項(xiàng)目四鋼質(zhì)船舶規(guī)范法結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

項(xiàng)目四鋼質(zhì)船舶規(guī)范法結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第一節(jié)

了解規(guī)范的適用范圍第二節(jié)

船體外板及內(nèi)底板設(shè)計(jì)第三節(jié)

甲板板設(shè)計(jì)第四節(jié)

組合型材的剖面設(shè)計(jì)第五節(jié)

船底結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第六節(jié)

舷側(cè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第七節(jié)

甲板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第八節(jié)

艙壁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第九節(jié)

總縱強(qiáng)度第1頁(yè)，共25頁(yè)。項(xiàng)目四鋼質(zhì)船舶規(guī)范法結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求：熟悉鋼船設(shè)計(jì)規(guī)范掌握船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法、過(guò)程第2頁(yè)，共25頁(yè)?！?.1了解規(guī)范的適用范圍《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范》《內(nèi)河小型船舶建造規(guī)范》《內(nèi)河高速船入級(jí)與建造規(guī)范》

第3頁(yè)，共25頁(yè)。4.1了解規(guī)范的適用范圍一、船舶航區(qū)劃分設(shè)計(jì)前必須明確航行區(qū)域。我國(guó)通航的內(nèi)河水系，包括江、河、湖泊和水庫(kù)，根據(jù)分布、水文、氣象等實(shí)際情況，可劃分為A，B，C三級(jí)航區(qū)其中某些水域又依據(jù)水流湍急情況，又劃分為急流航段，即J級(jí)航段。第4頁(yè)，共25頁(yè)。4.急流航段【J級(jí)航段】在峽谷河流中，灘上流速超過(guò)3.5m/s的航段定為急流航段。按航區(qū)內(nèi)灘上流速大小劃分為J1、J2兩級(jí)：J1級(jí)航段：灘上流速5m/s~6.5m/s的航段J2級(jí)航段：灘上流速為3.5m/s~5m/s的航段不同的J級(jí)航段分別從屬于所在水域的航區(qū)級(jí)別。第5頁(yè)，共25頁(yè)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，不同的航區(qū)的計(jì)算波浪尺度和波高范圍是不同的。《內(nèi)規(guī)》規(guī)定，計(jì)算半波高，A級(jí)航區(qū)r＝1.25m，B級(jí)航區(qū)r＝0.75m，C級(jí)航區(qū)r＝0.25m。表4-1各級(jí)航區(qū)的計(jì)算波浪尺度和波高范圍詳細(xì)的航區(qū)劃分可參考中華人民共和國(guó)海事局《內(nèi)河船舶法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則》關(guān)于內(nèi)河航區(qū)分級(jí)的規(guī)定第6頁(yè)，共25頁(yè)。表4-1各級(jí)航區(qū)的計(jì)算波浪尺度和波高范圍航區(qū)級(jí)別航行區(qū)域計(jì)算波高×計(jì)算波長(zhǎng)（m）波高范圍（m）A級(jí)自江陰的黃田港以下至吳松口，包括橫沙島以?xún)?nèi)水域2.5×301.5以上至2.5B級(jí)長(zhǎng)江—自江陰的黃田港至涪陵李渡長(zhǎng)江大橋黃浦江—自分水龍王廟經(jīng)閔行至吳淞口淮河-—自正陽(yáng)關(guān)至洪澤湖贛江—自南昌至都陽(yáng)湖湘江一一自株州以下至洞庭湖洪澤湖、高郵湖、邵泊湖、太湖、巢湖、鄱陽(yáng)湖、洞庭湖以及類(lèi)似的大型水庫(kù)1.5×150.5以上至1.5C級(jí)長(zhǎng)江—自宜昌以上黃浦江—自分水龍王廟以上淮河-—正陽(yáng)關(guān)以上贛江—自南昌以上湘江一一自株州及其以上源水、資水、澧水、漢水、嘉陵江、岷江、烏江以及A、B級(jí)沒(méi)有提到的其他長(zhǎng)江水系支流0.5×5.00.5及以下第7頁(yè)，共25頁(yè)。二、船型范圍（一）《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范》：航行于內(nèi)河水域船長(zhǎng)20m≤L≤140m焊接結(jié)構(gòu)鋼質(zhì)民用船舶船長(zhǎng)L一般取滿(mǎn)載水線(xiàn)的垂線(xiàn)間長(zhǎng)Lpp。但規(guī)范規(guī)定L應(yīng)不大于滿(mǎn)載水線(xiàn)長(zhǎng)度，亦不小于滿(mǎn)載水線(xiàn)長(zhǎng)度的96%。

