結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核

1、專(zhuān)業(yè)綜合訓(xùn)練任務(wù)書(shū)：49.9米150噸冷藏船結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及總縱強(qiáng)度計(jì)算一、綜合訓(xùn)練目的1、通過(guò)綜合訓(xùn)練，進(jìn)一步鞏固所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生分析解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，掌握靜水力曲 線(xiàn)的計(jì)算與繪制方法。2、通過(guò)綜合訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生耐心細(xì)致的工作作風(fēng)和重視實(shí)踐的思想。3、為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和走上工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。二、綜合訓(xùn)練任務(wù)1. 150噸冷藏船結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提供主要構(gòu)件的計(jì)算書(shū)。2. 參考該船圖紙和相關(guān)靜水力資料、邦戎曲線(xiàn)圖，按照鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范的要求進(jìn)行總縱強(qiáng)度計(jì)算，提供總縱強(qiáng)度計(jì)算書(shū)。3. 參考資料：1）中國(guó)船級(jí)社.鋼質(zhì)海船入級(jí)與建造規(guī)范 20092）王杰德等.船體強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)北京：國(guó)防工業(yè)

2、出版社，19953）聶武等.船舶計(jì)算結(jié)構(gòu)力學(xué)哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社，2000三、要求：1、專(zhuān)業(yè)綜合訓(xùn)練學(xué)分重，應(yīng)予以足夠重視；2、計(jì)算書(shū)格式要符合要求；如船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)應(yīng)包括：（a）對(duì)設(shè)計(jì)船特征（船型、主尺度、結(jié)構(gòu)形式等）的概述，設(shè)計(jì)所根據(jù)的規(guī)范版本的說(shuō)明等；（b）應(yīng)按船底、船側(cè)、甲板的次序，分別寫(xiě)出確定每一構(gòu)件尺寸的具體過(guò)程，并明確標(biāo)出所選用的尺寸。（c）計(jì)算書(shū)應(yīng)簡(jiǎn)明、清晰、便于檢查。3、強(qiáng)度計(jì)算：a）按第一、二章的要求和相關(guān)表格做，如靜水平衡計(jì)算，靜水彎矩計(jì)算等；b）波浪彎矩等可按規(guī)范估算；c）相關(guān)表格用計(jì)算器計(jì)算，表格繪制于“課程設(shè)計(jì)”本上注意：請(qǐng)班長(zhǎng)到教材室領(lǐng)取課程設(shè)計(jì)的本子

3、和資料袋（檔案袋），各位同學(xué)認(rèn)真填寫(xiě)資料袋封面。4、專(zhuān)業(yè)綜合訓(xùn)練總結(jié)：300500字。四、組織方式和輔導(dǎo)計(jì)劃：1、參考資料：a）船體強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)教材b）某船的構(gòu)件設(shè)計(jì)書(shū)c）某船的總縱強(qiáng)度計(jì)算書(shū)d）鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范，最好2009版2、輔導(dǎo)答疑地點(diǎn)：等學(xué)校安排。五、考核方式和成績(jī)?cè)u(píng)定：1、平時(shí)考核成績(jī)：參考個(gè)人進(jìn)度。2、須經(jīng)老師驗(yàn)收合格，故應(yīng)提前一周交資料，不合格的則需回去修改。3、 第18周星期三下午4: 00前必須交資料，資料目錄見(jiàn)第 2頁(yè)。4、一旦發(fā)現(xiàn)打印、復(fù)印、數(shù)據(jù)格式完全相同等抄襲現(xiàn)象，均按規(guī)定以不及格計(jì)。5、成績(jī)由指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生完成質(zhì)量以及學(xué)生的工作態(tài)度與表現(xiàn)綜合評(píng)定，分為優(yōu)、

