船体强度与结构设计说明书.docx
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1、1.概述42.基本资料52.1 主要尺寸52.2 主尺度比53.船体主要构件尺寸计算63.1 外板及内底板63.1.1 船中部船底板厚度63.1.2 平板龙骨73.1.3 舭列板73.1.4 舷侧外板73.1.5 内舷板(纵舱壁)73.1.6 首尾封板83.1.7 内底板83.1.8 局部加强93.2 甲板93.2.1 强力甲板93.2.2 非强力甲板113.3 单底骨架113.3.1 艉113.3.2 机舱实肋板123.3.3船底纵骨123.3.4 艏133.3.5船底纵骨143.4 双底骨架(货舱区域)153.4.1 实肋板153.4.2 水密实肋板153.4.3 中桁材163.4.4 旁
2、桁材163.4.5 内底纵骨163.4.6 船底纵骨163.4.7 肘板173.4.8 开孔173.5 舷侧骨架183.5.1 舷侧肋骨(货舱内、外舷)183.5.2 船艏结构193.5.3 船艉结构203.5.4 舱底纵骨213.5.5 舱底实肋板213.5.6 舭肘板223.5.7 梁肘板223.6 甲板骨架223.6.1甲板横梁223.6.2 甲板纵桁233.6.3 强横梁253.6.4舱口端横梁253.6.5 甲板纵骨263.7 支柱263.7.1 支柱负荷的确定263.7.2 全部选用管型支柱273.8 舱壁283.8.1 水密舱壁283.8.2 水平桁303.8.3 非水密舱壁31
3、3.9 艏艉结构及艉轴架313.9.1 首柱313.9.2 首尖舱骨架313.9.3 尾柱323.9.4 尾轴架323.10 主机基座、轴隧及机舱骨架333.10.1 主机基座333.10.2 轴隧333.10.3 机舱骨架343.11 舱口343.11.1 舱口围板343.11.2 舱口活动横梁353.12 上层建筑及甲板室363.12.1 上层建筑363.12.2 围壁扶强材363.12.3 压筋板373.12.4 机舱棚、货舱棚373.13 舷墙、栏杆及护舷材373.13.1 一般要求373.13.2 舷墙383.13.3 栏杆383.13.4 护舷材384.思考题381.概述本船主要要
4、素为:总长106.40m,水线长105.50m,垂线间长105.00m,型17.60m,型深7.40m,设计吃水6.20m,主机功率2700KW,主要运输件杂货或集装箱,航行于长江A、B级航区。根据参考资料综合考虑,船体结构形式设置如下:船舶货舱区舷侧结构以及首尾舷侧为横骨架形式、甲板骨架结构采用横骨架式、船底骨架采用纵骨架式,中部货舱区采用双底双舷、艏艉为单底单舷、单甲板结构。根据船舶设计任务要求,船舶所需构件尺寸均按CCS钢质内河船舶建造规范(2009)要求计算、选用。由于本船设计运输任务主要是集装箱或件杂货,所以船体#97肋位处所设舱壁为非水密舱壁,在船舶设计过程中既要保住安全性,又要保
5、证经济性,所以合理选择构件连接形式及尺寸至关重要,本船首尾深舱选用水密结构,首尾为单层底,中间载受区域选用双层底结构,在保证舱容的基础上,同时又保证了足够的舱体强度。甲板上由于开口较大,所以甲板上的纵桁横梁等构件的尺寸要求较为严格,按规范设计的同时,边计算、边校核、边完善,才能得到符合强度要求的合理位置及尺寸布置,结合舱口宽度,可选择计算强力甲板厚度,然后根据规范依次选择各非强力甲板厚,在特殊部位还需进行局部加强。舱底根据部位的需求,结合舷侧部分的布置情况,可安排出肋板桁板等构件的布置情况及尺寸的选择,双层底设水密肋板,此外,船底中桁材连续贯通,旁桁材由间断构件组成。舷侧选用横骨架式,每隔肋位
