钢制船结构设计课程设计过程.docx

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钢制船结构设计课程设计过程

第一章概述

1.本船结构强度计算书根据中国船级社2009年<<钢质内河船舶建造规范>>制订

2.结构形式：

纵骨架式结构，双底双舷，单甲板。

A级内河自航集装箱船

3.计算尺度：

设计水线长：

65.79m

型宽：

17.80m

型深：

6.00m

结构吃水4.45m

实际吃水：

2.11m

方形系数：

0.8659

4.主尺度比（符合规范2.2.1.1之规定）：

L/D=65.79/6.00=10.965<25，

B/D=17.80/6.00=2.97<4

第二章结构计算

2.1外板：

2.1.1平板龙骨（2.3.1.1）

船中部平板龙骨厚度应按船中部底板厚度增加1mm。

平板龙骨的宽度应不小于0.1B，且应不小于0.75m。

B≥0.75（m）0.1B=1.78m

实取全船平板龙骨厚δ=11mm,平板龙骨宽度2m。

2.1.2船中部底板（2.3.2.1及8.3.1）

船中0.4L内大舱口船货舱区域的船底板厚t应不小于按下列式子计算所得：

mm

=1.0×（0.066×65.79+4.50×0.60-0.80）=6.242mm

式中:

α、β、γ——系数。

由A级航区和纵骨架式,a=1.0;

船底板尚应不小于（2.3.2.2）：

mm

=4.8×0.60×=5.28mm

式中：

d——吃水，m；d=2.11

s——肋骨或纵骨间距，m；s=0.6

r——半波高，m,r=1.25（1.2.5.1,A级航区选取）

船底板尚应不小于（8.3.1）：

mm

=1.0×（0.05×65.79+3.9×0.6+1.0）=6.630mm

式中:

α、β、γ——系数。

由A级航区和纵骨架式,a=1.0;

