船体结构

2020/3/18主讲：夏利娟Email:[e-mail]2020/3/18旧的回忆船体结构节点绘制与识读•板材与常用型材的表达方法•板、型材连接的画法•船体结构图样的表达方法•绘制和识读节点视图•计算机绘制结构节点图2020/3/18新的故事船体结构受力和强度船体骨架结构形式典型船体结构重点掌握：典型船体结构名称（中英文）结构型式和结构受力特点2020/3/18一、船体的受力和强度1、船体的受力行驶于水中的船舶可能受到哪些力呢？2020/3/18作用在船体上的力重力：船舶本身重量（如船壳、机器、设备重量）和船舶载重量（如燃油、货物、人员重量）之和水压力其它作用力：波浪冲击力冰块撞击力机器和螺旋桨运转的振动力等浮力水压力2020/3/182、总纵弯曲船体的总纵弯曲是指：作用在船体上的重力、浮力、波浪水动力和惯性力等引起的船体绕水平横轴的弯曲。船体的总纵弯曲是由静水总纵弯曲和波浪总纵弯曲两部分叠加而成。2020/3/18BGGBPAPD船舶在静水中的总纵弯曲总体平衡局部不平衡中拱hogging中垂sagging2020/3/182020/3/182020/3/18船舶在波浪中的总纵弯曲2020/3/18中拱hogging中垂sagging在波浪状况下，船体内产生的总纵弯矩会比静水中大；当波长与船长相等或接近时，船体的弯曲最严重；中性面：在甲板与船底之间，沿水平方向有一层在船体总纵弯曲时既不拉伸，也不被压缩。船舶在波浪中的总纵弯曲船舶在中垂和中拱时甲板和船底的受力和变形特点？2020/3/18船体在总纵弯曲时的受力特点船体横剖面：中和轴船横梁剖面弯曲正应力船长方向：最大弯矩M2020/3/183、船体强度什么叫船体强度？船体承受外力而不被外力破坏的能力主要包括三方面的强度要求：船体的总纵强度：船体结构抵抗纵向弯曲使整体结构不遭受破坏或产生不允许变形的能力称为总纵强度；总纵弯曲可使整条船舶发生断裂或永久性纵向变形，一条船必须有足够的纵向构件来抵抗总纵弯曲；船体结构中主要有甲板、外壳板、连续的纵向舱壁和连续的纵向骨材。横向强度：横向构件抵抗横向载荷的能力。局部强度：个别构件对局部载荷的抵抗能力。规范计算直接计算2020/3/18二、船体骨架的布置形式1、骨架的作用抗弯2020/3/18板架受压的稳定性船体结构必须由板和骨材组成板架，才具有足够的抗弯能力和稳定性！2020/3/181—底部板架；2—舷侧板架；3—甲板板架；4—舱壁板架1—桁材；2—骨材；3—板2020/3/182、船体骨架的两种布置形式横骨架式——如果船体结构的某一部分（如船底、舷侧、甲板等）横向构件布置的密，间距小，而纵向构件布置的稀，间距大，该布置方式称为横骨架式。（Transversalsystemofframing）纵骨架式——如果船体结构的某一部分纵向构件布置的密，间距小，而横向构件布置的稀，间距大，该布置方式称为纵骨架式。（Longitudinalsystemofframing）对于整个船体而言，有些部分采用横骨架式，有些部分采用纵骨架式，这种结构形式称为纵横混合骨架式。何谓纵向构件？何谓横向构件？2020/3/182、两种布置形式的特点o纵骨架式：纵向布置骨材多，骨材参与船梁抵抗纵向弯曲的有效面积大，提高了船梁的纵向抗弯能力，增加了船体的总纵强度；在同样受力情况下，板的厚度较横骨架式薄，结构重量轻。施工比较麻烦。大型船舶一般采用纵骨架式结构。o横骨架式：总纵强度差、横向强度比较强；同样受力的情况下，需要的外板和甲板的厚度大，结构重量较大；施工较方便，建造成本比较低。一般应用在中小型船舶中。