按下式計(jì)算所得之值：W=Ks(d+r)l 2=4.9 X0.6 x(

11、2.11+1.25 )X2A2=39.5136cm3式中：K 系數(shù)，按表選取；s肋骨間距，m ；d吃水，m ；r半波高，m，按本篇的規(guī)定；l肋骨跨距，m ,對(duì)主肋骨和未設(shè)置舷側(cè)縱桁的普通肋骨，取肋骨與 實(shí)肋板內(nèi)緣交點(diǎn)至肋骨與橫梁內(nèi)緣交點(diǎn)間的垂直距離，如圖 所示；主肋骨制若設(shè)置舷側(cè)縱桁時(shí)，主肋骨跨距仍按本規(guī) 定確定；對(duì)設(shè)有舷側(cè)縱桁的普通肋骨，取肋骨與實(shí)肋板內(nèi)緣交點(diǎn)至 舷側(cè)縱桁的垂直距離，但應(yīng)不小于 1.25m。實(shí)取不等角鋼L100 80 10,帶板600 10mm。其 W=120.297 cm3>39.5136 cm3。2.4.2 強(qiáng)肋骨()強(qiáng)肋骨的剖面模數(shù)W應(yīng)不小于按下式計(jì)算所得之值：W

12、=6s(d+r)l 2=6 X0.6 X(2.11+1.25 )X32=108.864cm 310 220實(shí)取T型鋼 ， 帶板尺寸為1200 X10。10 120 3其 W=415.58 cm3 >108.864 cm3，符合要求。舷側(cè)縱桁(8.6.4 )舷側(cè)骨架采用橫骨架式時(shí)，應(yīng)在內(nèi)、外舷設(shè)置一道舷側(cè)縱桁，舷側(cè)縱桁的剖 面尺寸與強(qiáng)肋骨相同。10 120實(shí)取T型鋼10 220，帶板尺寸為1900 X10。244 肘板（865 及 869 ）1. 艙底縱骨應(yīng)與貨艙區(qū)船底縱骨相同。2. 外舷強(qiáng)肋骨可與實(shí)肋板搭接相連，搭接長(zhǎng)度應(yīng)不小于強(qiáng)肋骨腹板高度，或設(shè) 肘板與實(shí)肋板連接，肘板的直角邊長(zhǎng)與實(shí)肋

13、板腹板高度相同，厚度與實(shí)肋板 厚度相同。3. 內(nèi)、外舷的普通骨材可直接與實(shí)肋板搭接相連。搭接長(zhǎng)度為普通骨材高度的2倍。10 X22010 X120艙底實(shí)肋板（866及867）1. 舷艙內(nèi)單底實(shí)肋板應(yīng)由貨艙區(qū)的實(shí)肋板直接延伸，貨艙為雙層底結(jié)構(gòu)，則舷艙內(nèi)單底實(shí)肋板的高度可為貨艙區(qū)雙層底高度的1/2。實(shí)肋板的厚度與貨艙區(qū)實(shí)肋板的厚度相同，實(shí)肋板上緣應(yīng)設(shè)折邊或設(shè)面板。2. 艙底肋骨應(yīng)與貨艙區(qū)船底骨材相同。2.5甲板骨架甲板強(qiáng)橫梁（8.8.1.）1.開(kāi)口線外側(cè)甲板在設(shè)置強(qiáng)肋骨的肋位上應(yīng)設(shè)置強(qiáng)橫梁，強(qiáng)橫梁的間距應(yīng)不大于2.6m。2.3.雙舷側(cè)結(jié)構(gòu)的開(kāi)口線外側(cè)夾板強(qiáng)橫梁應(yīng)與舷側(cè)強(qiáng)肋骨尺寸相同。10 220實(shí)

14、取T型鋼10 220。10 120甲板橫梁（8.8.2 ）雙舷側(cè)結(jié)構(gòu)的開(kāi)口線外側(cè)甲板橫梁應(yīng)與舷側(cè)肋骨尺寸相同實(shí)取不等角鋼L100 80 10。甲板縱桁 （）大艙口開(kāi)口線外側(cè)的甲板縱桁尺寸應(yīng)與強(qiáng)橫梁相同實(shí)取T型鋼10 X220。10 X100縱骨（ 8.8.4 ）1.開(kāi)口線外側(cè)甲板縱骨的剖面模數(shù)應(yīng)不小于按下式計(jì)算所得之值：W=kcsL=0.3591 X1.45X0.6X65.79=20.55cm式中：k 系數(shù)，k =(650 -11 L + 0.1 L2)X1O-3=O.3591 ;2.c系數(shù)，對(duì)A級(jí)航區(qū)船舶強(qiáng)力甲板取1.45 ;L 船長(zhǎng)， m ；開(kāi)口線外側(cè)甲板縱骨的剖面慣性矩 I 應(yīng)不小于按下