【所謂滿(mǎn)載水線(xiàn)系指船舶最高級(jí)別航區(qū)載重線(xiàn)對(duì)應(yīng)的水線(xiàn)】無(wú)舵船舶的船長(zhǎng)取滿(mǎn)載水線(xiàn)長(zhǎng)度【即滿(mǎn)載水線(xiàn)面在中縱剖面上的投影長(zhǎng)度】第8頁(yè)，共25頁(yè)。（二）《內(nèi)河小型船舶建造規(guī)范》適用于我國(guó)內(nèi)河船長(zhǎng)5m≤L<20m的民用船舶包括鋼質(zhì)船舶和纖維增強(qiáng)塑料船舶小型民用船舶一般適用《小規(guī)》，但該規(guī)范不適用于高速船、柴油掛槳機(jī)船、帆船和運(yùn)動(dòng)競(jìng)賽艇的設(shè)計(jì)。第9頁(yè)，共25頁(yè)?！秲?nèi)規(guī)》進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的總原則按《內(nèi)規(guī)》進(jìn)行船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)滿(mǎn)足關(guān)于船體結(jié)構(gòu)的一般規(guī)定客船、滾裝船、油船、甲板船、大艙口船、工程船等船舶，船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要遵守該規(guī)范相關(guān)章節(jié)的船體結(jié)構(gòu)補(bǔ)充規(guī)定；需要進(jìn)行船舶總縱強(qiáng)度或局部結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的直接計(jì)算，則相應(yīng)的應(yīng)遵守《內(nèi)規(guī)》關(guān)于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度直接計(jì)算的補(bǔ)充規(guī)定。按《內(nèi)規(guī)》設(shè)計(jì)的船舶，其主尺度比值應(yīng)符合表4-2的要求：第10頁(yè)，共25頁(yè)。表4-2《內(nèi)規(guī)》的船舶主尺度比值范圍（m）船寬B為不包括船殼板在內(nèi)的船體最大寬度，且不計(jì)入舷伸甲板寬；型深D為船長(zhǎng)中點(diǎn)處沿舷側(cè)自平板龍骨上表面量至干舷甲板下表面（或其延伸線(xiàn)）的垂直距離。第11頁(yè)，共25頁(yè)。三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)重要問(wèn)題（一）船體骨架型式的選擇內(nèi)河船舶的骨架型式可以選擇以下三種形式：橫骨架式：橫向構(gòu)件稠密，間距小?？v骨架式：縱向構(gòu)件稠密，橫向強(qiáng)構(gòu)件疏稀布置?；旌瞎羌苁剑捍w部分結(jié)構(gòu)采用橫骨架式，部分采用縱骨架式的混合骨架式。比如舷側(cè)為橫骨架式，船底及甲板采用縱骨架式。第12頁(yè)，共25頁(yè)。采用何種骨架式，應(yīng)統(tǒng)籌兼顧強(qiáng)度、使用條件、工藝性等因素酌情決定：1.從總縱強(qiáng)度考慮對(duì)于其總縱強(qiáng)度要求較高的大型內(nèi)河船，采用縱骨架式可以顯著降低船體結(jié)構(gòu)重量，提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能但中、小型船舶，總縱強(qiáng)度易于滿(mǎn)足，殼板厚度多按局部強(qiáng)度、使用條件及蝕耗等因素所決定，如采用縱骨架式，結(jié)構(gòu)重量減少不明顯，甚至反而增加。2.從局部強(qiáng)度考慮船長(zhǎng)小于50m時(shí)，局部強(qiáng)度是主要矛盾，宜用橫骨架式。舷側(cè)骨架主要承受局部彎曲及橫向彎曲，其參加總縱彎曲效率較低，一般均采用橫骨架式。首、尾結(jié)構(gòu)主要承受局部荷重，除頂推船外，均采用橫骨架式等等。第13頁(yè)，共25頁(yè)。3.從橫向強(qiáng)度考慮縱骨架式的橫向強(qiáng)度較差，故當(dāng)橫向強(qiáng)度矛盾突出時(shí)，如裝運(yùn)重貨的雙殼駁以及B/D>5~5.5的大開(kāi)口船舶【較寬】等，應(yīng)優(yōu)先考慮采用橫骨架式。第14頁(yè)，共25頁(yè)。4.從工藝性及使用條件考慮縱骨架式縱骨布置稠密、橫向強(qiáng)骨材尺度大，節(jié)點(diǎn)復(fù)雜，焊接、裝配施工較為困難，且艙容、凈空損失較多。除總縱強(qiáng)度確有需要外，對(duì)中、小船舶少用縱骨架式為佳。采用縱、橫混合骨架式時(shí)，應(yīng)考慮合理搭配與過(guò)渡。如甲板為縱骨架式、舷側(cè)橫骨架式時(shí)，應(yīng)采用交替肋骨制【每3~4檔布置強(qiáng)肋骨及舷側(cè)縱桁】，使強(qiáng)橫梁與強(qiáng)肋骨合理搭配，以提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。5.無(wú)論采用何種骨架型式，縱向構(gòu)件均應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)連續(xù)性；甲板、舷側(cè)及船底骨架應(yīng)有效地連接，構(gòu)成完整的剛性整體。

