鋼制船結(jié)構(gòu)設(shè)計課程設(shè)計過程

1、第一章 概述1. 本船結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算書根據(jù)中國船級社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級內(nèi)河自航集裝箱船3. 計算尺度： 設(shè)計水線長： 65.79 m 型 寬： 17.80m 型 深： 6.00 m 結(jié)構(gòu)吃水 4.45 m 實際吃水： 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)計算2.1 外板：2.1.1平板龍骨（2.3.1.1）船中部平板龍骨厚度應(yīng)按船中

2、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。=6.630+1=7.630mm B0.75(m) 0.1B=1.78m實取全船平板龍骨厚=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算所得： mm=1.0×(0.066×65.79+4.50×0.60-0.80)=6.242mm式中:、系數(shù)。由A級航區(qū)和縱骨架式,a=1.0; 船底板尚應(yīng)不小于（2.3.2.2）： mm =4.8×0.60×2.11+1.25=5.28mm

3、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級航區(qū)選取）船底板尚應(yīng)不小于（8.3.1）： mm=1.0×（0.05×65.79+3.9×0.6+1.0）=6.630mm式中:、系數(shù)。由A級航區(qū)和縱骨架式,a=1.0; 實取船底板厚2.1.3 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=6.630+0.5=7.130(mm)實取舭列板厚度。注：本船采用的是圓舭，則舭列板寬度應(yīng)至少超過舭部圓弧以外100mm，并應(yīng)超過實肋板面板表面以上150mm。2.1.4 舷側(cè)外板（

4、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0.9×6.630=5.967 (mm)2. 舷側(cè)外板的厚度應(yīng)與船底板厚度相同。實取厚度為10mm2.1.5 舷側(cè)頂列板（2.3.5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，取其大者。 舷頂列板寬度b=0.15×6.00=0.90m 實取舷側(cè)頂列板厚，寬度900 mm。2.1.6 內(nèi)舷板（8.

5、3.4）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，實取t=10mm。2.1.7 內(nèi)底板（2.3.9.1及8.3.5）載貨部位內(nèi)底板厚度t應(yīng)不小于按下式計算所得之值：t=6.63×0.8=5.304mmt=5.5sh=5.5×0.6×6-0.8=7.53mmt=5.5sh+1=5.5×0.6×6-0.8+1=8.53mm式中： s肋骨或縱骨間距，m；s=0.6h計算水柱高度，m，自內(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。實取內(nèi)底板厚度t=10mm。2.2甲板（2.4.1.1及8.3.6）船船長大于或等于50m的船舶

6、，其中部貨艙區(qū)域內(nèi)的甲板邊板的厚度t應(yīng)不小于按下式計算所得之值：t=sa×(L+85)mm=0.6×1×65.79+85=7.37mmt=1.1Lmm=1.1×65.79=8.92mm式中：L船長，m；s 縱骨間距，m；a航區(qū)系數(shù)，對A 級航區(qū)船舶取a 1 h甲板計算水柱高度，m，強(qiáng)力甲板取0.5m實取船中部甲板厚度t=10mm。船中部甲板邊板的寬度應(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)不小于下式計算之值，且不小于700m

7、m 也不大于1500mm。B1雙層底計算跨度，m。雙舷側(cè)船取內(nèi)舷板至內(nèi)舷板的距離。實取h=800mm2.3.1實肋板（8.4.2）1. 雙層底實肋板不論骨架形式，其間距應(yīng)不大于2.6m。2. 實肋板的厚度應(yīng)不小于所在部位船底板的厚度。3. 實肋板腹板高度與厚度之比大于100 時或?qū)嵗甙甯拱甯叨却笥?00mm 時，應(yīng)在實肋板腹板上設(shè)置垂直加強(qiáng)筋。加強(qiáng)筋的厚度與實肋板厚度相同，寬度為厚度的8 倍，其間距不大于1000mm。4. 實肋板腹板上應(yīng)盡可能減少開孔，對必須開設(shè)的人孔，其高度應(yīng)不大于實肋板高度的0.5 倍，寬度不大于實肋板高度的0.8 倍。開孔邊緣應(yīng)采用面板加強(qiáng)，其厚度不小于腹板厚度的1.2

8、5 倍，寬度不小于80mm。開孔間距應(yīng)不小于雙層底的高度；開孔的邊緣距貨艙底部邊緣的距離應(yīng)不小于開孔寬度的1.5 倍。實取：實肋板的厚度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 時或腹板高度大于800mm 時垂向加強(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1000m

