毕业论文90.27M近海集装箱船结构规范设计.doc

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本科毕业论文

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指导教师

船舶与海洋工程学院

江苏科技大学本科毕业论文

90.27M近海集装箱船结构规范设计

Structuredesignof90.27MInshorecontainershipbyrules

CoastalContainerShipbyrules

江苏科技大学本科毕业设计（论文）

摘要

随着世界贸易的迅速发展，集装箱船需求量迅速增加，目前世界各大船厂接单量猛增。

集装箱船朝着大型化发展，但由于世界各国日益重视内河航道运输的发展，小型集装箱船也有广阔的发展空间。

本文介绍了90.27M近海集散两用货船规范设计的基本过程，主要依据CCS2006版《钢质海船入级与建造规范》进行结构设计计算与校核。

本船为球鼻艏，方尾全焊接结构钢质船，设单层连续甲板，尾部设五层甲板室，采用单机单桨流线型双支点平衡舵。

货舱区域为纵骨架式，艏艉及上层建筑为横骨架式。

本文的主要内容包括：

1.集装箱船的发展及展望，集装箱船结构特点，规范设计方法及设计过程中应注意的问题。

2.90.27M集装箱船结构规范设计计算，及船中货舱区横剖面的弯曲强度校核。

3.典型横剖面图和基本结构图的绘制。

关键词：

集装箱船；规范设计；横剖面图；基本结构图

Abstract

Alongwiththefastdevelopmentofworldtrade,thedemandofcontainershipsincreasequickly,nowmanybigcompaniesgetmanyorders.Withcontainershipstendingtolarge-scale,butbecausemanycountriesnowdevelopinland-rivertransportation,small-scalecontainershipalsohasawideforeground.

Thispaperintroducethebasicstructureofstandardizeddesignprocessof90.27Mcontainership,whichisdesigned,calculatedandcheckedaccordingtoCCS<>（2006edition）.Thisshipwithbulbbow,transomsternofweldedsteelstructure,singlecontinuousdeck，five-storeydeckhousesatstern,usingsingle-propelleraerodynamicbalancefulcrumrudder.Cargocabindistrictislongitudinalframe,thebow,sternandsuperstructureistransverseframe.

Themaincontentsofthisarticleincludes:

1.Developmentandforecastingofcontainership;Thestructuralcharacteristicsofcontainership;Themethodsandwhatshouldbepayattentiontoduringthedesign.

2.Thebasicprocessof90.27Mcontainershipstructuredesign,andexaminationofbendingintensityofthemidshipsectionindistrictofcargocabin.

3.Mappingofthemidshipsection,basicconstructionprofileandplan

Keywords:

