造船舶結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核

1 新造船舶結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核 干貨船結(jié)構(gòu)圖 散貨船結(jié)構(gòu)圖 礦沙船結(jié)構(gòu)圖 單殼油船結(jié)構(gòu)圖 雙殼油船結(jié)構(gòu)圖 集裝箱船結(jié)構(gòu)圖 一總縱強(qiáng)度 n 1.船體梁的載荷 n 1) 靜水彎矩與靜水切力n 2).波浪彎矩與波浪切力n 3) 合成彎矩與合成剪力 n 2. 船體梁剖面特性計(jì)算 應(yīng)以下述工況計(jì)算船體梁各橫剖面處的靜水彎矩和靜水切力滿載出港 到港壓載出港 到港對(duì)裝載手冊(cè)中所規(guī)定的各種工況也應(yīng)計(jì)算在計(jì)算靜水彎矩和靜水切力時(shí)向下的載荷取為正值向上的載荷取為負(fù)值從尾端向船首沿船長(zhǎng)積分靜水彎矩M s 和靜水切力Fs 的符號(hào)正負(fù)規(guī)定見下圖通常按出港和到港情況并應(yīng)考慮燃料淡水和貯藏品等對(duì)下列工況沿船長(zhǎng)計(jì)算各橫剖面的靜水彎矩Ms 和靜水切力Fs （1）貨船集裝箱船、滾裝船和冷藏貨船散裝貨船礦砂船最大吃水時(shí)的均勻裝載工況壓載工況特殊裝載工況如小于最大吃水時(shí)的集裝箱裝載或輕載工況重貨空艙或非均勻貨物裝載工況裝甲板貨工況等如適用時(shí)短程航行或港內(nèi)工況如適用時(shí)塢內(nèi)起浮工況裝卸瞬時(shí)工況（適用時(shí)）（2）油船：均勻裝載工況（不包括干壓載艙和清潔壓載艙）和壓載或部分裝載工況任何指定的非均勻裝載工況在航行途中明顯不同于壓載工況的與清艙或其他操作有關(guān)的工況塢內(nèi)起浮工況 裝卸瞬時(shí)工況如適用時(shí)（3） 化學(xué)品船計(jì)算工況與油船指定的工況相同裝載高密度貨或加熱貨和需隔離的貨的工況 滿足下列條件的船舶L65mL/B5B/D2.5Cb0.6 對(duì)于不滿足以上條件的船舶，其波浪載荷應(yīng)采用直接計(jì)算確定 船體梁各橫剖面的中拱波浪彎矩M W （+）和中垂波浪彎矩M W(+) 應(yīng)按下列公式計(jì)算 式中 M -彎矩分布系數(shù)L- 船長(zhǎng)mB- 船寬mC b- 方形系數(shù)但計(jì)算取值不得小于0.60C- 系數(shù)按下列各式計(jì)算 船體梁各橫剖面的中拱波浪切力F W 和中垂波浪切力F W 應(yīng)按下列各式計(jì)式中 F 1 和F 2- 切力分布系數(shù)C- 系數(shù)C b-L -船長(zhǎng)mB- 船寬m滿足下列條件的船舶L65mL/B5B/D2.5Cb0.6 對(duì)于不滿足以上條件的船舶，其波浪載荷應(yīng)采用直接計(jì)算確定 3) 合成彎矩與合成剪力計(jì)算M(+)=Ms(+)+Mw(+) 中拱彎矩 M(-)=Ms(-)+Mw(-) 中垂彎矩 F(+)=Fs(+)+Fw(+) F(-)=F(-)+F(-) 當(dāng)船體剖面慣性矩計(jì)入強(qiáng)力甲板以上的結(jié)構(gòu)（如艙口圍板、凸形甲板）的情況時(shí)，在計(jì)算船體梁剖面模數(shù)時(shí)所用的計(jì)算點(diǎn)到中和軸之間的垂直力臂Zt應(yīng)按下式計(jì)算Zt的計(jì)算值應(yīng)大于中和軸到強(qiáng)力甲板邊線的垂直距離，式中：Zc- 