4、良、中、及格、 不及格五個(gè)等級(jí)。六、設(shè)計(jì)進(jìn)度安排：1、有詳細(xì)輔導(dǎo)計(jì)劃，但具體進(jìn)度可根據(jù)個(gè)人情況可以自己定。附錄：檔案袋內(nèi)資料前2頁(yè)如下2專(zhuān)業(yè)綜合訓(xùn)練49.9米150噸冷藏船結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及總縱強(qiáng)度計(jì)算學(xué) 院：武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院專(zhuān) 業(yè)：船舶工程班 級(jí)： 10315指導(dǎo)教師：劉建全學(xué)生姓名:學(xué) 號(hào)： 一起迄日期：3.11、專(zhuān)業(yè)綜合訓(xùn)練任務(wù)書(shū),2、150噸冷藏船主要構(gòu)件計(jì)算書(shū)，,，.,.?2.0 說(shuō)明,，.,.,2 1外板 .,.,. ,2 2甲板 .,.,.,2.3 雙層底,，.,2.4 舷側(cè)骨架,，.,25甲板骨架 .,.,2.6 支柱,.,.,2.7 舷墻設(shè)計(jì)（可以不做），,，.,2.8 總強(qiáng)度校

5、核，,，.，,，.,3. 150噸冷藏船空載（或滿(mǎn)載）總縱強(qiáng)度計(jì)算書(shū)3.1 刖言,.,3.2總縱彎曲外力計(jì)算,3.3船體扭轉(zhuǎn)外力計(jì)算（忽略不做）,3.4船體總強(qiáng)度校核（忽略扭轉(zhuǎn)），,，3.5變形校核（忽略不做），,，3.6屈曲強(qiáng)度校核,3.7 宣口匕,，.,4. 參考文獻(xiàn),.,5. 專(zhuān)業(yè)綜合訓(xùn)練總結(jié)說(shuō)明：此2頁(yè)可打印后再填。8150t冷藏船結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、說(shuō)明1.1本船主要工作于A級(jí)航區(qū)的內(nèi)河小型貨船，結(jié)構(gòu)按鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范(2009)簡(jiǎn)稱(chēng)內(nèi)規(guī)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。1.2結(jié)構(gòu)形式本船采用局部雙層底橫骨架式，舷側(cè)部分采用肋骨交替骨架，并設(shè)有舷側(cè)縱 桁，其他部分用普通肋骨，甲板采用單甲板橫骨架式。1.3結(jié)構(gòu)

6、材料全船結(jié)構(gòu)采用一般強(qiáng)度船用結(jié)構(gòu)鋼，即 ZCA鋼，。3=235Mpa1.5主尺度總長(zhǎng) Loa=49.9m計(jì)算船長(zhǎng)L=45.00m設(shè)計(jì)吃水T=2.80m最大吃水T=3.10m型寬 B=8.50m型深 D=4.00m設(shè)計(jì)排水量D1=598t最大排水量D2=684t肋骨間距s=0.55mB/D=2.15L/D=11.25二、外板設(shè)計(jì)2.1船底板船舶中部底板厚度t應(yīng)不小于按2.3.2.1計(jì)算所得之值t=a ( aL+ 3s+ 丫)a 航區(qū)系數(shù)，A 級(jí)航區(qū)取 a=1, 0=0.076, (3 =4.5 丫 =-0.4t1=1 x (0.076 x 45+4.5 x 0.55 0.4 ) =5.5mm實(shí)取

7、t1=8mm船底板t2=4.8s d r取 s=0.55m d=2.8m r=1.25m得 t2=4.8 x 0.55 x J2.8 +1.25 =5.3mm實(shí)取t2=8mm2.2平板龍骨按內(nèi)規(guī)平板龍骨寬度應(yīng)部小于0.1B ,船中部平板龍骨應(yīng)按船底厚度增加1mmb> 0.1B=0.1 x 8500mm=850mm實(shí)取 t=9mm b=1000mm2.3觥列板按內(nèi)規(guī)觥列板厚度應(yīng)按船中部船底厚度增加0.5mm實(shí)取t=9mm2.4舷側(cè)外板按內(nèi)規(guī)2.3.4.1船中部及過(guò)渡區(qū)域舷側(cè)外板厚度應(yīng)不小于船底板厚度的0.9倍。實(shí)取t=8mm.2.5舷側(cè)頂板按內(nèi)規(guī)2.3.5舷側(cè)頂板厚度應(yīng)比舷側(cè)外板厚度增加1