6、设一根强肋骨。舷侧纵骨再穿过强肋骨开口处与强肋骨腹板直接焊接,在横舱壁中段处用有面板或这边的肘板与舱壁扶墙材相连。舷侧中桁延伸至首尾。主机机座中桁下以提高强度,主机座在每个肋位处设置横肘板,上层建筑端部甲板下面,设置支柱支撑上层建筑,上层建筑横向构件和船舶主体横向构件安装在同一平面内。本次课设让我们真正了解了船舶的具体结构,受益匪浅,同时也锻炼了我们大家之间的团队协作能力,让我们初步了解了船舶设计的艰难,但是苦中有甜,我们从中收获很多。最后,非常感谢乐老师耐心指导以及学长的帮助,帮助解决课程设计中遇到的各种问题,从而我们才能顺利完成此次课程设计!再次表示感谢!2.基本资料2.1 主要尺寸总 长
7、:LOA106.40m设计水线长:LWL105.50m96%设计水线长:96%LWL101.28m垂线间长:LPP105.00m计算船长:L105.00m型 宽:B17.6m型 深:D7.40m设计吃水:d6.20m方形系数:Cb0.85m肋 距:l0.55m2.2 主尺度比主尺度比L/B5.966B/D2.378当船中部强力甲板具有以下条件之一的大舱口时,尚应满足第八章规定:2.2.1.3B / B1 0.7满足 LH / L 0.6满足B / B10.6且lH / lBH 0.7满足舱口宽度b13.60m舱口长度中点处包括舱口在内的甲板最大宽度B117.60m舱口长度LH38.5m船 长L
8、105.00m每一舱口两端舱壁间的距离,或横向甲板条中心线之间的距离,或横向甲板条中心线与端舱壁间的距离lBHm由于上述三个条件皆满足,故相关结构计算应满足大舱口条件3.船体主要构件尺寸计算3.1 外板及内底板3.1.1 船中部船底板厚度船中部船底板厚度应不小于按下式计算所得之值:t=a(L+s+)=8.605mm(2.3.2.1)式中:L=105.0m,为船长; s=0.55m,为肋骨间距; a=1,按A级航区取值(本船为AB级); 。 (2.3.2.2)式中:s=0.55m,为肋骨间距; d=6.2m,为吃水; r=1.25m,为半波高,A级航区。大舱口船货舱区域的船底板厚度t应不小于按下
9、式计算之值:t=a(L+s+)=9.92mm (8.3.1.1)式中:L=105.0m,为船长; s=0.55m,为肋骨间距; a=1,为A级航区取值; 。综合以上考虑,实取船中部船底板厚度为10mm。3.1.1.1 其他部位的船底板厚度首、尾部船底板厚度应不小于船中部的船底板的厚度(2.3.2.3)。实取首尾部船底板厚度为12mm。过渡区域的船底板厚度应不小于船中部的船底板厚度的0.8倍(2.3.2.4)。实取过渡区域船底板厚度为9mm。3.1.2 平板龙骨船中部平板龙骨厚度应按船中部底板厚度增加1mm,首、尾部平板龙骨厚度应不小于船中部船底板厚度。平板龙骨的宽度应不小于0.1B,且应不小于
10、0.75m(2.3.1.1)。实取船中部平板龙骨厚度为11mm;实取首尾部平板龙骨厚度为11mm;实取平板龙骨的宽度为2m。3.1.3 舭列板若船底板厚度大于 8mm 时,则舭列板厚度可船底板厚度相同(2.3.3.1)。 实取舭列板厚度为 10mm。3.1.4 舷侧外板 船中部及过渡区域舷侧外板厚板应不小于船底板厚度的 0.9 倍(2.3.4.1)。首、尾部舷侧外板厚度,应不小于船中部船底板的厚度(2.3.4.1)。舷侧外板的厚度应与船底板厚度相同(8.3.2.1)。 实取舷侧外板厚度为10mm。3.1.5 内舷板(纵舱壁)内舷板的厚度应与舷侧板厚度相同(8.3.4.1)。实取内舷板厚度为10