中和軸至連續(xù)強(qiáng)力構(gòu)件頂點(diǎn)的垂直距離my -連續(xù)強(qiáng)力構(gòu)件的頂點(diǎn)與船體中心線之間的水平距離mB1-計(jì)算剖面處的船寬m在計(jì)算中Zc和y均應(yīng)量到能給出Zt 最大值的位置如甲板縱骨或縱桁布置在強(qiáng)力甲板以上其剖面積可全部計(jì)入船體梁剖面模數(shù)。力臂Zt 為中和軸到強(qiáng)力甲板邊線的垂直距離加上縱向構(gòu)件的高度。 強(qiáng)力甲板及其以下所有在0.4L區(qū)域內(nèi)連續(xù)的縱向構(gòu)件的剖面積均可計(jì)入船體梁剖面模數(shù)，強(qiáng)力甲板以上可計(jì)入舷頂列板伸出強(qiáng)力甲板的部分和連續(xù)的舷邊角鋼的剖面積，強(qiáng)力甲板以上的連續(xù)凸形甲板和連續(xù)縱向艙口圍板，多個(gè)并列艙口的內(nèi)側(cè)艙口圍板除外，當(dāng)由縱艙壁或高腹板桁材作有效支持時(shí)也可將其剖面積計(jì)入船體梁剖面模數(shù) 3。船體梁的強(qiáng)度校核 31 船體梁彎曲強(qiáng)度 n 32 船體梁剪切強(qiáng)度與曲屈強(qiáng)度 n 33大開口強(qiáng)度計(jì)算 n 3. 4 裝載手冊(cè)的的審核n 3. 5 裝載儀 船體梁彎曲強(qiáng)度基本剖面模數(shù)-船中最小剖面模數(shù)W0應(yīng)不小于按下式計(jì)算所得之值W0=CL2B(Cb+0.7）cm3式中 C - 系數(shù)Cb - 方形系數(shù)L - 船長(zhǎng)mB - 船寬m 許用靜水彎矩沿船體梁各橫剖面處的許用靜水彎矩Ms（+）和Ms（+）應(yīng)按下列公式計(jì)算Ms（+）=MMw(+) kN mMs (-) =-M - Mw(-) kN m式中 Mw- 波浪彎矩M - 許用合成彎矩,KN.m, 按下列兩式計(jì)算取較小者 其中 Fd,Fb局部構(gòu)件的折減系數(shù) Wd甲板處的剖面模數(shù)cm3 Wb 龍骨處的剖面模數(shù)cm3 許用彎曲應(yīng)力175/K，N/mm2，其中K為材料換算系數(shù) 一般材料力學(xué)中的計(jì)算公式，即： L=NS/IT式中： I為船體剖面對(duì)中和軸的慣性矩； S為求切應(yīng)力點(diǎn)一側(cè)剖面積對(duì)中和軸的靜力矩； t為求切應(yīng)力點(diǎn)板的總厚度。許用靜水切力應(yīng)按下列公式計(jì)算式中：Fw- 波浪切力，kN； -許用剪切應(yīng)力,N/mm2, I- 計(jì)算橫剖面對(duì)水平中和軸的慣性矩cm4S- 計(jì)算橫剖面上,水平中和軸以上有效縱向構(gòu)件對(duì)水平中和軸的靜矩,cm31,2 修正系數(shù)。t1- 計(jì)算剖面上水平中和軸處舷側(cè)外板的厚度雙殼船為內(nèi)外殼板厚度之和m mt2- 計(jì)算剖面上水平中和軸處縱艙壁板的厚度 mmf1，f2，m1及m2系數(shù)許用剪切應(yīng)力=110/K， N/mm2 其中K為材料換算系數(shù) 所謂的大開口船定義符合下述任一條件的甲板開口為大開口（1）b/B1=0.7(2)lH/lBH=0.89(3)b/B10.6 和lH/lB0.7式中 b-開口寬度m 如果有幾個(gè)艙口并列則b 代表各開口寬度之和B1-在開口長(zhǎng)度中點(diǎn)處包括開口在內(nèi)的甲板寬度，m。