船體結構與強度

1、第一章 船舶適航性,1,第三節(jié) 船體結構與強度,一、船體強度的基本概念二、船體結構構件三、船體結構形式四、船體結構五、船體首、尾端結構六、機爐艙結構的加強、基座和軸隧,第一章 船舶適航性,2,一、船體強度的基本概念,船體強度是指船體結構抵抗各種外力作用的能力。 根據(jù)作用于船體上力的性質，船體強度可分為總縱彎曲強度(即縱向強度)、橫向強度、局部強度和扭轉強度四種。,第一章 船舶適航性,3,1.總縱彎曲強度,1）船體發(fā)生總

2、縱彎曲變形的原因 作用在船體上有各種各樣力，例如船舶重力、浮力、慣性力、波浪沖擊力、螺旋槳運轉時的水動壓力、機器運轉時的振動力、船舶靠碼頭和裝卸貨物時的碰撞力、船舶觸礁、擱淺以及進塢時墩木的碰撞力或反作用力等等。在這些力的作用下，船舶結構有可能會發(fā)生各種變形或破壞。 其中對船體最危險的是由于船舶重力和浮力引起的沿著整個船長方向上發(fā)生的總縱彎曲變形和破壞。,第一章 船舶適航性,4,1.總縱彎曲強度,1）船體發(fā)生

3、總縱彎曲變形的原因 引起船體結構發(fā)生縱向彎曲變形的原因，主要是由于沿船長方向每一點上的重力和浮力分布不均勻造成的。,第一章 船舶適航性,5,2）總縱彎曲力矩和剪力,船體結構抵抗總縱彎曲力矩和剪力作用的能力稱為船體總縱彎曲強度，簡稱縱向強度。 （1)總縱彎曲力矩和剪力 由于外力的作用，沿船長方向分布，作用在船體上向上和向下的負荷(單位船長上重力和浮力的差值)，將會產(chǎn)生一種沿船長各區(qū)段上下參差不齊

4、的變形趨勢和縱向彎曲變形趨勢，這種趨勢構成了船體結構內部之間的相互作用，這種內部之間的相互作用力稱為內力。 內力分為兩種，一種是由內部上下移動趨勢構成的內力，稱為剪力；另一種是由彎曲變形趨勢引起的內力，稱為彎曲力矩。,第一章 船舶適航性,6,2）總縱彎曲力矩和剪力,（2)船體總縱彎曲變形的形式 船體總縱彎曲變形的形式有中拱和中垂兩種。,第一章 船舶適航性,7,2）總縱彎曲力矩和剪力,（3) 最不利的浮力和重力的大小

5、及分布 ① 浮力的大小和分布:當船舶在海上遇到標準波：波的形狀為坦谷波，即波峰較陡而波谷平坦，且波長λ等于船長L，波高H等于波長λ的1／20( L≥120m時)或波高等于λ／30+2m(L＜120m時)，船與波的相對位置是波峰位于船中或波谷位于船中時，船舶所受到的浮力分布對船體總縱彎曲強度是最為不利的。 ② 重力的大小和分布: 主要決定于船舶的裝載狀態(tài)。在載重分布合理的情況下，船舶滿載出港、滿載到港、壓載出港、壓載到港，

6、船舶重力的分布對船體總縱彎曲強度都是不利的分布。如果遇到標準波，則作用在船體上的彎曲力矩和剪力有可能達到最大值。,第一章 船舶適航性,8,,1)作用在船體上的力：無論是航行、停泊，還是在塢內，船舶都會不可避免地受到各種力的作用，歸納起來主要有：重力、浮力、貨物的負載、水壓力、波浪沖擊力、扭力(如斜浪航行、貨載對縱中線左右不對稱等)、冰塊擠壓力、水阻力、推力和機械震動力及塢墩反力等外力的作用，這些力的最終效果就是使船舶產(chǎn)生總縱彎曲、扭轉、