9、m。5. 桁材腹板上應(yīng)應(yīng)盡可能減少開孔，如需開孔應(yīng)滿足本節(jié)8.4.2.4 的規(guī)定。實?。褐需觳?，旁桁材 。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)不小于按下式計算所得之值：W=5.8shl2=5.8×0.6×5.2×2.42=104cm3實取內(nèi)底縱骨取型號為的不等角鋼，帶板尺寸為。剖面模數(shù)為W=168.362cm3104cm3。2.3.4 船底縱骨（8.4.5）船底縱骨除應(yīng)滿足本篇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。船底縱骨實取型號為的不等角鋼，帶板尺寸為。2.4 舷側(cè)骨架2.4.1 舷側(cè)普通肋骨（2

10、.7.2.1）取交替肋骨制普通肋骨的剖面模數(shù)W應(yīng)不小于按下式計算所得之值：W=Ks(d+r)l²=4.9×0.6×（2.11+1.25）×22=39.5136cm³式中： K 系數(shù)，按表2.7.2.1 選??；s肋骨間距，m；d 吃水，m；r半波高，m，按本篇1.2.5.1 的規(guī)定；l肋骨跨距，m，對主肋骨和未設(shè)置舷側(cè)縱桁的普通肋骨，取肋骨與實肋板內(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2.7.2.1 所示；主肋骨制若設(shè)置舷側(cè)縱桁時，主肋骨跨距仍按本規(guī)定確定；對設(shè)有舷側(cè)縱桁的普通肋骨，取肋骨與實肋板內(nèi)緣交點(diǎn)至舷側(cè)縱桁的垂直距離，但應(yīng)不小于1

11、.25m。實取不等角鋼，帶板。其W=120.297 >39.5136 。2.4.2 強(qiáng)肋骨（8.6.3）強(qiáng)肋骨的剖面模數(shù)W應(yīng)不小于按下式計算所得之值：W=6s(d+r)l²=6×0.6×（2.11+1.25）×3²=108.864cm³實取T型鋼， 帶板尺寸為1200×10。其 W=415.58>108.864，符合要求。2.4.3 舷側(cè)縱桁（8.6.4）舷側(cè)骨架采用橫骨架式時，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。實取T型鋼， 帶板尺寸為1900×10。2.4.4肘板（8.6.

12、5及8.6.9）1. 艙底縱骨應(yīng)與貨艙區(qū)船底縱骨相同。2. 外舷強(qiáng)肋骨可與實肋板搭接相連，搭接長度應(yīng)不小于強(qiáng)肋骨腹板高度，或設(shè)肘板與實肋板連接，肘板的直角邊長與實肋板腹板高度相同，厚度與實肋板厚度相同。3. 內(nèi)、外舷的普通骨材可直接與實肋板搭接相連。搭接長度為普通骨材高度的2倍。10×22010×1202.4.5 艙底實肋板（8.6.6及8.6.7）1. 舷艙內(nèi)單底實肋板應(yīng)由貨艙區(qū)的實肋板直接延伸，貨艙為雙層底結(jié)構(gòu)，則舷艙內(nèi)單底實肋板的高度可為貨艙區(qū)雙層底高度的1/2。實肋板的厚度與貨艙區(qū)實肋板的厚度相同，實肋板上緣應(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

13、.5 甲板骨架2.5.1 甲板強(qiáng)橫梁（8.8.1.）1. 開口線外側(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. 雙舷側(cè)結(jié)構(gòu)的開口線外側(cè)夾板強(qiáng)橫梁應(yīng)與舷側(cè)強(qiáng)肋骨尺寸相同。3. 實取T型鋼。2.5.2甲板橫梁 （8.8.2）雙舷側(cè)結(jié)構(gòu)的開口線外側(cè)甲板橫梁應(yīng)與舷側(cè)肋骨尺寸相同。實取不等角鋼。2.5.3 甲板縱桁 （8.8.3）大艙口開口線外側(cè)的甲板縱桁尺寸應(yīng)與強(qiáng)橫梁相同。實取T型鋼10×22010×100。2.5.4 縱骨（8.8.4）1. 開口線外側(cè)甲板縱骨的剖面模數(shù)應(yīng)不小于按下式計算所得之值：W=kcsL=0.3591×1.45