第15頁(yè)，共25頁(yè)。（二）骨材間距的確定骨材間距指肋骨間距或縱骨間距普通骨材間距根據(jù)等強(qiáng)度條件、按重量最輕的原則決定。據(jù)研究，當(dāng)肋距S=500~600mm時(shí)板格重量最小?！秲?nèi)規(guī)》規(guī)定肋骨或縱骨間距一般應(yīng)不大于600mm。多數(shù)長(zhǎng)江小型機(jī)動(dòng)船為500mm，多數(shù)大、中型長(zhǎng)江船為550mm，所以一般取S=500~600mm。縱骨間距S1可適當(dāng)大些，大約S1=1.1S，但不宜超過(guò)600mm。3.內(nèi)河船骨材間距考慮工藝、布置，不應(yīng)過(guò)小。第16頁(yè)，共25頁(yè)。（三）構(gòu)件的布置的原則1.有效傳遞荷重原則構(gòu)件的布置盡量使船體主要構(gòu)件構(gòu)成空間體系，以保證任一承載構(gòu)件同相鄰構(gòu)件之間有效傳遞荷重。2.結(jié)構(gòu)的連續(xù)性原則結(jié)構(gòu)型式或某一構(gòu)件，在其布置方向上不能突然中斷或尺寸突變，以免破壞內(nèi)力的傳遞和引起嚴(yán)重的應(yīng)力集中例如中部0.4L內(nèi)所有縱向構(gòu)件應(yīng)連續(xù)貫通，凡是前后不能在同一延伸線(xiàn)上的縱向構(gòu)件，在中斷處應(yīng)彼此交錯(cuò)延伸兩檔以上；雙層底向首、尾單底過(guò)渡時(shí)，應(yīng)采用水平過(guò)渡肘板等措施過(guò)度；中部縱骨架式向首、尾橫骨架式過(guò)渡時(shí)，縱骨不能同時(shí)中斷在同一橫剖面處。第17頁(yè)，共25頁(yè)。3.等間距性支承構(gòu)件應(yīng)盡可能等間距布置骨材可按等強(qiáng)度條件決定尺寸，便于設(shè)計(jì)加工，還可以充分利用材料，降低結(jié)構(gòu)重量。4.節(jié)點(diǎn)連接在節(jié)點(diǎn)處構(gòu)件一般采用肘板連接內(nèi)河規(guī)范對(duì)肘板尺寸均有詳細(xì)規(guī)定