8、mm寬度不小于0.1D.b=0.1D=0.1 x 4000mm=400mmft取 b=400mm t=9mm三、甲板3.1強(qiáng)力甲板按內(nèi)規(guī)2.4.1.1實(shí)取t=8mm3.2船中部甲板邊板按內(nèi)規(guī)2.4.1.3實(shí)取 t=9mm,b=850mm.四、雙層底按內(nèi)規(guī)2.6.1取雙底高h(yuǎn)=800mm每3檔肋位設(shè)一實(shí)肋板，不設(shè)實(shí)肋板的部位設(shè)組合肋板，肋距s=0.55m0.55 x 3=1.65m<2.5m 滿(mǎn)足要求4.1中桁材和旁桁材該船中部平板龍骨厚度t=9mm按內(nèi)規(guī)2.6.4取中桁材厚度t=mmh/t= 900/8=112.5 設(shè)置垂直扶強(qiáng)材按內(nèi)規(guī)2.6.2.3扶強(qiáng)材寬度為厚度的8倍，故采用扁鋼8

9、X 70為扶強(qiáng)材。按內(nèi)規(guī)2.6.5取旁桁材與船底板同厚t=8mm4.2實(shí)肋板和水密肋板按內(nèi)規(guī)2.6.2.3實(shí)肋板厚度與所在部位的船底板厚度相同，取t=8mm水密肋板與實(shí)肋板高度比為 800/8=100設(shè)置加強(qiáng)筋，其間距應(yīng)不小于雙層底高度，實(shí)取800mm ,采用8 X 70為加強(qiáng)筋。4.3內(nèi)底板按內(nèi)規(guī)» 2.3.9取內(nèi)底板t=8mm本船內(nèi)底板計(jì)算水柱按規(guī)范規(guī)定為h=3.1m4.4組合肋板按內(nèi)規(guī)2.6.6組合板的船底骨材剖面模數(shù)應(yīng)B不小于按下式計(jì)算所得值一 2w = 3.8s d , r l本船航行于 A級(jí)航區(qū)，取 r=1.25m, s=0.55m, d=2.8m, l=2.4m得 W=

10、3.8X 0.55 x (2.8+1.25 ) x 2.42 =48.75cm3實(shí)取該船舶底骨材為不等邊角鋼 L 100 X 63X6（查表）其連帶板在內(nèi)底剖面模數(shù) w=54.6015cm>48.75cm3內(nèi)底骨材的剖面模數(shù)應(yīng)不小于船底骨材的0.85倍48.75X 0.85=41.44cm3實(shí)取船內(nèi)底骨材為不等邊角鋼 L 100 X 63X 6其連帶板在內(nèi)的剖面模數(shù)W=54.6015cm3>41.44cm3 (滿(mǎn)足要求)五、舷側(cè)骨架5.1強(qiáng)肋骨按內(nèi)規(guī)2.7.3.1強(qiáng)肋骨剖面模數(shù)W應(yīng)不小于按下列計(jì)算所得之值2w = Ks (d - r)l(GR1)取 K=4, s=1.65m, d=

11、2.8m, r=1.25m, l=2.5m得 w=4X 1.65 x (2.8+1.25 ) x 2.5 2=167.06cm3實(shí)取上222°8 1205.2普通肋骨按內(nèi)規(guī)2.7.2.1普通肋骨剖面模數(shù) W應(yīng)不小于按下列計(jì)算所得之值(cn3)取 K=4.9, s=0.55m, d=2.8m, r=1.25m, l=2.5m得 w=4.9X 0.55 X (2.8+1.25 ) X 2.52=68.21cm3實(shí)取 L=100X 63 x 6查表符合要求10 2008 1205.3舷側(cè)縱桁按內(nèi)規(guī)2.7.4.1舷側(cè)縱桁與強(qiáng)肋骨剖面尺寸相同，實(shí)取上 六、甲板骨架6.1普通甲板橫梁按內(nèi)規(guī)2.8