实取船底板厚

2.1.3舭列板（2.3.3.1）

舭列板厚度应按船中部船底板厚度增加0.5mm。

即δ=6.630+0.5=7.130（mm）

实取舭列板厚度。

注：

本船采用的是圆舭，则舭列板宽度应至少超过舭部圆弧以外100mm，并应超过实肋板面板表面以上150mm。

2.1.4舷侧外板（2.3.4.1及8.3.2）

1.船中部舷侧外板厚度应不小于船底板厚度的0.9倍。

即δ≥0.9×6.630=5.967（mm）

2.舷侧外板的厚度应与船底板厚度相同。

实取厚度为10mm

2.1.5舷侧顶列板（2.3.5及8.3.3）

1.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加1mm，取其大者。

2.货舱区域舷侧顶列板在强力甲板以下的宽度应不小于0.15D，其厚度不小强力甲板边板厚度的0.85倍或舷侧外板厚度增加1mm，取其大者。

舷顶列板宽度

b=0.15×6.00=0.90m

实取舷侧顶列板厚，宽度900mm。

2.1.6内舷板（8.3.4）

内舷板的厚度应与舷侧外板厚度相同，应直接延伸至船底板，实取t=10mm。

2.1.7内底板（2.3.9.1及8.3.5）

载货部位内底板厚度t应不小于按下式计算所得之值：

t=6.63×0.8=5.304mm

式中：

s——肋骨或纵骨间距，m；s=0.6

h——计算水柱高度，m，自内底板上缘量至干舷甲板边线（或舱棚顶板与围壁板交线）的距离。

实取内底板厚度t=10mm。

2.2甲板（2.4.1.1及8.3.6）

船船长大于或等于50m的船舶，其中部货舱区域内的甲板边板的厚度t应不小于按下式计算所得之值：

t=smm=0.6×=7.37mm

t=1.1mm=1.1×=8.92mm

式中：

L——船长，m；

s——纵骨间距，m；

a——航区系数，对A级航区船舶取a＝1

h——甲板计算水柱高度，m，强力甲板取0.5m

实取船中部甲板厚度t=10mm。

船中部甲板边板的宽度应不小于0.1B，厚度应按甲板厚度增加1mm。

故甲板边板的厚度为t=11mm，宽度为2000mm。

2.3船底骨架

考虑船型，船底采用双底纵骨架式，其在中纵剖面处的高度h应不小于下式计算之值，且不小于700mm也不大于1500mm。

B1——双层底计算跨度，m。

双舷侧船取内舷板至内舷板的距离。

实取h=800mm

2.3.1实肋板（8.4.2）

1.双层底实肋板不论骨架形式，其间距应不大于2.6m。

2.实肋板的厚度应不小于所在部位船底板的厚度。

3.实肋板腹板高度与厚度之比大于100时或实肋板腹板高度大于800mm时，应在实肋板腹板上设置垂直加强筋。

加强筋的厚度与实肋板厚度相同，宽度为厚度的8倍，其间距不大于1000mm。

4.实肋板腹板上应尽可能减少开孔，对必须开设的人孔，其高度应不大于实肋板高度的0.5倍，宽度不大于实肋板高度的0.8倍。

开孔边缘应采用面板加强，其厚度不小于腹板厚度的1.25倍，宽度不小于80mm。

开孔间距应不小于双层底的高度；开孔的边缘距货舱底部边缘的距离应不小于开孔宽度的1.5倍。

实取：

实肋板的厚度t=10mm，垂直加强筋的厚度t=10mm，宽度为80mm。

2.3.2桁材（8.4.3）

1.双层底桁材的间距应不大于2.6m。

2.中桁材应连续贯通，其厚度应与所在部位平板龙骨厚度相同。

对于平底船可免设中桁材。

3.旁桁材由间断板构成，其厚度应与所在部位船底板厚度相同，但应不小于相连实肋板厚度。

4.纵骨架式双层底纵桁材，当其高度与厚度之比大于100时或腹板高度大于800mm时垂向加强筋，其厚度与桁材的厚度相同，宽度为厚度的8倍，间距不大于1000mm。

5.桁材腹板上应应尽可能减少开孔，如需开孔应满足本节8.4.2.4的规定。

实取：

中桁材，旁桁材。

2.3.3内底纵骨（8.4.4）

货舱区域内底纵骨的剖面模数W应不小于按下式计算所得之值：

实取内底纵骨取型号为的不等角钢，带板尺寸为。

剖面模数为W=168.362cm3＞104cm3。

2.3.4船底纵骨（8.4.5）

船底纵骨除应满足本篇2.6.7.1的要求外，其剖面模数尚应不小于内底纵骨剖面模数的0.85倍。

船底纵骨实取型号为的不等角钢，带板尺寸为。

2.4舷侧骨架

2.4.1舷侧普通肋骨（2.7.2.1）取交替肋骨制

普通肋骨的剖面模数W应不小于按下式计算所得之值：

W=Ks（d+r）l²=4.9×0.6×（2.11+1.25）×2^2=39.5136cm³

式中：

K——系数，按表2.7.2.1选取；

s——肋骨间距，m；

d——吃水，m；

r——半波高，m，按本篇1.2.5.1的规定；

l——肋骨跨距，m，对主肋骨和未设置舷侧纵桁的普通肋骨，取肋骨与实肋板内缘交点至肋骨与横梁内缘交点间的垂直距离，如图2.7.2.1所示；主肋骨制若设置舷侧纵桁时，主肋骨跨距仍按本规定确定；对设有舷侧纵桁的普通肋骨，取肋骨与实肋板内缘交点至舷侧纵桁的垂直距离，但应不小于1.25m。

