船舶结构强度课程设计之散货船汇总.docx
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船舶结构强度课程设计之散货船汇总
《船舶强度与结构设计》
课程设计
成绩：
姓名：
潘睿
班级：
A13船舶4
学号：
130305401
日期：
2016/6/12
目录
1船体结构设计任务书………………………….………………..……………………...………...1
2船体结构尺寸确定
2.1外板......................................................................................................................................4
2.2甲板......................................................................................................................................6
2.3双层底..................................................................................................................................7
2.4舷侧骨架..............................................................................................................................8
2.5甲板骨架..............................................................................................................................9
3中剖面构件尺寸汇总...................................................................................................................11
4中剖面模数计算...........................................................................................................................12
5总强度校核...................................................................................................................................15
6第二货舱中剖面结构图...............................................................................................................16
7参考文献.......................................................................................................................................17
船体结构设计任务书
1按CCS颁布的《钢质海船入级与建造规范》（2006年）设计下述船舶的船中剖面结构
船型：
双甲板尾机型散货船
主尺度：
船长L=110m
船宽B=15.0m
型深D=9.0m
吃水d=6.5m
方型系数Cb=0.707
该船的纵中剖面草图见图1
2与设计有关的条件
该船主要装运谷物、粮食等散货。
上甲板舱口两侧及货舱船底采用纵骨架式结构，其余采用横骨架式。
甲板间高：
H=3m
纵骨间距：
自9＃～131＃肋位，s=700mm;其余s=600mm
双层底高：
第一货舱h=2.2m;其余H=1.3m
舱口宽度：
b=8m
舱口长度：
按说明选取
最大静水弯矩（压载出港）：
Ms=13876t.m
船容系数：
η=1.51m3/t（即装载率r=1/1.51=0.66t/m3）
上甲板货物计算载荷p=1.3t/m2
要求设计第二货舱中的横剖面结构。
该横剖面草图见图2。
设计甲板骨架若需支柱时，规定在货舱内只设在中心线上，如图3所示。
推荐纵骨间距为600mm或700mm。
3提交作业
a）船体结构设计计算书。
b）用1：
50的比例绘出设计横剖面的结构图。
计算书包括：