11、mm。 舷侧顶列板 舷侧顶列板在甲板以下的宽度应不小于0.1D,且应不小于250mm(2.3.5.1)。 实取舷侧顶列板宽为740mm。 船中部舷侧顶列板的厚度应不小于强力甲板边板厚度的0.85 倍或舷侧外板厚度增1mm,取其大者(2.3.5.2)。船中部舷侧顶列板厚:t= 0.85td =10.2mm式中:,为甲板边板厚度。t2=tx +1=11mm式中:tx =10mm,为舷侧外板厚度。 兼作护舷材的舷顶侧列板厚度应按舷侧外板厚度增厚,其增厚值t应不小于 按下式计算所得之值(2.3.5.3):t=0.05L+2.5=7.75mm式中:L=105.0m,为船长。 实取舷顶列板厚度为18mm。
12、3.1.6 首尾封板平头型船的首封板厚度应按厚度平板龙骨厚度增加1mm,尾封板厚度应与尾部平板龙骨厚度相同。实取首封板的厚度为13mm; 实取尾封板的厚度为12mm。3.1.7 内底板装载集装箱或件杂货时内底的厚度t应不小于按下式计算所得之值: (8.3.5.2)式中:s=0.55m,为肋骨间距; h=6.4m,为计算水柱高度; t1=10mm,为船中部船底板厚度。内底板厚度 t 应不小于按(2.3.2.1)和(2.3.2.2)计算所得之值的0.8倍(2.3.9.1 )。t1=0.8 t1=6.884mm;t2=0.8 t2=5.765mm。式中: t1=8.605mm,为(2.3.2.1)
13、的计算值;t2=7.206mm为(2.3.2.2 )的计算值。载货部位内底板厚度 t 尚应不小于按下式计算所得之值(2.3.9.2):式中:s=0.55m,为肋骨间距; h=6.4m,为计算水柱高度; 实取内底板厚度为 9mm。3.1.8 局部加强 主机座下的船底板、尾轴出口处的外板以及螺旋桨叶梢附近的外板均应按船厚度增加 12mm。尾轴架穿过处的外板厚度应增加0.5倍或加等厚复板的厚度(2.3.7.1)。 实取主机座下的船底板、尾轴出口处的外板以及螺旋桨叶梢附近的外板厚度为12mm。 实取尾轴架穿过处的外板厚度为18mm。3.2 甲板3.2.1 强力甲板3.2.1.1 强力甲板的厚度船体中部
14、(2.4.1.1): 式中:s=0.500m,为纵骨间距; L=105.00m,为船长; a=1,为A级航区系数。实取:t1=9mm。首、尾部: 式中:t1=6.892mm,为船体中部强力甲板的计算厚度值;实取:t2=9mm 。3.2.1.2 甲板边板货舱区域内的甲板边板的宽度和厚度:b10.1B=1.76m (2.4.1.3)式中:B=17.6m,为船宽。实取:b1=2.0m。式中(8.3.6.2):L=105.00m,为船长。实取t3=12.0mm。货舱区域以外的甲板边板可以逐渐减薄至甲板相同的厚度,故实取:t4=9.0mm。3.2.1.3 强力甲板的横向甲板条当强力甲板的横向甲板条构成横
15、舱壁的顶板时,厚度:t5 t1 =11.27mm (8.3.6.5)式中:t1=11.27mm,为中部强力甲板的厚度;宽度: b2=1000+1.5L=1157.5mm式中:L=105.5m,为船长。3.2.1.4 货舱开口宽度b30.8B=14.08m (8.1.1.2)式中:B=17.6m,为船宽。实取:b3=13.6m。3.2.1.5 货舱口和机舱口开口角隅甲板上所有货舱口和机舱口的开口角隅为圆角,圆角半径r应大于等于开口宽度的1/20,即r0.05b3=0.68(8.3.6.2)式中: b3=13.6m;实取:r=700mm。舱口角隅区域的板厚应较强力甲板增厚50%,即t6=1.5t1