实取不等角钢，带板。

其W=120.297>39.5136。

2.4.2强肋骨（8.6.3）

强肋骨的剖面模数W应不小于按下式计算所得之值：

W=6s（d+r）l²=6×0.6×（2.11+1.25）×3²=108.864cm³

实取T型钢，带板尺寸为1200×10。

其W=415.58>108.864，符合要求。

2.4.3舷侧纵桁（8.6.4）

舷侧骨架采用横骨架式时，应在内、外舷设置一道舷侧纵桁，舷侧纵桁的剖面尺寸与强肋骨相同。

实取T型钢，带板尺寸为1900×10。

2.4.4肘板（8.6.5及8.6.9）

1.舱底纵骨应与货舱区船底纵骨相同。

2.外舷强肋骨可与实肋板搭接相连，搭接长度应不小于强肋骨腹板高度，或设肘板与实肋板连接，肘板的直角边长与实肋板腹板高度相同，厚度与实肋板厚度相同。

3.内、外舷的普通骨材可直接与实肋板搭接相连。

搭接长度为普通骨材高度的2倍。

2.4.5舱底实肋板（8.6.6及8.6.7）

1.舷舱内单底实肋板应由货舱区的实肋板直接延伸，货舱为双层底结构，则舷舱内单底实肋板的高度可为货舱区双层底高度的1/2。

实肋板的厚度与货舱区实肋板的厚度相同，实肋板上缘应设折边或设面板。

2.舱底肋骨应与货舱区船底骨材相同。

2.5甲板骨架

2.5.1甲板强横梁（8.8.1.）

1.开口线外侧甲板在设置强肋骨的肋位上应设置强横梁，强横梁的间距应不大于2.6m。

2.双舷侧结构的开口线外侧夹板强横梁应与舷侧强肋骨尺寸相同。

3.实取T型钢。

2.5.2甲板横梁（8.8.2）

双舷侧结构的开口线外侧甲板横梁应与舷侧肋骨尺寸相同。

实取不等角钢。

2.5.3甲板纵桁（8.8.3）

大舱口开口线外侧的甲板纵桁尺寸应与强横梁相同。

实取T型钢。

2.5.4纵骨（8.8.4）

1.开口线外侧甲板纵骨的剖面模数应不小于按下式计算所得之值：

W=kcsL=0.3591×1.45×0.6×65.79=20.55cm

式中：

k——系数，k=（650-11L+0.1L2）×10-3=0.3591；

c——系数，对A级航区船舶强力甲板取1.45；

L——船长，m；

2.开口线外侧甲板纵骨的剖面惯性矩I应不小于按下式计算所得之值：

式中：

a——纵骨连同带板的剖面积，cm2；

l——纵骨跨距，m，取强横梁间距。

实取不等角钢带板尺寸为600×10。

其W=120.297cm3，I=1065.617cm4。

2.6舱口围板（8.8.5）

1.船长大于等于40m且长大舱口围板在船中部0.4L范围内连续时，舱口围板伸出甲板以上的高度h应大于按下式计算所得之值且不大于1500mm：

h=KD=455.06×6=2730mm

式中：

K——系数，K=1248-16L+0.06L²=455.06

D——型深，m；

L——船长，m。

长大舱口围板厚度t应不小于按下式计算所得之值：

t=0.1L+2.5=0.1×65.79+2.5=9.08mm

式中：

L——船长，m。

实取舱口围板的高度为h=1100mm，厚度为t=10mm。

2.长大舱口围板伸入甲板以下至少200mm。

双舷或舷顶设有抗扭箱的大舱口船，舱口围板应与内舷板或抗扭箱内侧板布置在同一平面内并与之连接。

3.长大舱口围板应设置水平桁扶强，水平桁应位于舱口围板顶缘或位于舱口围板顶缘以下不超过300mm范围内。

水平桁的剖面积应不小于甲板以上舱口围板剖面积的0.3倍。

水平桁的尺寸为不等角钢。

舱口加强为U型板。

2.7抗扭箱

2.7.1抗扭箱的尺寸

根据总布置图可知：

h=1200mm，b=1450mm。

2.7.2板及骨架（8.9.2）

抗扭箱采用纵骨架形式。

1.内侧板厚应不小于舷侧外板的厚度，如设有舱口围板且不小于舱口围板厚度。

2.下封板的厚度应不小于舷侧外板的厚度。

3.外舷板、内侧板的骨架形式和结构尺寸与舷侧板骨架形式及构件尺寸相同。

实取抗扭箱纵骨为不等角钢。

平台甲板厚度为t=10mm，内侧板厚度为t=10mm。

2.8舱壁（8.10）

2.8.1首、尾横舱壁（8.10.1）

1.货舱前、后的横舱壁的厚度应不小于按第2章2.12.2.1计算所得之值加上0.5mm：

式中：

K、c——系数，按表2.12.2.1选取；

s——扶强材间距，m；

h——由舱壁下缘量至舱壁顶端（深舱舱壁另加0.5m）或量至溢流管顶端的垂直距离，m，取大者，但应不小于2.0m。

实取横舱壁的厚度为t=10mm

2.