主船體結構初算船DNV

1、1符號說明-常規(guī)參數(shù) L，設計船長，單位m，粗算時可以取總長。 L1，取L，但不必大于300m。 B，船寬，單位m。 Ds或D，型深，單位m。 T，設計吃水，單位m。 TM，最小設計吃水，單位m。通常，對干貨船取0.35T，對液貨船取2+0.02L。 y，計算位置距中性面的垂直距離，單位m。 z，計算位置到基線的垂直距離，單位m。2符號說明-常規(guī)參數(shù)l，跨距，或者叫做支撐長度，單位m。 S，強梁之間的間距，單位m。 p, 設計壓力kN/m2，具體計算在后面的計算中會再次提到。 ，艙內(nèi)液體的密度，如果是海水，取值，1.025t/m3 。 方型系數(shù)CB，可以從做穩(wěn)性的同事處得到。 s，型材間距，未

2、注明情況下單位取m,通常我們?nèi)⌒筒拈g距在0.55m到0.75m之間。3符號說明-應力參數(shù) ZB，中剖面模數(shù)，單位cm3。 ，系數(shù)。遠洋船取1，港口或遮避海域取0.5。 Ms，靜水彎距，單位kNm。 Mw，波浪彎距，單位kNm。 Mw=-0.11* *Cw*L2*B*(CB+0.7)，中垂； Mw=0.19* *Cw*L2*B*(CB+0.7)，中拱。 f2b(f2d)，應力系數(shù),f2b(f2d)=5.7*(Ms+Mw)/ZB。4符號說明-穩(wěn)性參數(shù) GM，初穩(wěn)性高，metacentric height, in m。 kr，橫搖回轉半徑，單位m。 以下是近似計算值5符號說明-穩(wěn)性參數(shù) TR，橫搖周

3、期，單位s。由下式和30s中取小值。 k，系數(shù)。有舭龍骨取1.2；無舭龍骨取1；有有效的減搖裝置取0.8。 c，系數(shù)。c=(1.25-0.025*TR)*k。 橫搖角，單位弧度。=50*c/(B+75)6符號說明 波浪系數(shù)Cw，按下表選?。?設計最高航速或最大拖航速度V，單位knots. 重力加速度g0，取9.81m/s2.7符號說明-加速度系數(shù) 加速度參數(shù)a0，由下面的公式計算得到：8符號說明-垂向加速度 合成垂向加速度av，從下面的式中計算： 式中的系數(shù)kv見下頁的圖。9符號說明-系數(shù)kv 式中的系數(shù)kv的系數(shù)選擇：10符號說明-螺旋升角 螺旋上升周期按下式計算。11符號說明-壓力相關系數(shù)

4、 f，從所在的橫向位置的水線到舷頂列板的最高點的距離，單位m 。 kf,計算吃水，單位m，kf=min(T,f)。 ks，系數(shù)， 計算如下：12符號說明-壓力相關系數(shù) 壓力參數(shù)pl，單位kN/m2，從下式計算。 壓力參數(shù)ppd，單位kN/m2，從下式計算。13符號說明-壓力相關系數(shù) pdyn，計算壓力損失，由做P&ID的人提供，如果沒有，壓載艙取0.25kN/m2，其余艙取0。 hs，從計算位置到艙頂?shù)拇怪本嚯x，單位m。 HC，干貨的垂直裝載高度，單位m 。 H，艙室垂直高度，單位m 。 p0，壓力，單位kN/m2。通常取25，干貨船的壓載艙取15，壓力閥的開啟壓力，如果它超過常規(guī)值。14符號

5、說明-材料系數(shù) 材料系數(shù)f1,請看下面的說明： NV-NS: f1=1.00 NV-27: f1=1.08 NV-32: f1=1.28 NV-36: f1=1.39 NV-40: f1=1.4715符號說明-腐蝕余量16符號說明-修正系數(shù) 長寬比修正系數(shù)ka,通常取1。由下面的公式計算得到： ka=round(max(min(1.1-0.25*s/l)2,1),0.72),2)。 wk，壓載艙腐蝕修正系數(shù)。有面板的型材wk=1+0.1tk；球扁鋼wk=1+0.06tk；17符號說明-艙室參數(shù) bt，艙頂?shù)膶挾?，單位m。 b，計算位置到艙頂上橫向的最大跨度，單位m。 bb，艙的兩艙壁間的距離或