15、式計(jì)算所得之值：式中：I 1.1al船長(zhǎng)大于等于 40m 且長(zhǎng)大艙口圍板在船中部 0.4L 范圍內(nèi)連續(xù)時(shí)， 艙口圍板 伸出甲板以上的高度 h 應(yīng)大于按下式計(jì)算所得之值且不大于 1500mm ：h=KD=455.06 X6=2730mm式中：K 系數(shù)，K=1248-16L+0.06L 2=455.06D型深，m ;L 船長(zhǎng)， m 。長(zhǎng)大艙口圍板厚度 t 應(yīng)不小于按下式計(jì)算所得之值：t=0.1L+2.5=0.1 X65.79+2.5=9.08mm式中：L船長(zhǎng)，m。實(shí)取艙口圍板的高度為 h=1100mm ，厚度為 t=10mm 。 長(zhǎng)大艙口圍板伸入甲板以下至少 200mm 。雙舷或舷頂設(shè)有抗扭箱的大

16、艙口 船，艙口圍板應(yīng)與內(nèi)舷板或抗扭箱內(nèi)側(cè)板布置在同一平面內(nèi)并與之連接。=1.1 60.647 2.42=384.26cm 口圍板剖面積的 0.3 倍。水平桁的尺寸為不等角鋼 L100 80 10。艙口加強(qiáng) 為 U 型板 250 250 250。 a 縱骨連同帶板的剖面積，cm 2；l 縱骨跨距， m ，取強(qiáng)橫梁間距。實(shí)取不等角鋼L100 80 10帶板尺寸為600 X10 其 W=120.297cm 長(zhǎng)大艙口圍板應(yīng)設(shè)置水平桁扶強(qiáng)， 水平桁應(yīng)位于艙口圍板頂緣或位于艙口圍 板頂緣以下不超過(guò) 300mm 范圍內(nèi)。水平桁的剖面積應(yīng)不小于甲板以上艙，I=1065.617cm 4。2.6 艙口圍板（ 8.

17、8.5 ）2.7抗扭箱抗扭箱的尺寸根據(jù)總布置圖可知：h=1200mm, b=1450mm。板及骨架（8.9.2 ）抗扭箱采用縱骨架形式。1. 內(nèi)側(cè)板厚應(yīng)不小于舷側(cè)外板的厚度，如設(shè)有艙口圍板且不小于艙口圍板 厚度。2. 下封板的厚度應(yīng)不小于舷側(cè)外板的厚度。3. 外舷板、內(nèi)側(cè)板的骨架形式和結(jié)構(gòu)尺寸與舷側(cè)板骨架形式及構(gòu)件尺寸相 同。實(shí)取抗扭箱縱骨為不等角鋼L100 80 10。平臺(tái)甲板厚度為t=10mm ，內(nèi)側(cè)板厚度為t=10mm。2.8 艙壁（8.10）首、尾橫艙壁（）1. 貨艙前、后的橫艙壁的厚度應(yīng)不小于按第2章計(jì)算所得之值加上0.5mm : t = Ksvh + c = 32 X0.6 xv5

18、.2 = 4.378mm式中：K、c系數(shù)，按表選?。籹扶強(qiáng)材間距，m ；h由艙壁下緣量至艙壁頂端（深艙艙壁另加0.5m）或量至溢流管 頂端的垂直距離，m，取大者，但應(yīng)不小于 2.0m。實(shí)取橫艙壁的厚度為t=10mm2. 平面艙壁扶強(qiáng)材一般豎向布置。平面艙壁扶強(qiáng)材的剖面模數(shù)W應(yīng)不小于按第2章計(jì)算所得之值：W = Kshl2 = 3.6 x 0.6 X3.2 X42 = 110 .59cm 3式中：K 系數(shù)，按表選??；s扶強(qiáng)材間距，m，防撞艙壁和深艙艙壁扶強(qiáng)材間距應(yīng)不大于 650mm，干貨艙艙壁扶強(qiáng)材間距應(yīng)不大于 750mm ；h自扶強(qiáng)材中點(diǎn)量至艙壁頂端（深艙艙壁加0.5m）或量至溢流管頂端 的垂

