項目四鋼質(zhì)船舶規(guī)范法結(jié)構(gòu)設(shè)計

項目四鋼質(zhì)船舶規(guī)范法結(jié)構(gòu)設(shè)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(nèi)底板設(shè)計第三節(jié)

甲板板設(shè)計第四節(jié)

組合型材的剖面設(shè)計第五節(jié)

船底結(jié)構(gòu)設(shè)計第六節(jié)

舷側(cè)結(jié)構(gòu)設(shè)計第七節(jié)

甲板結(jié)構(gòu)設(shè)計第八節(jié)

艙壁結(jié)構(gòu)設(shè)計第九節(jié)

總縱強度第一頁，共二十五頁。項目四鋼質(zhì)船舶規(guī)范法結(jié)構(gòu)設(shè)計要求：熟悉鋼船設(shè)計規(guī)范掌握船體結(jié)構(gòu)設(shè)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(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范》《內(nèi)河小型船舶建造規(guī)范》《內(nèi)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(shè)計前必須明確航行區(qū)域。我國通航的內(nèi)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(nèi)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(jié)構(gòu)設(shè)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?nèi)規(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(xì)的航區(qū)劃分可參考中華人民共和國海事局《內(nèi)河船舶法定檢驗技術(shù)規(guī)則》關(guān)于內(nèi)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(nèi)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(jīng)閔行至吳淞口淮河-—自正陽關(guān)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(guān)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(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范》：航行于內(nèi)河水域船長20m≤L≤140m焊接結(jié)構(gòu)鋼質(zhì)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(yīng)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(yīng)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(nèi)河小型船舶建造規(guī)范》適用于我國內(nèi)河船長5m≤L<20m的民用船舶包括鋼質(zhì)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(shè)計。第九頁，共二十五頁。《內(nèi)規(guī)》進行結(jié)構(gòu)設(shè)計的總原則按《內(nèi)規(guī)》進行船體結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)滿足關(guān)于船體結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)設(shè)計時需要遵守該規(guī)范相關(guān)章節(jié)的船體結(jié)構(gòu)補充規(guī)定；需要進行船舶總縱強度或局部結(jié)構(gòu)強度的直接計算，則相應(yīng)的應(yīng)遵守《內(nèi)規(guī)》關(guān)于結(jié)構(gòu)強度直接計算的補充規(guī)定。按《內(nèi)規(guī)》設(shè)計的船舶，其主尺度比值應(yīng)符合表4-2的要求：第十頁，共二十五頁。表4-2《內(nèi)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(nèi)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(cè)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(jié)構(gòu)設(shè)計中的幾個重要問題（一）船體骨架型式的選擇內(nèi)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(gòu)件稠密，間距小。縱骨架式：縱向構(gòu)件稠密，橫向強構(gòu)件疏稀布置?；旌瞎羌苁剑捍w部分結(jié)構(gòu)采用橫骨架式，部分采用縱骨架式的混合骨架式。比如舷側(cè)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(yīng)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(nèi)河船，采用縱骨架式可以顯著降低船體結(jié)構(gòu)重量，提高技術(shù)經(jīng)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(jié)構(gòu)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(cè)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(jié)構(gòu)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(dāng)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(yīng)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(fù)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(yīng)考慮合理搭配與過渡。如甲板為縱骨架式、舷側(cè)橫骨架式時，應(yīng)采用交替肋骨制【每3~4檔布置強肋骨及舷側(cè)縱桁】，使強橫梁與強肋骨合理搭配，以提高結(jié)構(gòu)強度。5.無論采用何種骨架型式，縱向構(gòu)件均應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)連續(xù)性；甲板、舷側(cè)及船底骨架應(yīng)有效地連接，構(gòu)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(dāng)肋距S=500~600mm時板格重量最小?！秲?nèi)規(guī)》規(guī)定肋骨或縱骨間距一般應(yīng)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(dāng)大些，大約S1=1.1S，但不宜超過600mm。3.內(nèi)河船骨材間距考慮工藝、布置，不應(yīng)過小。第十六頁，共二十五頁。（三）構(gòu)件的布置的原則1.有效傳遞荷重原則構(gòu)件的布置盡量使船體主要構(gòu)件構(gòu)成空間體系，以保證任一承載構(gòu)件同相鄰構(gòu)件之間有效傳遞荷重。2.結(jié)構(gòu)的連續(xù)性原則結(jié)構(gòu)型式或某一構(gòu)件，在其布置方向上不能突然中斷或尺寸突變，以免破壞內(nèi)力的傳遞和引起嚴(yán)重的應(yīng)力集中例如中部0.4L內(nèi)所有縱向構(gòu)件應(yīng)連續(xù)貫通，凡是前后不能在同一延伸線上的縱向構(gòu)件，在中斷處應(yīng)彼此交錯延伸兩檔以上；雙層底向首、尾單底過渡時，應(yīng)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(gòu)件應(yīng)盡可能等間距布置骨材可按等強度條件決定尺寸，便于設(shè)計加工，還可以充分利用材料，降低結(jié)構(gòu)重量。4.節(jié)點連接在節(jié)點處構(gòu)件一般采用肘板連接內(nèi)河規(guī)范對肘板尺寸均有詳細(xì)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(yīng)包括帶板寬度在內(nèi)。帶板寬度應(yīng)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(yuǎn)。第十九頁，共二十五頁。比如在計算構(gòu)件剖面模數(shù)時，我國《內(nèi)規(guī)》規(guī)定：當(dāng)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(fù)荷平均寬度，亦不小于普通骨材間距。若骨材僅一側(cè)有帶板時，則帶板寬度取上述規(guī)定的50%。當(dāng)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(zhuǎn)強度內(nèi)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(yīng)采取適當(dāng)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(yīng)不大于6D，全船采用橫骨架式、大開口區(qū)域增設(shè)舷側(cè)半艙壁，甲板設(shè)置連接過橋，設(shè)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(shè)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(nèi)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(zhuǎn)。增加外板及甲板厚度、設(shè)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(gòu)件的固定程度，均可提高扭轉(zhuǎn)強度。

第二十二頁，共二十五頁。（六）材料的選擇《內(nèi)規(guī)》指出，船用鋼材的制造和試驗應(yīng)符合《材料與焊接規(guī)范》相關(guān)篇章的有關(guān)規(guī)定，也包括尾柱、舵柱、尾軸架、舵桿及其他結(jié)構(gòu)用的鍛鋼、鑄鋼等材料。當(dāng)采用復(fù)合材料或鋼以外的其他材料時，應(yīng)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(nèi)容總結(jié)項目四鋼質(zhì)船舶規(guī)范法結(jié)構(gòu)設(shè)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