2020/3/18想一想：下面各图采用何种结构形式船首船尾2020/3/18船首船尾2020/3/182020/3/182020/3/182020/3/18三、典型船体结构学习思路：受力特点结构特点：•几何尺寸•骨架形式结构名称（中英文）不同船体部位：中剖面整船外板船底结构舷侧结构甲板结构舱壁结构首尾端结构上层建筑结构其它结构2020/3/181—首柱；2—球鼻首；3—锚链舱；4—首尖舱；5—横舱壁；6—首楼甲板；7—首楼；8—甲板间舱；9—货舱；10—双层底；11—上甲板；12—下甲板；13—机舱；14—轴隧；15—尾尖舱；16—舵机舱；17—尾楼；18—尾楼甲板；19—艇甲板；20—驾驶甲板；21—罗经甲板；22—桅屋；23—舷侧；24—平板龙骨；25—舭部；26—梁拱船体的基本构成2020/3/18（一）外板和甲板板接缝：端接缝(Butt)和边接缝(Seam)外板板列名称：–船底板（BottomPlate）–平板龙骨（PlateKeel）(K列板)–舭列板（BilgeStrake）–舷侧外板（SidePlate）–舷顶列板（SheerStrake）(S列板)1、外板2020/3/18端接缝边接缝2020/3/18K平板龙骨ABCD舭列板EFGS舷顶列板外板板列名称2020/3/18外板的受力总纵弯曲：船底和舷侧分别为船梁的下翼板和腹板，承受总纵弯曲；横向载荷：舷外水压力和舱内液体压力；动力载荷：首部波浪冲击力、尾部螺旋桨工作时的水动压力等；意外载荷：碰撞、搁浅等。2020/3/18外板的厚度分布沿船长方向变化0.4L区域内外板厚度较大，在首尾端0.075L外板较薄。思考：为何如此布置呢？沿肋骨围长方向变化平底龙骨、舷顶列板的板厚相对较厚思考：为何如此布置呢？局部加强：首端锚孔区域、尾端螺旋桨区域、外板开口等；冰区船体外板的加强。将结构布置与受力特点结合考虑——受力决定结构布置2020/3/182、甲板板名称：上甲板（UpperDeck）、下甲板（lowerdeck）第二甲板（SecondDeck）、第三甲板(ThirdDeck)平台甲板（PlatformDeck）、甲板边板（deckstringer）舷弧（sheer）、梁拱（camber）甲板板承受载荷：总纵弯曲：上甲板是船梁的上翼板，承受总纵弯曲应力。横向载荷：甲板货物或甲板上浪水压力等2020/3/18甲板板厚度分布上甲板板厚在所有甲板板中最厚在船中0.4L区域内的甲板应厚些，向首尾两端则逐渐减薄。沿船宽方向，甲板边板是甲板板中自首至尾有效的纵向连续构件，承受总纵弯曲应力，因此甲板边板的厚度厚于其它板列。甲板开口处以及甲板间断处应该进行局部加强分别找出为什么！2020/3/18（二）船底结构单底（singlebottom）–横骨架式–纵骨架式双底（doublebottom）–横骨架式–纵骨架式2020/3/181、横骨架式单底中内龙骨旁内龙骨肋板中内龙骨：centerkeelson旁内龙骨：sidekeelson肋板：floor舭肘板：bilgebracket流水孔：drainhole舭肘板流水孔注意：中内龙骨、旁内龙骨与肋板，谁断，谁连续？2020/3/18中内龙骨与横舱壁的连接1-肋板；2-中内龙骨；3-横舱壁；4-扶强材；5-船底板；6-肘板；7-水平肘扳；8-中内龙骨面板2020/3/18横骨架式单底受力及力的传递龙骨及外板承受总纵弯曲应力众多的横向肋板承受横向载荷，具有很强的横向强度力的传递：外板－肋板－中内龙骨、旁内龙骨、纵舱壁、舷侧骨架－横舱壁一般适用于中小型船舶，大型船舶的首尾部分或机舱部分2020/3/182、纵骨架式单底纵骨架式单层底结构1-船底板；2-中内龙骨；3-旁内龙骨；4-肋板；5-船底纵骨；6-肘板；7-加强筋2020/3/18船底纵骨：bottomlongitudinal问题：中内龙骨、旁内龙骨与肋板，谁断，谁连续？与横骨架式单底的区别？2020/3/18纵骨架式单底受力及力的传递•纵骨是纵向连续构件，参与船体总纵弯曲。•所有龙骨连续贯通，肋板间断。力的传递：外板－船底纵骨－肋板－中内龙骨、旁内龙骨、纵舱壁、舷侧骨架－横舱壁目前，单底船舶越来越少，逐步被双底结构代替。