12、.1.1橫梁的剖面模數(shù)w應(yīng)不小于按下式計(jì)算所得之值。w=5cshl 3(cm3)按強(qiáng)力板 A級(jí)航區(qū)取 c=1.45 , s=0.55m, h=0.5m, l=2.6m得 W=5< 1.45 x 0.55 x 0.5 x 2.6 2=13.478cm3按內(nèi)規(guī)，強(qiáng)力甲板橫梁的剖面慣性矩I應(yīng)不小于按下式計(jì)算所得值：I=3wl=3 X 13.478 x 6=105.13cm4實(shí)取 L=100X 63 x 6查表符合要求6.2甲板縱桁按內(nèi)規(guī)2.8.3橫骨式的甲板縱桁剖面模數(shù)W應(yīng)不小于按式中計(jì)算所得值W=kcbh2(cM)取強(qiáng)力甲板 k=0.03L+4.8=0.03 X 45+4.8=6.15c=1

13、.45 b=1.6 h=0.5m c=3.3 代入得 W=6.15 x 1.45 x 1.6 x 0.5 x 3.3 2=77.69cm3按內(nèi)規(guī)甲板縱桁的剖面慣性矩I應(yīng)不小于下式計(jì)算所得值I=2.75wl(cM)=2.75 X 77.69 X 3.3=705.04 cm4試取±虬迺8 1206.3甲板強(qiáng)橫梁按內(nèi)規(guī)強(qiáng)橫梁的剖面尺寸取與甲板縱桁相同實(shí)取L 10 2008 120106.4 艙口圍板按內(nèi)規(guī)2.4.8.4.1 取艙口圍板板厚為t=8mm 高度h=600mm6.4支柱按內(nèi)規(guī)2.11.2支柱的剖面尺寸 中133x8型材的剖面模數(shù)與慣矩的計(jì)算表構(gòu)件名稱(chēng)構(gòu)件尺寸(mm構(gòu)件剖面積(cm

14、2 )距參考軸(cm)(cm3)慣矩(cm4)白身慣性矩(cm4)帶板8X 550440000面板8X 1209.620.8199.684153.3440腹板10X 2002010.42082163.2666.67總和A=73.6B=407.68C=6983.214e=5.54cm1=4724.31 cm4冷藏船強(qiáng)度校核150t一靜水剪力與靜水彎矩1主要數(shù)據(jù)船長(zhǎng) L=45.00m站距 "=4 .50 m密度 =1.00t/ m3重力加速度g = 9.80 m/$22原始資料(1) 全船重量重心匯總表(2) 靜水力曲線(xiàn)圖(3) 邦戎曲線(xiàn)圖3滿(mǎn)載到港狀態(tài)下的有關(guān)數(shù)據(jù)總重量 W=5630k

15、N浮心縱向坐標(biāo)Xb -_1.6lm重心縱向坐標(biāo)Xg - _l.l6m水線(xiàn)面面積A=288 m2平均吃水 dm =2.72m縱穩(wěn)心半徑R=65.5m漂心縱向坐標(biāo) Xf =_2.2lm4第一次近似計(jì)算月首吃水df1=dm Xg RXb j L_ Xf：=2.81m舟尾吃水da1=dm- Xb iLXf"=2.61mR 2浮力 B1 =5618.34 kN浮心坐標(biāo) xb1 - -1 .212 m5第二次近似計(jì)算艄吃水 df2=df-；-Xf =2.88m舟尾吃水da2 =da1 W B1 一 iL Xf = 2.56m:，g，A R 2浮力 B1=5629.37 kN浮心坐標(biāo) xb1 -

16、-1.151 m14精度檢查W -B25630 -5629 .37 =0.011 % <0.1%W5630Xg - Xb2-1.16 1.15= 0.022 % :：: 0.1%456靜水剪力直及彎矩Ms計(jì)算(見(jiàn)附表)二 靜波浪剪力 嘰及彎矩Mw計(jì)算按內(nèi)規(guī)» 2.2.4.3及2.2.4.5、2.2.4.6有關(guān)規(guī)定得：M W = ： M Kh K cbL2BkN .m式中：Kh中拱波浪彎矩系數(shù)，Kh = (83 + 6.95L - 0.045 L2 )K 10'2K，修正系數(shù),Kcb = 0.404 + 0.612 Cb + 0.116 Ca m航區(qū)波高修正系數(shù)，A級(jí)航區(qū)