（a）对设计船特征（船型、主尺度、结构形式等）的概述，设计所根据的规范版本的说明等；（b）按船底、船侧、甲板的次序，分别写出确定每一构件尺寸的具体过程，并明确标出所选用的尺寸。
注意事项：
计算书应简明、清晰、便于检查。
结构图应符合船舶制图规定，图上所标构件尺寸应与计算书中所选用尺寸一致。
4货舱设计方案
该设计可采用下述两种方案之一：
（1）第一货舱：
舱口从108＃～124＃肋位，舱口长l=11.2m
第二货舱：
舱口从77＃～93＃肋位，舱口长l=11.2m
第三货舱：
舱口从43＃～59＃肋位，舱口长l=11.2m
骨架采用常规结构形式。
（2）第一货舱：
舱口从106＃～124＃肋位，舱口长l=12.6m
第二货舱：
舱口从70＃～94＃肋位，舱口长l=16.8m
第三货舱：
舱口从38＃～59＃肋位，舱口长l=14.7m
骨架采用悬臂梁结构形式。
5设计参考书目
〖1〗《钢质海船入级与建造规范》（2006年）中国船级社
〖2〗《船舶设计手册》（结构分册）国防工业出版社
〖3〗《船体强度与结构设计》（王杰德等主编）国防工业出版社1995年出版
〖4〗《船舶计算结构力学》（聂武等主编）哈工大学出版社2000年出版
6船体结构尺寸确定样例
2船体结构尺寸确定
1.外板
1.1船底外板
1.1.1船底为纵骨架式，船中0.4L区域内的船底板厚度t应不小于按下列两式计算所得之值:
式中：
s—纵骨间距，0.7m；
d—吃水，6.5m；
L1=L，L为船长99.0m；
—
取
规范（2.3.1.3）
船底外板取：
t=15mm
规范（2.3.1.5）
主尺度&数据
船长L=110m
110.00
船宽B=15.0m
15.00
型深D=9.0m
9.00
吃水d=6.5m
6.50
方型系数Cb=0.707
0.707
Fb=1
1.00
Fd=1
1.00
自9＃～131＃肋位，s=0.7m
0.70
水密隔壁扶强材s
0.60
舭部半径r=2100mm
2100.00
材料系数KL=1
1.00
f=1
1.00
l纵骨=2.8m
2.80
l主肋骨=3.5m
3.50
l舱口纵桁=8m
8.00
l水密隔壁扶强材=2.1m
2.40
b=7.5m
7.50
顶边仓h1
2.00
顶边仓b1
3.50
顶边仓h
3.48
1.外板
8.13
规范2.2.3.1
1.30
规范6.2.2.1
0.68
规范1.2.8.1
2.34
规范2.3.4.2
（1）船舯0.4L区域内的船底板厚度
10.23
规范2.3.1.3
10.95
规范2.3.1.3
实取t=11mm
（2）离船端0.075L区域内的船底板厚度
10.02
规范2.3.1.4
实取t=11mm
（3）平板龙骨
1285.00
规范2.3.2.1
12.95
规范2.3.2.2
实取t=1500mm×13mm
（4）舭列板
10.23
规范2.3.3.1
10.95
规范2.3.3.1
12.73
规范2.3.3.2
实取t=13mm
（5）船舯部0.4L区域内的纵骨架式舷侧外板厚度
距基线D/2以上的舷侧外板厚度
9.24
规范2.3.4.3
8.74
规范2.3.4.3
10.49
规范8.3.2.1
实取t=13mm
距基线D/4以下的舷侧外板厚度
9.24
规范2.3.4.3
10.56
规范2.3.4.3
10.49
规范8.3.2.1
实取t=13mm
（6）离船端0.075L区域内的舷侧外板厚度
10.02
规范2.3.4.4
实取t=13mm
（7）舷顶列板
1350.00
规范2.3.5.1
9.24
规范2.3.5.3
8.57
规范2.3.5.3
实取t=1500mm×14mm
（8）艏楼舷侧外板
8.73
规范2.17.4.2
实取t=10mm
（9）艉楼舷侧外板
7.89
规范2.17.4.2
实取t=10mm
2.甲板
（1）船舯部0.4L区域内开口线以外强力甲板厚度
9.24
规范2.4.2.1
8.57
规范2.4.2.1
实取t=15mm
（2）船舯部0.4L区域内开口线以内强力甲板厚度
8.57
规范2.4.2.2
实取t=15mm
（3）离船端0.075L区域内的强力甲板厚度
8.57
规范2.4.2.2
实取t=15mm
（4）船舯部0.4L区域内的甲板边板
1248.00
规范2.4.3.1
15.00
规范2.4.3.1
实取t=1500mm×16mm
（5）艏楼甲板板
8.34
规范2.7.5.5
实取t=14mm
（6）艉楼甲板板
7.89
规范2.7.5.4
实取t=14mm
3.双层底
（1）中桁材
948.00
规范2.6.2.1
11.30
规范2.6.2.2
9.30
规范2.6.2.2
实取:
船中0.4L区域内1300mm×12mm
0.75L区域内1300mm×10mm
（2）旁桁材
8.30
规范2.6.10.1
实取t=10mm
（4）实肋板及垂直加强筋
9.13