2020/3/183、横骨架式双底内底板中底桁：bottomcentergirder旁底桁：bottomsidegirder内底板：innerbottomplate主肋板：solidfloor水密肋板：watertightfloor框架肋板：bracketfloor人孔：manhole减轻孔：lighteninghole中底桁旁底桁主肋板框架肋板水密肋板对应单底是什么构件？2020/3/18主肋板水密肋板框架（组合）肋板横向双层底肋板2020/3/18内底板(a)下倾式；(b)上倾式；(c)水平式；(d)折曲式轻型肋板内底边板类型2020/3/18横骨架式双底受力及力的传递•船底板、内底板、中底桁材纵向连续，承受总纵弯曲。•肋板承受横向载荷力的传递：外板－肋板－旁底桁、中底桁、纵舱壁、舷侧骨架－横舱壁2020/3/184、纵骨架式双底中底桁旁底桁内底板船底纵骨内底纵骨主肋板水密肋板2020/3/18箱形中底桁的结构形式1-肋板；2-中底桁；3-纵骨；4-水密底纵桁；5-内底横骨；6-肘板箱形中底桁1-船底横骨;2-水密底纵桁;3-纵骨;4-内底板;5-内底横骨;6-主肋板;7-肘板;8-船底中心线2020/3/18箱形龙骨•纵向强度•布置管系侧板2020/3/18纵骨与肋板的连接形式肋板结构(a)主肋板；(b)肋板间结构1-减轻孔；2-主肋板；3-加强筋；4-内底纵骨；5-人孔；6-船底纵骨；7-内底边板；8-肘板；9-内底板；10-旁底桁，11-中底桁肋板纵骨2020/3/18双层底舭肘板的结构形式1-主肋骨；2-舭肘板；3-趾端；4-加强筋；5-肋板；6-强肋骨；7-舭肘板面板舭肘板2020/3/18纵骨架式双底受力及力的传递•纵骨和船底桁材、内外底板一起承受总纵弯曲。力的传递：内底板、外板－船底纵骨－肋板（横舱壁）－底桁材、舷侧骨架－横舱壁纵骨架式双层底与横骨架式双层底的区别纵骨架式双层底结构中，在内底板下和船底板上布置大量的纵骨，这些纵骨与船底纵桁、内外底板等一起承担总纵强度及局部强度，可以减小船底板厚度纵骨架式双层底结构中，每隔3~4个肋位布置一道主肋板，而在主肋板之间不设置框架肋板。2020/3/18散货船底部结构特点设置纵骨的底边舱结构1-纵骨；2-强框架腹板；3-围绕扁钢；4-小肘板；5-水密旁底桁；6-横框架；7-斜顶板；8-加强筋；9-肋板2020/3/18无纵骨的底边舱结构(a)主肋板结构；(b)肋板间结构1-内底板；2-肋板；3-纵骨；4-箱形中底桁；5-间断旁底桁；6-连续旁底桁；7-旁底桁；8-斜顶板；9-加强筋；10-肘板纵骨架式全底桁船底结构2020/3/18油船底部结构特点油船纵骨架式双层底结构1-开孔横隔板；2-舷侧纵骨；3-舷侧外板；4-舭肘板；5-斜板纵骨；6-人孔；7-实肋板；8-旁底桁；9-内底板；10-水平加强筋；11-中底桁；12-内底板；13-船底纵骨；14-船底外板2020/3/18集装箱船底部结构特点集装箱船底部结构1-中底桁；2-内底板；3-内底纵骨；4-舭龙骨；5-加强筋；6-旁底桁；7-船底纵骨2020/3/18讨论题下图船舶底部结构为何种形式？并说出结构名称。中内龙骨与中底桁材有何区别？单底横骨架式和纵骨架式均有肋板和内龙骨，它们的作用有什么区别？纵骨架式双层底与横骨架式双层底结构上有哪些不同？单底结构与双层底结构的优缺点？2020/3/1812342020/3/18（三）舷侧结构单层、双层、多层横骨架式、纵骨架式舷侧结构的受力：舷外水压力舱内货物的横向压力或液体压力总纵弯曲时的作用力波浪冲击、碰撞、冰块撞击或挤压力等2020/3/181、横骨架式舷侧结构主要优点：制造方便横向强度好根据肋骨布置方式不同，有三种形式：–单一肋骨形式–强肋骨、舷侧纵桁和主肋骨组成–双层壳舷侧结构形式2020/3/18单一肋骨形式2020/3/18单壳横骨架式舷