船體結構基本知識.ppt

2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,船體制圖船舶工程學院于昌利,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,課程內(nèi)容船體結構內(nèi)容船體制圖的有關規(guī)定型線圖總布置圖船體結構節(jié)點的繪制和識讀中橫剖面圖基本結構圖肋骨型線圖和外板展開圖船體分段劃分圖船體分段結構圖計算機繪圖實訓,課程概述,2,教材,編者：楊永祥、峁文玉、翁士綱哈爾濱工程大學出版社出版,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,楊永祥、管義鋒編國防工業(yè)出版社本書分上、下兩篇和附錄三部分。上篇介紹了船體圖樣表達的內(nèi)容、方法和特點，以及船體制圖的有關規(guī)定，對識讀和繪制船體型線圖、總布置圖、結構圖、分段劃分圖的方法和步驟作了詳細的介紹。下篇主要介紹了如何應用通用繪圖軟件AutoCAD進行船體圖樣的繪制。,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,第一節(jié)船舶類型,運輸船：客船、滾裝船、雜貨船、集裝箱船、散貨船、油船、LNG等工程船：挖泥船、布設船、浮船塢、半潛船漁業(yè)船：網(wǎng)漁船、釣魚船、捕鯨船等港務船：拖船、引航船、消防船等海洋調(diào)查船：海洋調(diào)查船、深潛器等戰(zhàn)斗艦艇：巡洋艦、驅(qū)逐艦、護衛(wèi)艦、航空母艦、掃雷艇、潛艇等輔助艦艇：補給艦、訓練艦、醫(yī)院船等,4,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,BackgroundtoLNMandTheLNMGroup,5,船舶分類,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,船舶分類,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,干貨船,LNG船,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,滾裝船,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,客船,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,散貨船和集裝箱船,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,油船,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,LNG船,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,第二節(jié)船體結構形式,1船體的基本組成船體結構型式與船舶的類型有關，通常船體大致可分為主船體和上層建筑兩部分。主船體部分有船首、船中、船尾；上層建筑部分有首樓、橋樓、尾樓及甲板室。主船體是船體結構的主要部分，是由船底、舷側(cè)、上甲板圍成的水密的空心結構。其內(nèi)部空間又由水平布置的下甲板、沿船寬方向布置的橫艙壁和沿船長方向垂直布置的縱艙壁分隔成許多艙室。貨船上通常有貨艙、機艙、首尖艙和尾尖艙等艙室。首、尾端的橫艙壁也叫首尖艙艙壁和尾尖艙艙壁。,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,船體結構組成,主船體結構是指上甲板及其以下的船體基本結構。通常將船體中最上一層從首至尾連續(xù)貫通的甲板稱為上甲板。主船體從船體縱向來看分為首部、中部和尾部。通常將從首部算起的大約25%-35%船長范圍稱為首端部。從尾端算起的大約25%船長范圍稱為尾端部，船體中部40%-50%船長范圍屬中部。從船體橫剖面來看，船體分為船底、舷側(cè)和甲板。舷側(cè)與船底之間過渡區(qū)域稱為舭部。此外，船體內(nèi)部用于分割艙室的水平結構（下甲板、平臺）和垂直結構（縱、橫艙壁）也屬于主船體結構。,6,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,主船體結構的組成部分,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,上層建筑,上層建筑是指上甲板以上各種圍蔽結構以及其附屬結構（如舷伸平臺等）的統(tǒng)稱。