containership；structuredesign；mapofthemidshipsection；map

ofbasicconstructionprofileandplan

II

江苏科技大学本科毕业设计（论文）

目录

第一章绪论 1

1.1集装箱船的发展概况 1

1.2集装箱船的特点 2

1.3结构设计概述 4

1.3.1.结构设计的依据 4

1.3.2.结构设计任务 4

1.3.3.结构设计的方法 4

1.3.4.规范设计的基本步骤 4

1.3.5.结构布置的一般原则 5

1.4设计成果及存在问题 5

第二章结构规范计算书 7

2.1说明 7

2.2船体主要参数 7

2.3货舱区域船体结构构件计算 7

2.3.1货舱区域船体外板 8

2.3.2货舱区域甲板 10

2.3.3货舱区域的纵骨架式双层底骨架 11

2.3.4货舱舷侧骨架 12

2.3.5货舱区甲板骨架 16

2.3.6货舱平面横舱壁 17

2.4机舱区域船体结构构件计算 18

2.4.1机舱区域肋板 18

2.4.2旁内龙骨 18

2.4.3甲板间肋骨 18

2.4.4强肋骨 19

2.4.5机舱甲板横梁 19

2.4.6机舱平台纵桁 20

2.4.7机舱区域甲板 20

2.4.8机舱平台甲板 20

2.4.9机舱油密舱壁 21

2.4.10油舱壁扶强材 21

2.4.11主机座 21

2.4.12机舱区域船底板 22

2.4.13机舱区域舷侧外板 22

2.4.14机舱区域甲板板 22

2.5船端加强 23

2.5.1艏尖舱 23

2.5.2艉尖舱内加强 24

2.5.3艏、艉柱 26

2.5.4、船艏底部加强 27

2.5.5艏舷侧结构加强 28

2.6上层建筑 29

2.6.1计算压头 29

2.6.2端壁 31

2.6.3上层建筑端壁扶强材 31

2.6.4上层建筑的侧壁板 32

2.6.5艏楼甲板板 32

2.6.6艏楼肋骨 32

2.6.7艏楼甲板横梁 33

2.6.8首尾甲板纵桁 33

2.6.9艏楼强横梁 34

2.7甲板室及机舱棚 34

2.7.1甲板室围板构件尺寸的计算压头 34

2.7.2甲板室围壁板 36

2.7.3甲板室围壁扶强材 36

2.7.4甲板室甲板横梁 36

2.7.5甲板室甲板纵桁 37

2.7.6机舱棚围壁甲板室甲板厚度 37

2.7.7机舱棚围壁围壁扶强材 38

2.8舱口围板 38

第三章船中强度校核 40

3.1基本剖面模数W0计算 40

3.2船中剖面对水平中和轴的惯性矩I0的计算 40

3.3惯性矩计算 40

3.4剖面模数计算 40

结论 44

参考文献 45

致谢 46

外文翻译 47

60

第一章绪论

1.1集装箱船的发展概况

集装箱船顾名思义就是运载标准化、规格化集装箱的船舶，首先概括一下集装箱的发展概况。

集装箱化的概念是很早就有的，集装箱运输的设想可追溯到19世纪。

早在19世纪中期，当时国际贸易发达的英国人就提出了集装箱运输的想法。

虽然之后在英国国内也出现许多将集装箱投入到实际运输中来的构想，但一直没有变为现实。

正式使用集装箱运输是20世纪初期，而且也不是出现在船舶运输中，而是出现在公路和铁路运输。

直到20世纪40年代，英国大陆集装箱服务公司才尝试海上集装箱运输，而当时的集装箱仅仅是包装件。

到了50年代，美国军方大力研究集装箱运输项目，用于运输军需、弹药，同时在美国西海岸及加勒比海出现了用于装一般货物的货船装载一些集装箱。

1956年美国“海陆公司”首次把陆地集装箱运输推广到海上，将大型油轮“马科斯顿”号改成集装箱船，在纽约-休斯敦航线上进行集装箱海运。

运输集装箱的货船，由许多格栅将船舱隔成格，舱面有固定集装箱的专用设备。

集装箱船上有冷冻设备、保温设备等以便运送各类物品；还有为保证运输安全的安全设备和系统。

该船在运营三个月后，取得了巨大的营运效果，在航运界引起了极大反响。

之后世界各国也开始采用集装箱运输。

到了60年代后期，集装箱船迅速并朝大型化发展。

集装箱从20世纪50年代开始发展起来，尽管它的出现不过50年左右，但发展速度很让人吃惊，到目前为止，世界很多国家在几百（据不完全统计，大约600）条航线上开展集装箱运输，许多发达国家，大都形成了完善的运输体系。

50年来，集装箱船从旧船改造到研发设计新船，到现在，集装箱船已朝大型化发展。

概括起来，中间大概经历了六个阶段。

上世纪60年代，横穿太平洋、大西洋的第一代集装箱船出世，但只有17000-20000总吨，可装载7 00-1000TEU。

进入70年代，40000-50000总吨集装箱船的集装箱装载数增加到1800-2000TEU，航速从第一代的23节提高到26-27节，这个时期的集装箱船被称为第二代。

1973年石油危机过后，第二代集装箱船被视为不经济船型的代表，故而被第三代集装箱船取代，这代船的航速降低至20-22节，但船体尺寸增大，集装箱的装载数达到了3000TEU，提高了运输效率。

上世纪80年代后期，集装箱船航速进一步提高，大型化的限度以能通过巴拿马运河为准绳，集装箱装载总数增加到4400TEU，这一时期的集装箱船被称为第四代。

由于采用了高强度钢，船舶重量减轻了25％，新型大功率柴油机的使用降低了燃料费，又由于船舶自动化程度的提高，减少了船员人数，进一步提高了集装箱船经济性。

德国船厂最先建造的5艘APLC-10型，可装载4800TEU的集装箱船，船长／船宽比为7-8，使船舶的复原力增大，被称为第五代集装箱船。

此后，1996年春季竣工、最多可装载8000TEU的RehinaMaersk号集装箱船，又拉开了第六代集装箱船的序幕。

目前，可装载10000TEU以上的集装箱船已开工建造，12000-15000TEU的集装箱船已完成了建造设计，载运量高达15500TEU，甚至18000TEU以上的超巨型集装箱船也在设计之中。

由于集装箱船日益朝大型化发展，对全球集装箱运输业，特别是对码头、进出港水域、装卸船机械、装卸工艺系统等硬件设施的建设与发展产生了极大的冲击和影响，而国际贸易与物流的发展，又促进了集装箱船的发展，其大型化的变化，每5年就要上一个台阶。

由于集装箱运输的广泛普及，国际贸易的多样化，一般杂货船逐渐趋向于集装箱化，以增强其适应性和运输能力，减少空放率和停港时间，从而提高其营运经济性，获得更大的经济效益。

因此，现代货船也在普通货船的基础上发展成一种既能装杂货和散货，又能装载集装箱的多用途货船。

由于集装箱船运输效率高、运货种类多、货损小、货运质量高，所以船舶市场集装箱船非常走俏，近年来，世界各大船厂接单量也有增无减，以外高桥和沪东为例，这两家造船企业接单以到2012年。

改革开放以来，随着对外贸易的不断增加，国际国内市场的开拓，以及造船中心的转移