項目四鋼質船舶規(guī)范法結構設計

項目四鋼質船舶規(guī)范法結構設計第一節(jié)

了解規(guī)范的適用范圍第二節(jié)

船體外板及內底板設計第三節(jié)

甲板板設計第四節(jié)

組合型材的剖面設計第五節(jié)

船底結構設計第六節(jié)

舷側結構設計第七節(jié)

甲板結構設計第八節(jié)

艙壁結構設計第九節(jié)

總縱強度第一頁，共二十五頁。項目四鋼質船舶規(guī)范法結構設計要求：熟悉鋼船設計規(guī)范掌握船體結構設計方法、過程第二頁，共二十五頁?！?.1了解規(guī)范的適用范圍《鋼質內河船舶建造規(guī)范》《內河小型船舶建造規(guī)范》《內河高速船入級與建造規(guī)范》

第三頁，共二十五頁。4.1了解規(guī)范的適用范圍一、船舶航區(qū)劃分設計前必須明確航行區(qū)域。我國通航的內河水系，包括江、河、湖泊和水庫，根據(jù)分布、水文、氣象等實際情況，可劃分為A，B，C三級航區(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級航段。第四頁，共二十五頁。4.急流航段【J級航段】在峽谷河流中，灘上流速超過3.5m/s的航段定為急流航段。按航區(qū)內灘上流速大小劃分為J1、J2兩級：J1級航段：灘上流速5m/s~6.5m/s的航段J2級航段：灘上流速為3.5m/s~5m/s的航段不同的J級航段分別從屬于所在水域的航區(qū)級別。第五頁，共二十五頁。在結構設計計算時，不同的航區(qū)的計算波浪尺度和波高范圍是不同的?！秲纫?guī)》規(guī)定，計算半波高，A級航區(qū)r＝1.25m，B級航區(qū)r＝0.75m，C級航區(qū)r＝0.25m。表4-1各級航區(qū)的計算波浪尺度和波高范圍詳細的航區(qū)劃分可參考中華人民共和國海事局《內河船舶法定檢驗技術規(guī)則》關于內河航區(qū)分級的規(guī)定第六頁，共二十五頁。表4-1各級航區(qū)的計算波浪尺度和波高范圍航區(qū)級別航行區(qū)域計算波高×計算波長（m）波高范圍（m）A級自江陰的黃田港以下至吳松口，包括橫沙島以內水域2.5×301.5以上至2.5B級長江—自江陰的黃田港至涪陵李渡長江大橋黃浦江—自分水龍王廟經閔行至吳淞口淮河-—自正陽關至洪澤湖贛江—自南昌至都陽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、鄱陽湖、洞庭湖以及類似的大型水庫1.5×150.5以上至1.5C級長江—自宜昌以上黃浦江—自分水龍王廟以上淮河-—正陽關以上贛江—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級沒有提到的其他長江水系支流0.5×5.00.5及以下第七頁，共二十五頁。二、船型范圍（一）《鋼質內河船舶建造規(guī)范》：航行于內河水域船長20m≤L≤140m焊接結構鋼質民用船舶船長L一般取滿載水線的垂線間長Lpp。但規(guī)范規(guī)定L應不大于滿載水線長度，亦不小于滿載水線長度的96%。

【所謂滿載水線系指船舶最高級別航區(qū)載重線對應的水線】無舵船舶的船長取滿載水線長度【即滿載水線面在中縱剖面上的投影長度】第八頁，共二十五頁。（二）《內河小型船舶建造規(guī)范》適用于我國內河船長5m≤L<20m的民用船舶包括鋼質船舶和纖維增強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、柴油掛槳機船、帆船和運動競賽艇的設計。第九頁，共二十五頁?！秲纫?guī)》進行結構設計的總原則按《內規(guī)》進行船體結構設計時，應滿足關于船體結構的一般規(guī)定客船、滾裝船、油船、甲板船、大艙口船、工程船等船舶，船體結構設計時需要遵守該規(guī)范相關章節(jié)的船體結構補充規(guī)定；需要進行船舶總縱強度或局部結構強度的直接計算，則相應的應遵守《內規(guī)》關于結構強度直接計算的補充規(guī)定。按《內規(guī)》設計的船舶，其主尺度比值應符合表4-2的要求：第十頁，共二十五頁。表4-2《內規(guī)》的船舶主尺度比值范圍（m）船寬B為不包括船殼板在內的船體最大寬度，且不計入舷伸甲板寬；型深D為船長中點處沿舷側自平板龍骨上表面量至干舷甲板下表面（或其延伸線）的垂直距離。第十一頁，共二十五頁。三、結構設計中的幾個重要問題（一）船體骨架型式的選擇內河船舶的骨架型式可以選擇以下三種形式：橫骨架式：橫向構件稠密，間距小。縱骨架式：縱向構件稠密，橫向強構件疏稀布置?；旌瞎羌苁剑捍w部分結構采用橫骨架式，部分采用縱骨架式的混合骨架式。比如舷側為橫骨架式，船底及甲板采用縱骨架式。第十二頁，共二十五頁。采用何種骨架式，應統(tǒng)籌兼顧強度、使用條件、工藝性等因素酌情決定：1.從總縱強度考慮對于其總縱強度要求較高的大型內河船，采用縱骨架式可以顯著降低船體結構重量，提高技術經濟性能但中、小型船舶，總縱強度易于滿足，殼板厚度多按局部強度、使用條件及蝕耗等因素所決定，如采用縱骨架式，結構重量減少不明顯，甚至反而增加。2.從局部強度考慮船長小于50m時，局部強度是主要矛盾，宜用橫骨架式。舷側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、尾結構主要承受局部荷重，除頂推船外，均采用橫骨架式等等。第十三頁，共二十五頁。3.從橫向強度考慮縱骨架式的橫向強度較差，故當橫向強度矛盾突出時，如裝運重貨的雙殼駁以及B/D>5~5.5的大開口船舶【較寬】等，應優(yōu)先考慮采用橫骨架式。第十四頁，共二十五頁。4.從工藝性及使用條件考慮縱骨架式縱骨布置稠密、橫向強骨材尺度大，節(jié)點復雜，焊接、裝配施工較為困難，且艙容、凈空損失較多。除總縱強度確有需要外，對中、小船舶少用縱骨架式為佳。采用縱、橫混合骨架式時，應考慮合理搭配與過渡。如甲板為縱骨架式、舷側橫骨架式時，應采用交替肋骨制【每3~4檔布置強肋骨及舷側縱桁】，使強橫梁與強肋骨合理搭配，以提高結構強度。5.無論采用何種骨架型式，縱向構件均應有良好的結構連續(xù)性；甲板、舷側及船底骨架應有效地連接，構成完整的剛性整體。