上層建筑的主要結構是船樓和甲板室。寬度不伸到兩舷的上層建筑結構稱為甲板室；寬度有一舷伸至另一舷的上層建筑結構稱為船樓。位于船體首部、中部和尾部的船樓分別稱為首樓、橋樓和尾樓。,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,船體板架結構的組成及名稱,船體結構中除了首柱、尾柱及各種支柱等構件以外，一般其結構都是由板材和型材按一定的結構要求連接而成。用于支撐外板、甲板板、艙壁板、內(nèi)底板及平臺板的一切型材統(tǒng)稱為船體骨架，通常有人認為船體結構是由板和骨架組成。由板和骨架組成的近似平面結構稱為板架結構，船體主要由船底板架結構、舷側(cè)板架結構、甲板板架結構和艙壁板架結構,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,3,船體結構相關內(nèi)容,船舶類型和結構,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,船體結構節(jié)點的繪制和識讀,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,shipconstructor,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,TRIBON三維船體漫游,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,TRIBON三維船體漫游,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,第三節(jié)船舶受力,理論上可以把船體視作一空心的薄壁梁，它所受到的力包括總縱彎曲力、橫向力和局部力三大部分?？偪v強度船體結構抵抗總縱彎曲不使其整體遭受破壞或嚴重變形的能力稱為總縱強度。由于沿著船長方向重力與浮力的分布不均勻性，導致總縱彎曲力產(chǎn)生。如果船舶不是處在靜水中，波浪力會使總縱彎曲力加劇。,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,中拱彎曲：當波峰處在船中時，變形趨勢使船體中部突起，兩端下垂，稱為中拱彎曲。中垂彎曲：當波谷處在船中時，變化趨勢使船體中部下垂，兩端上翹，稱為中垂彎曲。,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,在保證強度的前提下盡可能減輕船舶自重，外板厚度根據(jù)需要沿船長方向會發(fā)生變化。一般說，在船中部0.4L（L為船長）區(qū)域內(nèi)外板厚度最大，離首尾端0.075L區(qū)域內(nèi)板較薄，在二者之間的過渡區(qū)域板厚由中部逐漸向兩端減薄過渡。為了保證船舶進塢和擱淺時的局部強度，以及考慮銹蝕、磨損等因素，平板龍骨的寬度和厚度從首至尾應保持不變。,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,橫向強度隨著水深的增加，水對船舶的壓力的壓強也逐漸增大，所以船舶下部的橫向強度要求更高一些。,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,船舶停靠在碼頭、與其他船舶靠近時經(jīng)常會發(fā)生碰撞，為了保證船舶的結構安全，船舶的水線以上的舷側(cè)部分的結構強度也有較高的要求。船舶外板在靠近船底的位置要求厚度要大一些，沿肋骨圍長方向逐漸向上延伸外板的厚度可以逐漸減小，但在舷側(cè)頂列板處在上端，易于受到局部的沖擊，從總縱強度角度考慮此處所受到的總縱彎矩也是很大的，所以此處的外板須加厚。,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,局部強度船舶的錨穴處、系纜樁與甲板的連接處等等，這些位置有很強大的外力或應力，為了保證強度，一般都要對其進行局部強度的加強。,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,第三節(jié)船體骨架形式,船體板架結構骨架形式船體板架中，骨材一般沿著船長和船寬方向布置，形成縱橫交錯的方格，沿某一方向布置數(shù)量多的一組骨材，在結構術語中成為主向梁，而與之垂直的另一個方向上的骨材成為交叉構件。