6、到其間的防撞艙壁的距離，單位m。 h0，從吃水所在的水線位置到計算甲板的垂直距離，單位m。18符號說明-剖面幾何參數(shù) Zn，基線或甲板距中性軸的距離，取相關的參數(shù)，單位m。 Za，基線或甲板距計算位置在中性軸以上或以下的距離，分別計算，單位m。19強力甲板板厚的確定主甲板邊板寬度：b=max(1800,5*L+800)mm。如果長上建的一端在0.5L內(nèi)，甲板邊板的板厚至少要增加20%，長度每邊3m。板厚由下面兩式計算：p=p1-p13，見下面的表格。20甲板壓力表格21強力甲板參數(shù) ，許用應力。船舯0.4L內(nèi)見下表： t0,沒有防風雨措失的貨船取5.5；露天的生活區(qū)甲板或有木甲板的貨物甲板取5

7、。 k,單層甲板取0.02；在0.07D以上有2層甲板的取0.01；露天甲板船首0.02L取0.01；在0.07D以上有2層甲板以上的取0。 ka, s,tk見前面的定義。22強力甲板下面甲板板厚計算 最小板厚由下面的兩式計算： 式中： =160f1; t0與前面的定義一樣； k,首樓甲板距首0.2L以內(nèi)取0.01；0.7D以上有2層甲板的中間甲板，或上建或甲板室把船舯0.4L覆蓋50%以上的第一層在此范圍的甲板，取0.01；其余取0。23強力甲板縱骨計算 縱骨的剖面模數(shù)由下式計算： p=p1-p13; ,在船中0.4L見下表，其它的強力甲板取160f1。24強力甲板橫梁計算 橫梁的剖面模數(shù)要

8、滿足下面的要求： 橫梁的剖面模數(shù)要滿足下面的要求： 式中p=p1-p13；其余的參數(shù)見上一頁的定義。25強梁尺寸的選取 對于強梁，一般我們選用T型材，除了滿足剖面模數(shù)的要求外，還要滿足下面的要求。 請看下頁的示意圖。 支撐距離就是L1和L2中的大值。 通常B 20*tf，如果采用偏心的T型材，單邊的寬度B1 5 m 應該在跨距的中點加防傾肘板。78二層甲板和尖艙肋骨 二層甲板肋骨是在下甲板或邊上的下水平桁與最上層的上建甲板在防撞艙壁和尖艙之間的肋骨。79二層甲板和尖艙肋骨 剖面模數(shù)不能小于下面兩式中的大者。 k = 6.5 對尖艙骨材 = 4.0 對二層甲板骨材 p = p1 p8, 哪一個相

9、關80舷側外板強梁厚度要求 腹板和面板厚度要求： k = 0.01 L1 通常情況下 = 0.02 L1 在貨油艙和壓載艙放貨區(qū)的邊界 = 0.03 L1 (最大= 6.0) 在尖艙位置 對于單殼船，腹板同時還要滿足: t = 12 s + tk (mm)81舷側外板強梁面板寬度 如果是對稱的，厚度不能小于寬度的1/30 如果是非對稱的，厚度不能小于單邊面板寬度的 1/15 對于機艙區(qū)域，面板寬度還不能小于35S mm82尖艙垂向強梁跨距 尖艙垂向強梁跨距不能大于2.25+ L/400 m，否則需要水平桁或平臺甲板支撐83舷側簡單強梁的剖面模數(shù) p = p1 p4 = 1.15 p5 = p6