14、5;0.6×65.79=20.55cm式中：k 系數(shù)，k = (650 -11L + 0.1L2)×10-3=0.3591；c系數(shù)，對A 級航區(qū)船舶強(qiáng)力甲板取1.45；L 船長，m；2. 開口線外側(cè)甲板縱骨的剖面慣性矩I應(yīng)不小于按下式計算所得之值：式中： a 縱骨連同帶板的剖面積，cm2；l 縱骨跨距，m，取強(qiáng)橫梁間距。實取不等角鋼帶板尺寸為600×10。其W=120.297cm3，I=1065.617cm4。2.6 艙口圍板（8.8.5）1. 船長大于等于40m且長大艙口圍板在船中部0.4L范圍內(nèi)連續(xù)時，艙口圍板伸出甲板以上的高度h應(yīng)大于按下式計算所得之值且不大

15、于1500mm： h=KD=455.06×6=2730mm式中：K 系數(shù)， K=1248-16L+0.06L²=455.06D型深，m；L 船長，m。長大艙口圍板厚度t 應(yīng)不小于按下式計算所得之值：t=0.1L+2.5=0.1×65.79+2.5=9.08mm式中：L船長，m。 實取艙口圍板的高度為h=1100mm ，厚度為t=10mm。2. 長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。3. 長大艙口圍板應(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30

16、0mm 范圍內(nèi)。水平桁的剖面積應(yīng)不小于甲板以上艙口圍板剖面積的0.3倍。水平桁的尺寸為不等角鋼。艙口加強(qiáng)為U型板。2.7 抗扭箱 2.7.1 抗扭箱的尺寸根據(jù)總布置圖可知：h=1200mm，b=1450mm。 2.7.2 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。實取抗扭箱縱骨為不等角鋼。平臺甲板厚度為t=10mm，內(nèi)側(cè)板厚度為t=10mm。2.8 艙壁 （8.10）2.8.1 首、尾橫艙壁（8.10.1）

17、1. 貨艙前、后的橫艙壁的厚度應(yīng)不小于按第2 章2.12.2.1計算所得之值加上0.5mm：t=Ksh+c=3.2×0.6×5.2=4.378mm式中： K 、c系數(shù)，按表2.12.2.1 選取；s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2.12.3計算所得之值：W=Kshl2=3.6×0.6×3.2×42=110.59cm3式中： K 系數(shù)，按表2.12

18、.3.2 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直距離，取大者，m，但應(yīng)不小于2.0m；l 扶強(qiáng)材的跨距，m，取包括肘板在內(nèi)的扶強(qiáng)材長度，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。實取T型鋼，其W=230.765cm3110.59cm32.8.2 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)不小于按下式計算所得 之值：W=

19、4.16bhl2=4.16×1.5×4.7×1.22=42.23cm3式中：b桁材的支撐寬度，m；h計算水柱高度，m，取桁材至干舷甲板上方1m 的距離；l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。實取T型鋼，其W=46.43cm342.23cm3。2.9 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??？v桁、龍骨或?qū)嵗甙甯拱逶谙浣窍路教幉坏瞄_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，可設(shè)置縱向或橫向短桁材支承箱角，短桁材

20、兩端應(yīng)與實肋板或縱桁連接。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、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)不小于下式計算所得之值：W=K1×W0=7496.1cm²·m式中： W0 按本篇第2 章2.2.2.1 計算所得之值；K1 系數(shù)，按基本結(jié)構(gòu)型式和船長由表8.2.1.1 選取。雙底雙舷，K1=1W0=a

21、K1K2LBD=1×0.986×0.995×65.79×17.80×6=6893.36cm²·m式中： L 船長，m；B 船寬，m；D型深，m；a 航區(qū)系數(shù)，對A 級航區(qū)船舶取a 1；K1 -系數(shù)，K1=0.303L0.3+36.2L-0.628=0.986；K2 -系數(shù)，； K2=2.44-2.89Cb+1.4Cb2=0.995Cb 方形系數(shù)，當(dāng) Cb0.6 時，取Cb 0.6 ，當(dāng)Cb > 0.85時，取Cb 0.85。3.2 剖面慣性矩船長大于或等于40m 的大艙口船，其船舯剖面慣性矩應(yīng)不小于下式計算之值：I=3

22、.0W0L×10-2=14795.05cm2·m2式中： L 船長，m；W0按本篇第2 章2.2.2.1 計算所得的剖面模數(shù)。55號肋位總縱強(qiáng)度計算如下表，表中：根據(jù)表格知：Wmin=7527.06cm2m I0=31779.86cm2m2 故， ，55號肋位總縱強(qiáng)度足夠。55號肋位總縱強(qiáng)度校核編號構(gòu)件名稱構(gòu)件尺寸（mm）剖面積Ai距參考軸距離ZiA*ZiA*Zi2i0Zi-ecm2mcm2*mcm2*m2cm2*m2m1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1018018