一般情況下，交叉構件的尺寸都要比主向梁的尺寸大，所以也稱主向梁為次要構件，交叉構件為主要構件。,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,船體板架結構骨架形式,橫骨架式板架結構：主向梁沿船寬方向布置，由主向梁和交叉構件所形成的方格的短邊沿船長方向分布，這種骨架形式橫向骨架密集而尺寸較小，縱向構件排列的間距大，尺寸也大。縱骨架式板架結構；主向梁沿船長方向布置，由主向梁和交叉構件所形成的方格的長邊沿船長方向分布，這種骨架形式縱向骨架密集而尺寸較小，橫向構件排列的間距大，尺寸也大。,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,船舶結構形式,2.船舶結構形式縱、橫式板架結構是指船上局部的板架結構形式。整個船體由若干板架結構組成，根據(jù)板架結構在船上的布置情況，船舶的結構形式可以分為三種：（1）橫骨架式船舶船體結構全部由橫骨架式板架結構組成，橫骨架式結構簡單，建造容易，橫向強度和局部強度好，又因其肋骨和橫梁尺寸較小，故艙容利用率較高且便于裝卸。這種結構在每個肋位上都設置橫向構件，橫骨架式結構施工方便，一般應用于對橫向強度要求較高而對總縱強度要求不高的沿海中小型船舶和內(nèi)河船舶。,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,船舶結構形式,（2）縱骨架式船舶船體結構全部由縱骨架式板架結構組成，具有較好的縱向強度，一般應用于對總縱強度要求較高的大型海洋船舶，目前有些內(nèi)河船舶也才采用這種骨架形式。但是由于縱向構件的增多大大的提高了船舶的總縱強度，因此可以選用較薄的板材，使船舶自重減輕，但施工建造比較復雜，同時由于橫向構件尺寸的加大使貨艙艙容得不到充分利用而影響載貨量，且裝卸不便。,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,船舶結構形式,（3）混合骨架式船舶縱橫混合骨架船體結構是指在主船體中的一部分結構采用縱骨架式而另一部分結構則采用橫骨架式。通常船中部位的強力甲板和船底結構因所受的總縱彎矩大，采用縱骨架式，而下甲板、舷側(cè)及在受總縱彎矩較小，建造施工不便和波浪沖擊力較大的首、尾部位則采用橫骨架式?；旌瞎羌苁骄C合了上述兩種骨架形式的優(yōu)點，因此，既保證了總縱強度，又有較好的橫向強度。同時，這種骨架形式也減輕了結構質(zhì)量，簡化施工工藝，并充分利用了艙容和方便裝卸。但在縱橫構件交叉處結構的連續(xù)性較差，在連接節(jié)點處容易產(chǎn)生較大的應力集中。,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,外板和甲板板,一、船體外板外板保證船體水密，使船舶具有漂浮及運載能力，它與船體骨架一起共同保證船體的強度和剛度。船體外板由許多鋼板拼合焊接而成，鋼板長邊通常沿船長方向布置，形成船長方向的一列板，稱為列板。二、甲板板為了充分利用船體內(nèi)部空間，用甲板（或平臺）將船體上下部分進行分隔。甲板板由許多鋼板拼合焊接而成，鋼板的長邊通常沿船長方向布置。在所有列邊中，沿甲板外援與舷側(cè)臨接的一列板稱為甲板邊板。,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,外板和甲板板,船舶航行過程，為了減少甲板上浪，總是將船舶首尾部分的主甲板做到比中部的主甲板高一些，這樣形成一個兩端上翹的曲面形狀。上甲板邊線沿縱向向首尾端省高的曲線稱為舷弧。如果發(fā)生了甲板上浪，為了保證將甲板上的積水迅速排出，上甲板沿橫向做成中間高、兩邊低的“魚脊”形。上甲板沿橫向這種中間高，兩邊低的拱形稱為“粱拱”。,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,船底結構,單層底結構橫骨架式的單層底結構主要由肋板、中內(nèi)龍骨和旁內(nèi)龍骨組成，主要適用于拖船、漁船、老式油船和一些小型的內(nèi)河船舶。,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,橫骨架式的單層底,中內(nèi)龍骨是一個縱向連續(xù)構件，僅在橫艙壁處間斷。