10、 p8, 哪一個相關 b 支撐寬度，單位 m84舷側簡單強梁的許用應力 在船中0.4L對縱向連續(xù)強梁適用上式，最大取 160 f1 = 160 f1 對船中0.4L內(nèi)的其它強梁 在其它位置可以線性插值 縱向強梁 = 160 f1 可以適用于壓力為 p6 和p8的任何情況下 f2 = 距中性軸的應力系數(shù) f2b =距中性軸的應力系數(shù) f2d85舷側強梁腹板的許用最小截面積 k = 0.06 對水平連續(xù)強梁和垂向梁的上端 = 0.08 對垂向梁的下端 h = 腹板高度，單位 m p = p1 p7, 看哪個相關腹板面的載面積在中部可以為0.5 A86首部砰擊加強壓力 首部砰擊加強的范圍為從首柱向后

11、0.1L。 砰擊壓力： C = 0.18 (CW 0.5 ho), 最大為 1.0 CW = 波浪系數(shù)，見第6頁 ho = 從計算點到吃水的垂直距離 (m) Cf = 1.5 tan ( + ) = 4.0, 最大87首部砰擊加強壓力 = 0.4 ( cos + sin) , 橫搖角，見第5頁，螺旋升角，見第10頁 = 外飄角，單位弧度， 在計算位置的舷側外板和垂線之間的夾角 =計算位置水線和縱骨線之間的夾角，單位弧度，參考下頁的圖示,外飄角 通常 tan =(a1+a2)/hd88首部砰擊加強示意圖89首部砰擊部分板厚 首部砰擊部分板厚計算： 首部砰擊部分板厚計算： ka = (ka1 0.

12、25ka2)2 kal = 1.1 通常情況下 = 1.22 在圓柱形或錐形首部，扶強材是垂向或徑向，當s R/10時，要特殊考慮 R = 外板的曲率半徑，單位 m90首部砰擊部分板厚 ka2 = s/l , 但不能小于 0.4, 也不必大于 1.0l = 板厚的長度，單位 m f= 材料的最小屈服極限，單位 N/mm291艙壁結構的計算壓力92艙壁的板厚不小于下面二式 p = p1 p9, 看哪個相關 = 160 f1對縱艙壁在中性軸位置與船長無關時的垂向扶強材 = 140 f1對縱艙壁上縱向扶強材在船中0.4L內(nèi)中性軸位置，但是，當取用壓力p6或p7 時可以用160f1 在中性軸以上或以上

13、，可以到甲板或底板線性減小，前提是假設扶強材方向和材料系數(shù)與板材一樣93艙壁的板厚 = 160 f1對艙壁在距首垂線0.05L以內(nèi)或距尾垂線0.1L以內(nèi)，或橫艙壁 = 220 f1對水密艙壁，防撞艙壁例外，當應用壓力為p1時 在這些特殊位置之外 可以進行線性插值94艙壁的板厚 k = 0.03 對縱艙壁，貨油艙和壓載液貨艙的雙殼艙壁除外 = 0.02 在尖艙，橫艙壁，貨油艙和壓載液貨艙的雙殼艙壁 = 0.01 對其它的艙壁95槽形艙壁的板厚 tn = 相連接的面板或幅板的板厚，單位 mm，但不能大于t 其余的參數(shù),s,p,tk見前面其它艙壁的取值96貨艙區(qū)縱艙壁板厚 貨艙區(qū)縱艙壁板厚還要滿足下

14、式： 參數(shù)的定義和前面的一樣97艙壁上扶強材的剖面模數(shù) p = p1 p9, 看哪個相關 在船中0.4L內(nèi)，最大160 f1 = 160 f1 距離垂線0.1L內(nèi) 在這些特殊位置之外的地方可以線性插值98艙壁上扶強材的剖面模數(shù) 對縱骨 = 160 f1 可以用在適于壓力p6到p7附帶震蕩壓力p9的任何情況下 當壓力p1適用時，對水密艙壁許用應力可以增加 60 f1 ，防撞艙壁除外 f2 = 應力系數(shù)，在中性軸以下為 f2b =在中性軸以上為 f2d99扶強材的尺寸要求 k = 0.01 L1 通常情況下 = 0.015 L1 在貨油艙和壓載艙放貨區(qū)以及尖艙 h = 型材高度 mm g = 65