19、直距離，取大者，m，但應(yīng)不小于2.0m ；I扶強(qiáng)材的跨距，m，取包括肘板在內(nèi)的扶強(qiáng)材長(zhǎng)度，若設(shè)有與扶強(qiáng)材垂直的桁材，取桁材至扶強(qiáng)材端部或桁材之間的距離，取大者實(shí)取T型鋼10 30010 150230.765cm 3 > 110.59cm 3舷艙橫艙壁（8.10.2 ）1. 舷艙內(nèi)應(yīng)設(shè)置橫艙壁，其間距應(yīng)不大于貨艙總長(zhǎng)度的0.25倍。2. 舷艙水密橫艙壁在艙壁中點(diǎn)處應(yīng)設(shè)置水平桁，其剖面模數(shù)W應(yīng)不小于按 下式計(jì)算所得之值：2 2 3W = 4.16bhl= 4.16 X 1.5 X4.7 X 1.2 = 42.23cm 3式中：b桁材的支撐寬度，m ；h 計(jì)算水柱高度，m，取桁材至干舷甲板上方

20、1m的距離; I 桁材跨距，m，即舷艙的寬度。橫艙壁上的垂直扶強(qiáng)材可以是間斷的。10 220實(shí)取 T 型鋼，其W = 46.43cm 3 > 42.23cm 3。10 1202.9集裝箱角布置和局部加強(qiáng)（8.11 ）2.9.1 箱角布置（8.11.1 ）對(duì)于雙底結(jié)構(gòu)集裝箱船，箱角應(yīng)布置在縱桁或?qū)嵗甙宓纳戏健？v桁、龍骨或?qū)嵗甙甯拱逶谙浣窍路教幉坏瞄_(kāi)孔。2.9.2 局部加強(qiáng)（8.11.2 ）雙底結(jié)構(gòu)集裝箱若箱角不能布置在縱桁或?qū)嵗甙宓纳戏綍r(shí)，可設(shè)置縱向或橫向短桁材支承箱角，短桁材兩端應(yīng)與實(shí)肋板或縱桁連接。支承箱角的縱桁、龍骨或?qū)嵗甙宓母拱鍛?yīng)在箱角位置處設(shè)置一道垂置加強(qiáng)筋。加強(qiáng)筋的厚度與縱桁、

21、龍骨或?qū)嵗甙甯拱搴穸认嗤?，寬度為厚度?倍。箱角與內(nèi)底板或墊板之間應(yīng)增設(shè)復(fù)板，復(fù)板厚度與內(nèi)底板或墊板厚度相同, 復(fù)板邊緣與箱角底座邊緣間的距離應(yīng)不小于 50mm。第三章強(qiáng)度校核3.1剖面模數(shù)船長(zhǎng)大于或等于40m的大艙口船，其船體中剖面的最小剖面模數(shù)應(yīng)不小于下 式計(jì)算所得之值：W=K i XWo=7496.1cm 2 m式中：Wo 按本篇第2章2.221計(jì)算所得之值；Ki 系數(shù)，按基本結(jié)構(gòu)型式和船長(zhǎng)由表選取。雙底雙舷，Ki=1W0=aK 1K2LBD=1 X0.986 X0.995 X65.79 X17.80 X6=6893.36cm 2m 式中：L船長(zhǎng)，m ;B 船寬，m ;D 型深，m ;a

22、 航區(qū)系數(shù)，對(duì) A級(jí)航區(qū)船舶取a = 1 ;K1 -系數(shù)，K = 0.303L0.3 + 36l2 - 0628 = 0.986 ;K2 -系數(shù)，； K2 = 2.44 - 2.89Cb + 1.4Cb = 0.995Cb 方形系數(shù)，當(dāng) Cb v 0.6時(shí)，取Cb = 0.6，當(dāng)Cb > 0.85時(shí), 取 Cb = 0.85。3.2剖面慣性矩船長(zhǎng)大于或等于40m的大艙口船，其船腫剖面慣性矩應(yīng)不小于下式計(jì)算之值:I=3.0W 0LX10-2=14795.05cm 2m2式中：L船長(zhǎng)，m;Wo按本篇第2章222.1計(jì)算所得的剖面模數(shù)10o(Z e) max 231779 .86cm 2?m2

23、55號(hào)肋位總縱強(qiáng)度計(jì)算如下表，表中：B2e B；C A*Ziio；Io C A*e2;WminAc根據(jù)表格知：W min = 7527 .06cm 2 ?m I。=故Wmin W， I0 I ，55號(hào)肋位總縱強(qiáng)度足夠。55號(hào)肋位總縱強(qiáng)度校核編號(hào)構(gòu)件名稱(chēng)構(gòu)件尺寸（mm)剖面積Ai距參考軸距離ZiA*Z iA*Z i2i0Zi-ecm 2mcm 2*m2* 2cm *m2 *2cm *mm1上甲板111450159.5695757420.001608362上甲板縱骨10205415.903242.0231428.66180.01694275.9033舷側(cè)板1042004203.4251438.54926.8625617.43.4254舷側(cè)板縱骨10