中內(nèi)龍骨在橫艙壁處需進行特殊處理：在靠近艙壁的那個肋距內(nèi)，將中內(nèi)龍骨腹板的高度增大至原來高度的1.5倍，并牢固地與橫艙壁焊接。,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,橫骨架式的單層底,中內(nèi)龍骨腹板高度保持不變，在橫艙壁兩側(cè)加設兩塊連接肘板。肘板的高度、寬度都等于中內(nèi)龍骨的高度。,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,橫骨架式的單層底,將中內(nèi)龍骨的面板在一個肋距內(nèi)逐漸放寬，形成水平肋板，水平肋板在與橫艙壁連接處的寬度至少為原來面板寬度的兩倍。,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,縱骨架式單層底,縱骨架式單層底結構主要由內(nèi)龍骨、船底縱骨、肋板等組成。,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,縱骨架式單層底,中內(nèi)龍骨對于一些總縱強度要求較高的船舶，中內(nèi)龍骨一般保持連續(xù)，與肋板相遇時肋板間斷；而對于總縱強度要求不高而對于橫向強度有較高要求的船舶，其中內(nèi)龍骨與肋板相遇時一般保持肋板連續(xù)而中內(nèi)龍骨間斷。,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,單層底結構,縱骨架式單底結構與橫骨架式單底結構的主要區(qū)別：橫骨架式單底在每個肋位上都設置了肋板，而縱骨架式單底每隔幾檔肋位才設置一道肋板，且尺寸較大。縱骨架式單底設置大量船底縱骨，而橫骨架式單底只設置少數(shù)幾道內(nèi)龍骨，且尺寸較大。縱骨架式單底的船底板比橫骨架式單底板可以薄一些。,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,雙層底結構雙層底結構，是指由船底板，內(nèi)底板，舭列板及其骨架組成的底部結構。橫骨架式雙層底結構的骨架構件肋板,雙層底結構,實肋板,水密肋板,組合肋板,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,橫骨架式雙層底,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,橫骨架式雙層底,舭肘板底縱桁,中底桁（中桁材）,旁底桁（旁桁材）,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,橫骨架式雙層底,構件之間的連接特點：橫骨架式雙層底中，中桁材一般要保持縱向連續(xù)性，當遇到實肋板時，中桁材保持連續(xù)，肋板間斷并焊接在中桁材上，當中底桁遇到橫艙壁時，中底桁間斷并采取必要的加強措施焊接在橫艙壁上。旁底桁遇到實肋板和水密肋板時旁底桁間斷那個采取必要的加強措施焊接在一起。,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,縱骨架式雙層底,縱骨架式雙層底結構,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,縱骨架式雙層底,底縱桁船底縱骨內(nèi)底縱骨肋板,中底桁,旁底桁,箱型中底桁,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,縱骨架式雙層底,構件之間的連接特點：一般保持中底桁的全船連續(xù)性，肋板與中底桁相遇時，肋板間斷并焊接在中底桁上；縱骨架式雙層底橫向構件較少，承擔了主要的橫向強度，為了保證強度要求盡可能保持連續(xù)，當肋板與旁底桁相遇時保持肋板連續(xù)，讓旁底桁間斷并焊接在肋板上；當船底縱骨、內(nèi)底縱骨與肋板相遇時，在肋板的上下面開孔讓其通過。,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,雙層底結構,縱骨架式雙層底與橫骨架式雙層底的主要區(qū)別：縱骨架式雙層底結構中，在內(nèi)底板下和船底板上布置有大量的縱骨，這些縱骨與船底縱桁一起承擔總縱強度和局部強度，可減少船底板厚度；縱骨架式雙層底，每隔3-4檔肋位布置一道主肋板，而在主肋板之間不設框架肋板。,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,舷側(cè)結構,對于大多數(shù)船舶來說，舷側(cè)只有一層甲板，但某些大型船舶和具有甲板大艙口的船上，有時將舷側(cè)做成雙層殼。