15、 有面板的型材 = 20 扁鋼100垂向和橫向扶強材 p = p1 p9, 看哪一個相關 = 160 f1對液艙，貨艙和防撞艙壁 = 220 f1對水密艙壁 m = 7.5對垂向扶強材簡支一端或兩端 = 10對橫向或垂向扶強材兩端剛性固定 = 10 對水平槽形艙壁兩端固定 = 13 對垂向槽形艙壁,上端固支101垂向和橫向扶強材 m= 20對垂向槽形艙壁, 上端柔性連接 = ms對垂向槽形艙壁, 下端連接到stool(漏斗) = 8ms/(ms-4)對垂向槽向艙壁在跨距的中點 m(max) = 13102垂向和橫向扶強材 bc = stool和槽形艙壁焊接處stool的寬度，單位m bs =

16、stool在內(nèi)底板處的寬度，單位 m HS = stool 的高度，單位m hdb = 雙層底的高度，單位 ml db = 在stool之間的貨艙長度，單位m，如果沒有stool不能大于 6 HS 或 6 hdb103艙壁上強梁尺寸要求 k = 0.01 L1 通常 = 0.02 L1 對腹板, 面板和肘板在貨油艙和壓載艙的放貨區(qū) = 0.03 L1 (= 6.0 最大) 對腹板, 面板在尖艙 腹板除了滿足上面的要求外，還要滿足： t = 12 s + tk (mm) s，腹板上加強筋間距，單位 m.104艙壁上強梁剖面模數(shù) p = p1 p3 = 1.15 p4 = p5 p9, 看哪個相關

17、 b = 支撐寬度，單位 m 在船中0.4L縱向連續(xù)強梁 = 160 f1 對其它的強梁105艙壁的特殊要求-軸隧 在彎曲部分的板厚可以取相同型材間距的平板的90% 如果頂部沒有天花板，在貨艙開孔下方的板厚要增加2mm 軸隧需要保證水密 在有限航區(qū)R2,R3,R4可以沒有軸隧，需要有效的保護措施，軸承和填料函可以接受106艙壁的特殊要求-槽形艙壁 在垂向槽形艙壁的上端和下端必需有足夠寬的平板來支撐 當槽形艙壁的面板被取消時應正常設計強梁 設計槽形艙壁上下端時要謹慎，在雙底底的下方要有與面板成一條線的對應結構107艙壁的特殊要求-支撐艙壁 艙壁做為甲板的支撐時應作為柱子考慮，帶板取40t，t為艙

18、壁的板厚 扶強材的剖面模數(shù)Z=2l2s cm3支撐甲板結構的扶強材間距不應超過甲板型材間距的2倍，同時也不超過1. 5m在最下層板厚不小于7.5mm，在二層艙不小于6.5mm在最下層槽深不小于150mm，在二層艙不小于100mm108艙壁的特殊要求-大艙沖擊壓力 當艙室寬度大于0.56B或長度0.13Lls0.15L時，需要考慮大艙的沖擊壓 對距離橫艙壁0.25ls的強構件，沖擊壓： 對距離縱艙壁0.25bs的強構件，沖擊壓：109艙壁的特殊要求-大艙沖擊壓力 kf=1-2(0.7-h/H)2 h = 注入液體的高度 (m) H = 液艙高度 (m) ，在0.15 ls 或 0.15 bs之內(nèi)

19、 GM = 最大GM 包括自由液面修正系數(shù) GMminimum = 0.12 B (m)110艙壁的特殊要求-大艙沖擊壓力ls = 有效受沖擊艙室長度，單位 m ，對兩端艙壁：對制蕩艙壁：111艙壁的特殊要求-大艙沖擊壓力 bs = 受沖擊的艙的有效寬度，單位 m，對無制蕩艙壁： 對有制蕩艙壁：112艙壁的特殊要求-大艙沖擊壓力l = 艙室長度，單位m b = 艙室寬度，單位 m nt = 在艙內(nèi)的制蕩艙壁的數(shù)量，要求t 0.5 t= 在考慮注入液位線以下的制蕩艙壁上開孔的面積與該液位線以上的總面積比113艙壁的特殊要求-大艙沖擊壓力 如對注入液位高度沒有限制，h= 0.7 H. n2 = w