第十五頁，共二十五頁。（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)等強度條件、按重量最輕的原則決定。據(jù)研究，當肋距S=500~600mm時板格重量最小?！秲纫?guī)》規(guī)定肋骨或縱骨間距一般應不大于600mm。多數(shù)長江小型機動船為500mm，多數(shù)大、中型長江船為550mm，所以一般取S=500~600mm?？v骨間距S1可適當大些，大約S1=1.1S，但不宜超過600mm。3.內河船骨材間距考慮工藝、布置，不應過小。第十六頁，共二十五頁。（三）構件的布置的原則1.有效傳遞荷重原則構件的布置盡量使船體主要構件構成空間體系，以保證任一承載構件同相鄰構件之間有效傳遞荷重。2.結構的連續(xù)性原則結構型式或某一構件，在其布置方向上不能突然中斷或尺寸突變，以免破壞內力的傳遞和引起嚴重的應力集中例如中部0.4L內所有縱向構件應連續(xù)貫通，凡是前后不能在同一延伸線上的縱向構件，在中斷處應彼此交錯延伸兩檔以上；雙層底向首、尾單底過渡時，應采用水平過渡肘板等措施過度；中部縱骨架式向首、尾橫骨架式過渡時，縱骨不能同時中斷在同一橫剖面處。第十七頁，共二十五頁。3.等間距性支承構件應盡可能等間距布置骨材可按等強度條件決定尺寸，便于設計加工，還可以充分利用材料，降低結構重量。4.節(jié)點連接在節(jié)點處構件一般采用肘板連接內河規(guī)范對肘板尺寸均有詳細規(guī)定

第十八頁，共二十五頁。（四）正確選用帶板寬度骨材承彎或承壓時，與骨材毗鄰的一部分板與之共同工作，通稱“帶板”。計算骨材剖面幾何要素時，應包括帶板寬度在內。帶板寬度應從彎曲強度與穩(wěn)定性兩方面作不同的考慮。同一骨材按強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，兩者對骨材剖面模數(shù)的影響不大，但對慣性矩的計算相差甚遠。第十九頁，共二十五頁。比如在計算構件剖面模數(shù)時，我國《內規(guī)》規(guī)定：當骨材直接與板相連接時，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；強骨材帶板寬度取強骨材跨距的1/6，但不大于負荷平均寬度，亦不小于普通骨材間距。若骨材僅一側有帶板時，則帶板寬度取上述規(guī)定的50%。當骨材不直接與板相連時，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。第二十頁，共二十五頁。（五）要兼顧橫向強度與扭轉強度內河船B/D較大，船型扁寬，甲板如有大開口，則橫強度往往不足。如B/D>5的艙口貨船、裝運重貨的雙殼駁、B/D>5.5的油駁及甲板駁等應采取適當措施保證橫強度。增加橫向強度主要措施有：橫艙壁間距一般應不大于6D，全船采用橫骨架式、大開口區(qū)域增設舷側半艙壁，甲板設置連接過橋，設置間距不大于四檔肋距的強肋骨框架，如有可能（如油駁、甲板駁），設置一定數(shù)量的橫向桁架等等。第二十一頁，共二十五頁。3.大艙口內河船由于斜浪航行或前后裝載不均，可能引起整個船體的扭轉。增加外板及甲板厚度、設置舷邊縱艙壁等可以提高剖面抗扭剛度。對于雙殼型長艙口船，加大箱體邊艙的寬度及提高首尾橫艙壁對縱向構件的固定程度，均可提高扭轉強度。

第二十二頁，共二十五頁。（六）材料的選擇《內規(guī)》指出，船用鋼材的制造和試驗應符合《材料與焊接規(guī)范》相關篇章的有關規(guī)定，也包括尾柱、舵柱、尾軸架、舵桿及其他結構用的鍛鋼、鑄鋼等材料。當采用復合材料或鋼以外的其他材料時，應根據(jù)等效原則特殊考慮

第二十三頁，共二十五頁。作業(yè)第二十四頁，共二十五頁。內容總結項目四鋼質船舶規(guī)范法結構設計。4.急流航段【J級航段】。在峽谷河流中，灘上流速超過3.5m/s的航段定為急流航段。船長