LH-艙口長(zhǎng)度mLBH-每一艙口兩端橫向甲板條中心線之間的距離m 如圖1 1 2 17 如艙口前或后再無(wú)其他艙口時(shí)則lB H 算到艙壁為止 大開口船載荷分靜水彎矩、垂向波浪彎矩、水平波浪彎矩、波浪扭矩、貨物扭矩大開口船的應(yīng)力a 船舶在迎浪時(shí)靜水彎矩與垂向波浪彎矩形成的正應(yīng)力b 船舶在斜浪狀態(tài)時(shí)的垂向彎曲正應(yīng)力，水平彎曲正應(yīng)力與水動(dòng)力扭矩及貨物扭矩所產(chǎn)生的 翹曲正應(yīng)力之和c 翹曲應(yīng)力的產(chǎn)生，計(jì)算需用直接計(jì)算法（遷移矩陣法） 強(qiáng)度校核除滿足一般船總縱強(qiáng)度以外 以上應(yīng)力也需滿足，另外還需滿足剛度要求：強(qiáng)力甲 板的艙口平均扭轉(zhuǎn)角不超過(guò)0.006/m, 強(qiáng)力甲板艙口的對(duì)角線伸長(zhǎng)不超過(guò)35mm 3.4 裝載手冊(cè)的的審核船舶竣工后，設(shè)計(jì)部門應(yīng)及時(shí)編制該船的裝載手冊(cè)，并送審。對(duì)船長(zhǎng)65m及以上的海船，裝載手冊(cè)應(yīng)包括以下內(nèi)容： (1) 船舶類型和主要參數(shù)； (2) 船舶設(shè)計(jì)所依據(jù)的裝載工況，包括靜水彎矩和剪力許用值； (3) 靜水彎矩和剪力的許用值的計(jì)算結(jié)果，以及適用時(shí)扭轉(zhuǎn)載荷和橫向載荷的許用值的計(jì)算結(jié)果； (4) 艙口蓋、甲板、雙層底等結(jié)構(gòu)的許用載荷； (5) 穩(wěn)性資料o 對(duì)船長(zhǎng)150m及以上的散貨船、礦砂船和混裝船，裝載手冊(cè)應(yīng)包括以下內(nèi)容： (1) 船舶類型和主要參數(shù)； (2) 船舶設(shè)計(jì)所依據(jù)的裝載工況，包括靜水彎矩和剪力的許用值； (3) 靜水彎矩、剪力的許用值的計(jì)算結(jié)果，以及適用時(shí)扭轉(zhuǎn)載荷的許用值的計(jì)算結(jié)果； (4) 對(duì)擬裝載密度為1.0tm3或以上散裝貨物，其建造合同簽于1998年7月1日或以后的單舷側(cè)結(jié)構(gòu)散裝貨船，應(yīng)提供在貨艙進(jìn)水狀態(tài)下的許用靜水彎矩和剪力以及計(jì)算結(jié)果的包絡(luò)線； (5) 滿載吃水時(shí)空艙的貨艙或貨艙組。如果在滿載吃水時(shí)不允許空艙，則在裝載手冊(cè)中應(yīng)有明確的說(shuō)明； (6) 作為貨艙中部位置的吃水的函數(shù)的形式給出每一艙內(nèi)最大許用載貨量及所要求的最小載貨量和雙層底內(nèi)水和油的重量； (7) 內(nèi)底板的最大許用載荷以及除散貨以外的貨物性質(zhì)的說(shuō)明書； (8) 甲板和艙口蓋的最大許用載荷。