规范2.6.11.2
7.64
规范2.6.11.2
实取：
实肋板t=10mm,垂直加强筋10mm×150mm
（5）内底板
船中0.4L区域内
10.00
规范2.6.13.1
实取t=10mm
机舱区域
10.85
规范2.6.13.1
实取t=11mm
（6）船底纵骨
外底纵骨
498.43
规范2.6.12.2
实取HP270×55×12W=556.1cm3
内底纵骨
423.67
规范2.6.12.2
实取HP240×54×14W=471.6cm3
（7）底边仓斜板厚度
12.00
规范2.6.13.2
实取t=12mm
（8）斜板纵骨
423.67
规范8.5.3.1
实取HP240×54×14W=471.6cm3
4.舷侧骨架
（1）主肋骨
4.17
规范2.7.2.1
232.16
规范2.7.2.1
2600.25
规范2.7.2.7
实取HP200×44×10W=269.0cm3I=4851cm4
5.甲板骨架
（1）计算压头
1.24
规范2.8.1.1
（2）露天强力甲板纵骨
85.78
规范2.8.5.1
1.49
规范2.8.5.1
实取HP270×55×12W=556.1cm3
（3）舱口甲板纵桁
4179.84
规范2.8.8.1
86940.67
规范2.8.8.1
实取W=5342cm3I=334662cm4
（4）顶边舱斜板
7.72
规范8.6.2.1
8.40
规范8.6.2.1
实取t=13mm
（5）顶边舱斜板纵骨
191.09
规范8.6.3.1
实取HP240×54×14W=471.6cm3
（6）水密隔壁
6.98
规范8.6.6.1
7.20
规范8.6.6.1
实取t=7mm
（7）水密隔壁扶强材
163.79
规范8.6.6.2
实取HP180×40×9W=199.7cm3
（8）非水密隔壁扶强材
81.90
规范8.6.7.2
实取HP140×33×7W=97.5cm3
中剖面构件尺寸汇总
构件名称
构件尺寸
外板
船底板
11mm
平板龙骨
1500mm×13mm
舭列板
13mm
舷侧外板
t=13mm（距基线D/2以上）
t=13mm（距基线D/4以下）
t=12mm（距基线D/4以上和D/2以下）
舷顶列板
1500mm×14mm
甲板
强力甲板
15mm
下层甲板
14mm
甲板边板
1500mm×16mm
舱口甲板纵桁
双层底
中桁材
船中0.4L区域内1300mm×12mm
0.75L区域内1300mm×10mm
旁桁材
1000mm×10mm
船底纵骨
HP270×55×12
內底纵骨
HP240×54×14
内底板
10mm
加强筋
10mm
舷侧骨架
主肋骨
HP200×44×10
甲板骨架
露天强力甲板纵骨
HP270×55×12
顶边舱斜板
13mm
顶边舱纵骨
HP240×54×14
底边舱斜板
12mm
底边舱斜板纵骨
HP240×54×14
水密隔壁
7mm
水密隔壁扶强材
HP180×40×9
非水密隔壁扶强材
HP140×33×7
中剖面模数计算
编号
构件名称
构件尺寸（cm）
A（cm2）
距离（cm）
件数
静矩（cm3）
惯性矩（cm4）
Ix（每件自身惯性矩）（cm4）
i（自身惯性矩之和）（cm4）
1
甲板边板
1.6
150
240
900
1
216,000.00
194,400,000.00
0
2
主甲板
1.5
200
300
900
1
270,000.00
243,000,000.00
0
3
甲板纵桁
⊥1.2*75/1.6*28
134.8
862.5
1
116,265.00
100,278,562.50
86073.17
4
甲板纵骨
HP27*5.5*1.2
175.28
891
4
156,174.48
139,151,461.68
274
1096
5
下层甲板
1.4
350
490
600
1
294,000.00
176,400,000.00
0
6
下层甲板纵桁
⊥1.2*75/1.6*28
134.8
562.5
1
75,825.00
42,651,562.50
86073.17
7
下层甲板纵骨
HP24*5.4*1.4
174.2
591
4
102,952.20
60,844,750.20
274
1096
8
顶边仓斜板
1.3
373.5
485.55
487.5
1
236,705.63
115,393,992.19
9
顶边仓斜板纵骨
HP24*5.4*1.4
43.55
551
1
23,996.05
13,221,823.55
274
274
顶边仓斜板纵骨
HP24*5.4*1.4
43.55
518.2
1
22,567.61
11,694,535.50
274
274
顶边仓斜板纵骨
HP24*5.4*1.4
43.55
485.5
1
21,143.53
10,265,181.39
274
274
顶边仓斜板纵骨
HP24*5.4*1.4