第18頁(yè)，共25頁(yè)。（四）正確選用帶板寬度骨材承彎或承壓時(shí)，與骨材毗鄰的一部分板與之共同工作，通稱(chēng)“帶板”。計(jì)算骨材剖面幾何要素時(shí)，應(yīng)包括帶板寬度在內(nèi)。帶板寬度應(yīng)從彎曲強(qiáng)度與穩(wěn)定性?xún)煞矫孀鞑煌目紤]。同一骨材按強(qiáng)度條件確定的帶板寬度，比按穩(wěn)定性條件確定的帶板寬度大得多，兩者對(duì)骨材剖面模數(shù)的影響不大，但對(duì)慣性矩的計(jì)算相差甚遠(yuǎn)。第19頁(yè)，共25頁(yè)。比如在計(jì)算構(gòu)件剖面模數(shù)時(shí)，我國(guó)《內(nèi)規(guī)》規(guī)定：當(dāng)骨材直接與板相連接時(shí)，要求的剖面模數(shù)和慣性矩為連帶板的最小要求值；普通骨材的帶板寬度取骨材間距；強(qiáng)骨材帶板寬度取強(qiáng)骨材跨距的1/6，但不大于負(fù)荷平均寬度，亦不小于普通骨材間距。若骨材僅一側(cè)有帶板時(shí)，則帶板寬度取上述規(guī)定的50%。當(dāng)骨材不直接與板相連時(shí)，要求的剖面模數(shù)和慣性矩僅為骨材不含帶板的最小要求值。第20頁(yè)，共25頁(yè)。（五）要兼顧橫向強(qiáng)度與扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度內(nèi)河船B/D較大，船型扁寬，甲板如有大開(kāi)口，則橫強(qiáng)度往往不足。如B/D>5的艙口貨船、裝運(yùn)重貨的雙殼駁、B/D>5.5的油駁及甲板駁等應(yīng)采取適當(dāng)措施保證橫強(qiáng)度。增加橫向強(qiáng)度主要措施有：橫艙壁間距一般應(yīng)不大于6D，全船采用橫骨架式、大開(kāi)口區(qū)域增設(shè)舷側(cè)半艙壁，甲板設(shè)置連接過(guò)橋，設(shè)置間距不大于四檔肋距的強(qiáng)肋骨框架，如有可能（如油駁、甲板駁），設(shè)置一定數(shù)量的橫向桁架等等。第21頁(yè)，共25頁(yè)。3.大艙口內(nèi)河船由于斜浪航行或前后裝載不均，可能引起整個(gè)船體的扭轉(zhuǎn)。增加外板及甲板厚度、設(shè)置舷邊縱艙壁等可以提高剖面抗扭剛度。對(duì)于雙殼型長(zhǎng)艙口船，加大箱體邊艙的寬度及提高首尾橫艙壁對(duì)縱向構(gòu)件的固定程度，均可提高扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度。

第22頁(yè)，共25頁(yè)。（六）材料的選擇《內(nèi)規(guī)》指出，船用鋼材的制造和試驗(yàn)應(yīng)符合《材料與焊接規(guī)范》相關(guān)篇章的有關(guān)規(guī)定，也包括尾柱、舵柱、尾軸架、舵桿及其他結(jié)構(gòu)用的鍛鋼、鑄鋼等材料。當(dāng)采用復(fù)合材料或鋼以外的其他材料時(shí)，應(yīng)根據(jù)等效原則特殊考慮

第23頁(yè)，共25頁(yè)。作業(yè)第24頁(yè)，共25頁(yè)。內(nèi)容梗概項(xiàng)目四鋼質(zhì)船舶規(guī)范法結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。4.急流航段【J級(jí)航段】。在峽谷河流中，灘上流速超過(guò)3.5m/s的航段定為急流航段。不同的J級(jí)航段分別從屬于所在水域的航區(qū)級(jí)別。表4-1各級(jí)航區(qū)的計(jì)算波浪尺度和波高范圍。船長(zhǎng)20m≤L≤140m?！舅^滿(mǎn)載水線(xiàn)系指船舶最高級(jí)別航區(qū)載重線(xiàn)對(duì)應(yīng)的水線(xiàn)】。按《內(nèi)規(guī)》進(jìn)行船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)滿(mǎn)足關(guān)于船體結(jié)構(gòu)的一般規(guī)定。按《內(nèi)規(guī)》設(shè)計(jì)的船舶，其主尺度比值應(yīng)符合表4-2的要求：。表4-2《內(nèi)規(guī)》的船舶主尺度比值范圍（m）。船寬B為不包括船殼板在內(nèi)的船體最大寬度，且不計(jì)入舷伸甲板寬?？v骨架式：縱向構(gòu)件稠密，橫