如果船舶未批準(zhǔn)在甲板和艙口蓋載貨，則在裝載手冊(cè)中應(yīng)予以明確說(shuō)明； (9) 最大的壓載水變化率以及關(guān)于以能達(dá)到的壓載水變化率為基礎(chǔ)的裝載計(jì)劃應(yīng)取得港口方面同意的建議； (10) 裝卸貨順序表 (11) 穩(wěn)性資料。 35 裝載儀3.5.1.規(guī)范規(guī)定下列船舶應(yīng)配載裝載儀：100米及以上的應(yīng)考慮大開口處船體梁垂向彎曲和水平彎曲以及扭轉(zhuǎn)和橫向載荷所產(chǎn)生的合成應(yīng)力 的甲板大開口船舶；100米及以上的可能非均勻裝載的船舶即貨物和或壓載可以是不均勻分布；100米及以上的化學(xué)品船和氣體運(yùn)輸船船長(zhǎng)150 m 及以上的散貨船礦砂船和兼用船3.5.1 裝載儀的一般要求總強(qiáng)度對(duì)某艘船舶而言，只有總強(qiáng)度方面的要求是強(qiáng)制的，完整穩(wěn)性、谷物穩(wěn)性和破艙穩(wěn)性計(jì)算為非強(qiáng)制的.軟件應(yīng)能計(jì)算并顯示任何裝載和壓載工況下的靜水彎矩和靜水切力曲線，計(jì)算并顯示最大靜水彎矩及最大靜水切力值及其發(fā)生位置軟件應(yīng)能計(jì)算并顯示任何裝載和壓載工況下的沿船長(zhǎng)計(jì)算點(diǎn)處?kù)o水彎矩、靜水切力值及其許用值，并顯示其與許用值的百分比，如超出許用值，應(yīng)能自動(dòng)報(bào)警 軟件應(yīng)能在適用時(shí)顯示沿船長(zhǎng)計(jì)算點(diǎn)處許用靜水扭矩值和舷側(cè)載荷。軟件應(yīng)能在適用時(shí)計(jì)算并顯示沿船長(zhǎng)計(jì)算點(diǎn)處因貨物裝載不均勻而產(chǎn)生的靜水扭矩值，并與許用值比較。靜水切力、靜水彎矩、靜水扭矩最大值及其沿船長(zhǎng)各計(jì)算點(diǎn)處的計(jì)算值與完工裝載手冊(cè)計(jì)算結(jié)果相比，誤差控制在下標(biāo)范圍內(nèi)。 CB50 50C30 C30 靜水切力 D3 D5 不比較 靜水彎矩 D3 D5 不比較 靜水扭矩 D3 D5 不比較 二局部強(qiáng)度 n 1. 外 板 n 2. 骨 材 規(guī)范給出的橫骨架式及縱骨架式在船中部0.4L區(qū)域內(nèi)船底板厚度的公式船底板厚度公式抄錄如下： 船底為橫骨架式時(shí)： t1=0072sE-1(L+170)Fb mm t2=7.0s(d+h1)Fb mm 船底為縱骨架式時(shí)： t1=0.043s(L+230)Fb mm t2=5.6 s(d+h1)Fb mm 式中：s分別為肘骨間距或縱骨間距，m， L=船長(zhǎng)，m，但計(jì)算時(shí)取不大于200m； Fb=折減系數(shù)； E=1+s2S2，E暫且稱為板格系數(shù)，S為船底桁材或內(nèi)龍骨間距， 次要構(gòu)件的帶板寬度，取一個(gè)肋骨間距。主要構(gòu)件的帶板面積： A=10fbtp CM2式中f- 系數(shù)等于0.3(l/b)2/3 ,但不大于1 b- 主要構(gòu)件所支承的面積的平均寬度m l - 主要構(gòu)件的長(zhǎng)度m tp- 帶板的平均厚度m m bf- 主要構(gòu)件面板寬度m tf- 主要構(gòu)件面板厚度mm 三直接計(jì)算簡(jiǎn)介 四 CCS審圖所用計(jì)算軟件簡(jiǎn)介