43.55
452.7
1
19,715.09
8,925,018.98
274
274
顶边仓斜板纵骨
HP24*5.4*1.4
43.55
419.9
1
18,286.65
7,678,562.24
274
274
10
底边仓斜板
1.2
312.4
374.88
230
1
86,222.40
19,831,152.00
11
底边仓斜板纵骨
HP24*5.4*1.4
43.55
290.5
1
12,651.28
3,675,195.39
2542
2542
底边仓斜板纵骨
HP24*5.4*1.4
43.55
245.7
1
10,700.24
2,629,047.74
2542
2542
底边仓斜板纵骨
HP24*5.4*1.4
43.55
200.9
1
8,749.20
1,757,713.28
2542
2542
底边仓斜板纵骨
HP24*5.4*1.4
43.55
156.1
1
6,798.16
1,061,192.00
2542
2542
12
内底板
1
490
490
130
1
63,700.00
8,281,000.00
13
内底板纵骨
HP24*5.4*1.4
217.75
290.5
5
63,256.38
18,375,976.94
2542
12710
14
中底桁
1.2
130
156
65
1
10,140.00
659,100.00
15
旁底桁
1
130
260
65
2
16,900.00
1,098,500.00
16
外底板纵骨
HP27*5.5*1.2
262.92
2.66
6
699.37
1,860.32
3265
19590
17
舭部外板纵骨
HP27*5.5*1.2
43.82
20.5
1
898.31
18,415.36
2542
2542
舭部外板纵骨
HP27*5.5*1.2
43.82
46.4
1
2,033.25
94,342.71
2542
2542
舭部外板纵骨
HP27*5.5*1.2
43.82
90.2
1
3,952.56
356,521.27
2542
2542
舭部外板纵骨
HP27*5.5*1.2
43.82
146
1
6,397.72
934,067.12
2542
2542
18
舷侧纵骨
HP27*5.5*1.2
43.82
210
1
9,202.20
1,932,462.00
2542
2542
舷侧纵骨
HP27*5.5*1.2
43.82
280
1
12,269.60
3,435,488.00
2542
2542
19
舷侧纵骨
HP24*5.4*1.4
43.55
460
1
20,033.00
9,215,180.00
274
274
舷侧纵骨
HP24*5.4*1.4
43.55
530
1
23,081.50
12,233,195.00
274
274
20
舷顶列板
1.4
150
210
825
1
173,250.00
142,931,250.00
21
舷侧外板
1.3
200
260
650
1
169,000.00
109,850,000.00
舷侧外板
1.3
200
260
450
1
117,000.00
52,650,000.00
22
舷侧外板
1.3
120
156
290
1
45,240.00
13,119,600.00
23
舭列板
1.3
200
260
120
1
31,200.00
3,744,000.00
24
舭列板
1.3
200
260
30
1
7,800.00
234,000.00
25
外底板
1.1
200
220
0
2
0.00
0.00
26
平板龙骨
1.3
75
97.5
0
1
0.00
0.00
求和
6361.65
1,532,024,709.83
233976.34
A
B
C
总和
6361.65
2,474,806.36
1,532,258,686.17
总强度校核
参考轴至中和轴距离e
389.02
对中和轴惯性矩I
1139021144.07
船底距中和轴距离d1
389.02
船底处Wb
2927927.60
主甲板距中和轴距离d2
510.98
主甲板处Wd
2229089.58
主甲板纵桁距中和轴距离d3
473.48
主甲板纵桁处Wg
2405635.12
船舯最小剖面模数W0
2076425.385
船舯剖面对水平中和轴的惯性矩I0
685220377
本船的中横剖面模数满足规范要求
第二货舱中剖面结构图
参考文献
〖1〗《钢质海船入级与建造规范》（2006年）中国船级社
〖2〗《船舶设计手册》（结构分册）国防工业出版社
〖3〗《船体强度与结构设计》（王杰德等主编）国防工业出版社1995年出版
〖4〗《船舶计算结构力学》（聂武等主编）哈工大学出版社2000年出版
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