20、eb-ring frames 在整個艙室內(nèi)的數(shù)量 t= web-ring frames在考慮液位線以下的開孔面積與該線以下的總面積比114艙壁的特殊要求-大艙沖擊壓力 nl = 縱向制蕩艙壁的數(shù)量，要求l 0.5 l= 和t 類似，只是取的是縱向制蕩艙壁 n4 = 縱向 ring-girders 的數(shù)量 l= 類似t 只不過取的是縱向 ring-girders115艙壁的特殊要求-大艙上部沖擊壓力 距離艙室端部或制蕩艙壁 0.15 ls 處116艙壁的特殊要求-大艙上部沖擊壓力 距離艙室端部或制蕩艙壁 0.15 bs 處 距離艙室端部或制蕩艙壁 0.15 bs 處 分別在 0.15 ls 和

21、0.15 bs 之外到0.3 ls 和 0.3bs的壓力可以過渡到0 在 0.15 ls 和0.15 bs拐角處的壓力不能小于pi (橫向的) 或 pi (縱向的)+ 0.4 pi (橫向的)117艙壁的特殊要求-大艙上部沖擊壓力 垂向艙壁距離水平甲板或斜甲板0.1ls 或 0.1bs范圍內(nèi)可以從上面拐角處的壓力減少50% h = 最大允許注入液面高度 (m) H = 艙室高度 (m)，在 0.15ls或0.15bs內(nèi) = 計算平板和垂向平面的夾角118艙壁的特殊要求-大艙下部沖擊壓力 在有雙層底的大艙中如果沒有內(nèi)部橫向或縱向的梁來限制液體的流動，在高度(2 h0.2ls 或 2h0.2bs)

22、 范圍內(nèi)垂向或斜的艙室的表面沖擊壓,橫艙壁到高度0.2ls范圍內(nèi): 縱艙壁到高度0.2bs范圍內(nèi):119艙壁的特殊要求-大艙下部沖擊壓力 在上面給的高度以上1米，壓力可以減小到0 k = 1 對 L 200 = 下部邊界板和水平面的夾角 對艙室上部平板高于最低遠航線L/20 m 的沖擊壓力應該考慮放大因素： 1 + 6ze/L 對縱向晃蕩 1 + 7.5 ze GM/B2對橫向晃蕩 1 + 18ze/L 對縱向沖擊120艙壁的特殊要求-大艙下部沖擊壓力 1 + 17.5 ze GM/B2對橫向沖擊 ze = zt Ts L/20 (m) zt= 從基線到計算位置的距離(m) TS = 最小遠航

23、吃水 (m)，通常可以取0.50 T121艙壁的特殊要求-大艙下部沖擊壓力 對光滑邊界的艙對光滑邊界的艙(無內(nèi)部構件)， 艙底部高于 D/2時, 下面的沖擊壓力需要考慮系數(shù)： 和 = 螺旋升角和橫搖角，分別見第10和第5頁 zi = 從計算位置到 D/2的距離，單位m.122艙壁的特殊要求-大艙抗沖擊 艙室的自由液面長度 ls 0.13 L 或寬度bs 0.56 B 應該計算沖擊壓力pi的作用 板厚不小于： 艙壁上扶強材的剖面模數(shù)不小于：123艙壁的特殊要求-大艙抗沖擊 每一端的抗剪面積都不能小于：lp = 扶強材的受沖擊的長度, 最大為跨距 l, 但不必大于0.1 ls 或0.1 bs kp = 對沖擊壓結果的修正系數(shù) = 1.1-10l/ls, 最小 0.35. h = 扶強材高度，單位 m1