17、：a m =1.0 ； B級(jí)航區(qū)：a m =0.45 ；C級(jí)航區(qū)：。M =0.07FW =、F , K1K 2LB kN 2-J式中：K1系數(shù)，K1 = (1423 + 7.55L - 0.1L )' 10K2系數(shù)，K2 = 0.5+0.5Cb« f航區(qū)波高修正系數(shù)，A級(jí)航區(qū)：« f=1.0 ； B級(jí)航區(qū)：a=0.45;C級(jí)航區(qū)：。F =0.07M w =3758.89 kN .mNw=477.44kN根據(jù)其分布規(guī)律得35號(hào)肋位處m w =3758.89 kN .m Nw=217.50kN三總縱強(qiáng)度校核計(jì)算剖面選取船中附近有貨艙口的35#肋位1參考圖紙和計(jì)算書(shū)(1)

18、 150t冷藏船基本結(jié)構(gòu)圖(2) 150t冷藏船中橫剖面圖(3) 150t冷藏船肋骨型線(xiàn)圖(4) 彎矩和剪力計(jì)算書(shū)2計(jì)算載荷計(jì)算彎矩 M=11572.7kN .m計(jì)算剪力N=380.22kN3船體材料計(jì)算剖面的所有構(gòu)件均采用低碳鋼，屈服極限235 .2 N/mm4許用應(yīng)力(1) 總縱彎曲許用應(yīng)力氐】=0.5ciY(2) 總縱彎曲與板架局部彎曲合成應(yīng)力的許用應(yīng)力：在板架跨中 匕:一-2】=0.65；一-Y 在橫艙壁處 上；2 JY(3)許用剪應(yīng)力=0.35舟5總縱彎曲正應(yīng)力編號(hào)構(gòu)件名稱(chēng)構(gòu)件尺寸A(mm剖面積A (cm2)至基線(xiàn)距離Z靜距Az2(cmm)慣性矩2 2cm m白身慣性距中和軸距離ZJ

19、m)總縱彎曲應(yīng)力2。(N/mm )1平板龍骨9 x 42538.25-1.57-26.332船底板8X 2700216-1.57-26.333內(nèi)底板8X 41003280.8265.0214.140-0.77-12.9108244觥列板9X 1670150.30.47571.3933.9110.42-1.09-18.285舷側(cè)外板8 X 26502122.275482.31097.2124.060.7111.916舷側(cè)頂板9 X 400363.8136.8519.840.482.2337.397中底桁9 X 800720.428.811.523.84-1.1719.628旁底桁8 X 8006

20、40.425.610.243.4-1.1719.629舷側(cè)縱桁10 X2008 X12029.62.368.08156.58-0.7312.2410甲板縱桁10 X2008 X12029.63.95116.92461.830.472.3839.9111甲板板8X 175014045602240-2.4340.7512甲板邊板9 乂85076.543061224-2.4340.7513艙口圍板8 乂600484.3206.4887.521.442.7345.78A=1440.25B=2267.314C=7000.89(1)剖面中和軸到基線(xiàn)距離e=B= 2267.314= 1.57 m1440 .

21、25A15(2)剖面慣性矩：I= 2(c-A e2)=2( 7000.89 1440.25 X 1.572 )=6901.64cm2 -宿(3) 剖面上各構(gòu)件的應(yīng)力為："=Z i 10 ( N / mm 2)I甲板處剖面模數(shù)為：I 6901 .642W= = 2840 .18 cm2 - mD - e 4-1.57船底處剖面模數(shù)為：W = L = 6901 .64 = 4395 .95 cm2 - m e 1.57艙頂處剖面模數(shù)為：I6901 .649W = = = 2277 .77 c吊D - e h 4 - 1.570.6(2)按規(guī)范校核總縱強(qiáng)度規(guī)范確定的船體中部最小剖面模數(shù)按W0 = aK1K2LBD = 2082.71(cnb m由此可見(jiàn)W>W/因此該船總強(qiáng)度滿(mǎn)足內(nèi)規(guī)要求。四 靜水彎曲應(yīng)力與合成彎曲應(yīng)力校核按內(nèi)規(guī)224.8 及2.2.4.10 所述:3210 N / mmWv式中：M q