16、=16.905mm式中: t1=11.27mm;实取:t6=17mm。3.2.1.6 甲板开口间强力甲板在甲板开口之间的开口线以内的强力甲板厚度可比开口线以外的甲板厚度减薄1mm。甲板开口之间的开口线以内的强力甲板厚度实取: t7=11mm。(2.4.1.6)3.2.2 非强力甲板 其他各层非强力甲板厚度一般不小于3.0mm。顶蓬甲板可以减薄至2.0mm(2.4.3.1):顶蓬甲板厚度实取:5.0mm;驾驶甲板厚度实取:5.0mm;救生甲板厚度实取:6.0mm;机舱甲板厚度实取:6.0mm;平台甲板厚度实取:9.0mm。3.3 单底骨架3.3.1 艉3.3.1.1 实肋板横骨架式船底实肋板应在
17、每个肋位设置实肋板,实肋板剖面模数应不小于按下式计算所得(2.5.2):W=Ks (d+r) l=3552.533cm3式中:s0.55m,为实肋板间距;f=1,为系数,按表 (2.5.2.2(1))选取;d6.2m,为吃水; r1.25m,为半波高,m,按本篇(1.2.5.1)的规定确定; l=17m,实肋板跨距,m,取实肋板与舷侧外板交点之间的距离; K为内龙骨修正系数, 按下式计算: K=a(l1/1-1.1)+b=3其中:a=2.5,为系数,按表 (2.5.2.2(2))选取;b=3,为系数,按表 (2.5.2.2(2))选取; l1/1=1.1,为舱长比, l1/1为舱底平面长度(取
18、两横舱壁的间距)。 3.3.1.2 中内龙骨 中内龙腹板的高度和厚度与该处实肋板相同,面板剖面积应不小于实肋板面板的 1.5倍,即A301.5=45cm(2.5.3.1);,A=45cm,W=4766.8cm,满足规范要求。3.3.1.3 旁内龙骨 旁内龙骨与该处实肋板相同(2.5.4.1)。:,W3779.1cm,满足规范要求。3.3.2 机舱实肋板 机舱单底实肋板对货舱外实肋板所要求的腹板厚度增加 1mm,即t=12+1=13mm,面板剖面积应增加 1倍,即A=302=60cm2; 机舱内龙骨不小于实肋板尺寸(2.14.3.3)。实取机舱区域实肋板、内龙骨:,A=60cm,W=5850cm
19、,满足规范要求。3.3.3船底纵骨船底纵骨的剖面模数W应不小于按下式计算所得之值(2.5.6.1): W=Ks (d+r) l=151.35cm式中:K为系数,在船中部K=0.015L+5.6=7.175; s=0.585m,为纵骨间距; d=6.2m,为设计吃水; r=1.25m,按1.2.5.1的规定; l=2.2m,为纵骨跨距,取实肋板间距。实取船底纵骨:L1309010,W=159.8cm,I=1带板 12550,满足规范要求。纵骨剖面惯性矩I应不小于按下式计算所得之值: I=1.1a l=式中:a=87.3cm,为纵骨连同带板的剖面积; l=2.2m,为纵骨跨距,取实肋板间距。由于I
20、1804.9cm4,也满足规范要求。3.3.4 艏3.3.4.1 实肋板(2.5.2)横骨架式船底实肋板应在每个肋位设置实肋板,实肋板剖面模数应不小于按下式计算所得之值:W=Ks (fd+r)l=3552.533cm式中:s0.55m,为实肋板间距;f=1,为系数,按表 (2.5.2.2(1)选取;d6.2m,为吃水; r1.25m,为半波高,m,按本篇(1.2.5.1)的规定确定; l=17m,实肋板跨距,m,取实肋板与舷侧外板交点之间的距离; K为内龙骨修正系数, 按下式计算: K=a(l1/1-1.1)+b=3其中:a=2.5,为系数,按表 (2.5.2.2(2))选取;b=3,为系数,
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