橫骨架式舷側(cè)結構舷側(cè)的結構形式單層舷側(cè)結構單一肋骨的形式為了避免高腹板的舷側(cè)構件占去過多的艙容，在貨艙區(qū)域的舷側(cè)全部采用尺寸相同的肋骨，這種肋骨稱為主肋骨。,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,橫骨架式舷側(cè)結構,由主肋骨、強肋骨和舷側(cè)縱桁組成的形式除了裝置主肋骨外，還每隔3-5檔肋距設加裝強肋骨，并設置舷側(cè)縱桁。這種結構主要用于舷側(cè)需要加強的部位。,舷側(cè)平面分段結構.swf,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,橫骨架式舷側(cè)結構,雙層舷側(cè)結構,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,橫骨架式舷側(cè)結構,舷側(cè)骨架肋骨肋骨是橫骨架式舷側(cè)結構中的橫向構件。多層甲板船上的肋骨有主肋骨和甲板肋骨。主肋骨指最下層甲板以下的船艙肋骨。主肋骨通常用不等邊角鋼制成，大型船舶的主肋骨也有采用焊接T型材的。,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,橫骨架式舷側(cè)結構,主肋骨與舭肘板連接形式：,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,橫骨架式舷側(cè)結構,甲板間肋骨（兩層甲板間的肋骨，由不等邊角鋼制成）甲板間肋骨實際上是主肋骨的向上延伸，所以必須在節(jié)點處與主肋骨可靠地連接，但因為其跨距和承受的載荷都較小，所以剖面尺寸較主肋骨小。其連接形式如下：,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,橫骨架式舷側(cè)結構,中間肋骨航行于冰區(qū)的船舶在船的首部甚至全船的各相鄰兩根主肋骨之間裝置中間肋骨。其作用是加強舷側(cè)外板以抵抗浮冰的撞擊和冰塊的擠壓。中間肋骨一般采用比主肋骨小的型材制成，不與甲板和船底連接。,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,橫骨架式舷側(cè)結構,強肋骨強肋骨都采用由剖面尺寸較大的組合T型材制成，其作用是局部加強以及支持舷側(cè)縱桁，保證舷側(cè)的橫向強度。強肋骨通常與強橫梁及底部的主肋板組成高腹板的橫向框架。機艙區(qū)域內(nèi)腹板高度應不小于相鄰肋骨高度的2.5倍。海船的貨艙內(nèi)一般不設強肋骨；但內(nèi)河船舶設置強肋骨，且強肋骨間距不大于4個肋距。,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,橫骨架式舷側(cè)結構,舷側(cè)縱桁舷側(cè)縱桁大多由組合T型材或折邊板制成，腹板高度通常與強肋骨高度相同，是舷側(cè)結構中沿船長方向設置的縱向構件。舷側(cè)縱桁作為主肋骨的支點，可以減小主肋骨的剖面尺寸，并可將一部分載荷傳遞給強肋骨及橫艙壁。舷側(cè)縱桁遇強肋骨時，舷側(cè)縱桁間斷而強肋骨連續(xù)；遇主肋骨時，開切口讓主肋骨穿過。舷側(cè)縱桁與橫艙壁的連接方式和底縱桁相同。舷側(cè)縱桁終斷時，必須用肘板延伸兩檔肋距。機艙內(nèi)部必須設置舷側(cè)縱桁與強肋骨。,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,縱骨架式舷側(cè)結構,縱骨架式舷側(cè)結構縱骨架式舷側(cè)結構優(yōu)點是骨架形式與船底和甲板一致，對于保證船體總縱強度和外板穩(wěn)定性方面比橫骨架式舷側(cè)結構有利。縱骨架式舷側(cè)結構的兩種形式縱骨和強肋骨結構形式這種結構沒有舷側(cè)縱桁，主要用于中小型艦艇?？v骨、舷側(cè)縱桁和強肋骨結構形式這種結構比上述的舷側(cè)結構多設1-2道舷側(cè)縱桁，更有利于提高船體的總縱強度，主要用于機艙的舷側(cè)區(qū)域。,2020/5/18,SCHOOLOFNAVALARCHITECTURE,艙壁結構,艙壁的作用1.滿足使用要求。2.提高抗沉性。3.增加船體的強度和剛度。橫艙壁對保證船體橫向強度和剛度有非常重大的作用