船舶結構規(guī)范設計

已知條件在船舶總體設計初步完成后進行，此時已經確定條件：主尺度型線圖總布置圖和按設計任務書對結構的要求（船舶用途、航區(qū)、裝載情況、建筑形成、甲板層數、主要設備及使用要求等）主要任務確定整個船體結構設計的原則，如選擇材料、骨架形式、肋骨間距、分析結構質量對經濟性的影響。解決結構設計中的主要技術問題，確定構件的尺寸和連接方式，同時應充分考慮結構施工的可行性。提出船體主要鋼料預估單，并為總體設計提供船體鋼料的質量重心資料。完成工作船體主要構件計算書；中剖面圖；基本結構圖；首、尾結構圖；首尾柱結構圖；甲板平面圖；肋骨型線圖；外板展開圖；主艙壁結構圖；主機座結構圖；尾軸架結構圖；主機座和推力軸承座結構圖；甲板室和上層建筑結構圖；艙蓋結構圖和強度計算書；通風筒、空氣管和排水口布置及結構圖等。

結構設計解決的主要矛盾強度與質量的矛盾：結構與工藝性的矛盾：結構與使用性的矛盾：船體結構強度與質量的矛盾

保證船體結構具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性是設計者應首先考慮的問題。但這并不是說構件選得愈大、愈堅固愈好，強度過剩會造成質量增加，鋼材消耗多，建造成本提高并減少船舶載運能力。我們希望在保證船體結構滿足強度、剛度和穩(wěn)定性的前提下，力求減輕結構質量，節(jié)約材料，降低成本，提高船舶的營運經濟性。

結構與工藝性的矛盾在結構設計時，還必須考慮到結構工藝性要求。好的結構工藝性包括：考慮到船舶所有部位的裝配和施焊的可能性；盡可能擴大分段建造范圍，縮短造船周期，改善作業(yè)條件，提高造船質量；盡量簡化零部件結構，減少規(guī)范品種，盡可能采用標準件；盡量減少零部件的曲線外形，結構上的開孔、切角等應符合標準尺寸或常取尺寸；考慮船體結構維修與保養(yǎng)的可能性與方便性等。

結構與使用性的矛盾結構布置與構件尺寸要符合使用要求。例如貨船的結構布置要便于裝卸貨物；旅客及船員住艙應有足夠凈空高；支柱的布置應不妨礙總體布置及機器設備安裝的要求等。因此結構設計要與總體、輪機和設備的設計密切配合，樹立整體觀念，保證船舶各方面都有良好的性能。此外，根據使用要求在選取構件尺寸時要合理地考慮銹蝕、磨損余量及其他特殊加強，以降低維修費用和提高使用年限。結構設計的方法計算設計規(guī)范設計計算設計定義：船體結構的計算設計是根據結構力學的原理來確定滿足強度、剛度和穩(wěn)定性要求的船體結構布置及構件尺寸。發(fā)展：電子計算機技術的發(fā)展，給計算設計提供了迅速有效的工具，加之結構優(yōu)化設計理論的發(fā)展，結構的計算設計將有較大的發(fā)展。軍船：對于設計技術要求較高，對結構質量控制嚴格的軍用船舶，只能用計算設計。

計算設計局限性依賴經驗：目前，船體結構的計算設計必須輔之以經驗設計才能完成。這是由于船舶結構設計的計算方法還不完整，計算設計一般只能在船舶中部的結構設計中實現，對于首、尾這些復雜部分還需參考型船進行設計。工作量巨大。規(guī)范設計定義：規(guī)范設計是指按照有關部門頒布的規(guī)范來進行船體結構的布置及構件尺寸的確定。特點：規(guī)范根據以往的經驗，且統計分析了大量型船資料和實船測量資料，并輔之以日趨發(fā)展的結構力學計算方法，總結出一系列的規(guī)定和經驗公式，作為新船船體結構設計的依據。利用規(guī)范設計船體結構能比較方便地確定構件的布置與尺寸。目前，民用船舶一般都采用規(guī)范設計。船級社主要職責規(guī)范監(jiān)督船的建造允許船舶正式“入級”辦各種國際協定所要求的證書對使用中的船舶作定期檢查，以確定這些船是否仍保持在“級”內。共同規(guī)范2006年4月1日，國際船級社協會(IACS)油船和散貨船共同結構規(guī)范(CommonStructureRule，CSR)正式實施。該規(guī)范應用了當前船舶科學發(fā)展前沿的新技術、新材料、新理念。CSR對船舶強度的評估范圍，較傳統的有很大延伸。CSR規(guī)范首次明確區(qū)分了凈尺寸和腐蝕增量，同時考慮了船舶的服務、極限、疲勞、破損4種有限狀態(tài)，應用了以載荷為第一設計準則的力學理論公式，是一套符合基于目標型標準的規(guī)范體系。滿足國際海事組織對于船舶使用壽命的更高要求是CSR的目的之一。共同規(guī)范的影響所有IACS的成員將貫徹CSR，從而可以有效避免競爭導致協會成員降低技術標準的可能。CSR要求增加船舶關鍵部位的鈉材厚度，造船成本的增加，致船舶的運費收入減少。對于船舶維護，CSR提出了更高要求，這會導致船舶的維護成本上升。從長期來看總的成本卻不見得增加，因為適當的維護可以有效降低船舶修理的次數，縮短修理的時間，從而提高船舶的實際運營效率。船體規(guī)范設計的局限性規(guī)范制訂中某些不合理因素限制了新型結構設計的合理性不斷誕生的新型船舶無法依據規(guī)范進行結構設計造船新材料的問世也使得原有規(guī)范不能適用規(guī)范法設計的基本步驟調查分析：根據對母型船的調查研究和所設計船的特殊要求，分析所設計船的船體強度