7、橫向及局部變形。①總縱彎曲力矩：指作用于船體并使其沿船長方向發(fā)生彎曲的力矩。由靜水總縱彎矩與波浪總縱彎矩兩部分疊加而成。靜水總縱彎矩：當船舶正浮于靜水 面上時，從表面上看，重力與浮力 大小相等并處于平衡狀態(tài)，但事實 上組成船體各分段的重力與浮力的 最終平衡值通常是不相等的。這種 重力與浮力沿船長方向的不均勻分 布，在產(chǎn)生剪切應力的同時，也產(chǎn) 生了總縱彎曲力矩，使船

8、體發(fā)生總 縱彎曲。彎矩的最大值在船中附近， 向首尾端逐漸減小。,第一章 船舶適航性,9,,波浪總縱彎矩：同樣使重力與浮力沿船長方向分布不均勻而產(chǎn)生總縱彎矩。且當波長與船長相等或接近時，該彎矩最為顯著，對船體結構的威脅也最大。對尾機型船而言：空載時中拱，滿載時中垂。船舶所受的最大剪切應力位于距首尾兩端約1/4船長處。②扭轉力矩：發(fā)生在斜浪航 行、貨載對縱中線左右不 對稱時。,第一章 船舶

9、適航性,10,,（4)總縱彎曲力矩和剪力沿船長方向的分布 作用在船體上的總縱彎曲力矩和剪力沿船長方向的分布規(guī)律如圖1-60所示。,第一章 船舶適航性,11,2.橫向強度、局部強度和扭轉強度,1）橫向強度船體橫向強度：指船體抵抗橫向作用力的能力。,,圖1-61 橫向變形,第一章 船舶適航性,12,,橫向作用力：水的側壓力、橫浪引起的橫搖→肋骨歪斜。 2）局部強度：船體結構抵抗局部外力作用的能力。 船體除發(fā)生整

10、體結構的變形或破壞外，還會發(fā)生僅在局部外力作用下局部結構的變形或破壞。局部作用力：有波浪沖擊力、推力、機械震動力、機器與設備的重力及塢墩反力等外力的作用。,第一章 船舶適航性,13,2.橫向強度、局部強度和扭轉強度,3）扭轉強度 扭轉強度是指整個船體結構抵抗扭轉變形和破壞的能力。 當船舶斜置于波浪中，或首尾貨艙內的貨物堆放在不同的舷側一邊時，以及由于其它原因產(chǎn)生的首尾左右不對稱的作用力，都會使船舶所受到的重力和浮力不能對

11、稱且均勻地分布，于是會產(chǎn)生扭轉力矩，使船體發(fā)生扭曲變形.,,,圖1-62 扭轉變形,第一章 船舶適航性,14,,3.對船體結構的設計與建造要求1)具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，保持可靠的水密性，并能滿足營運上的要求；2)構件本身應有良好的連續(xù)性，避免應力集中，同時應能保證安裝在其上的機械設備具有良好的工作性能；3)應有合理 的施工工藝， 以提高勞動生 產(chǎn)率，減輕勞 動強度，縮短

12、 船臺建造周期， 降低成本；4)充分考慮整 個船體的美觀 和今后維修保 養(yǎng)的方便性。,第一章 船舶適航性,15,,二、船體結構構件1) 船體結構構件： 指船體結構中的每一個加工單元，如一塊鋼板、一根角鋼都是一個構件。2) 結構構件分類：（1）按其用途可分為主要構件和次要構件；（2）按其在船體結構中所承擔的不同強度作用可分為縱向構件和橫向構件。,第一章 船舶適航性,16,,1)主要構件：

13、船體的主要支撐構件稱為主要構件，如強肋骨、舷側縱桁、強橫梁、甲板縱桁、實肋板、船底桁材、艙壁桁材等。2)次要構件：一般是指板的扶強構件，如肋骨、縱骨、橫梁、艙壁扶強材、組合肋板的骨材等。3）縱向構件：在船體結構中，承擔總縱彎曲強度的構件稱為縱向構件，有：甲板縱桁、甲板縱骨、舷側縱桁、舷側縱骨、船底縱桁、船底縱骨、中內龍骨、旁內龍骨、甲板、內底板、縱向艙壁、船體外板等。4）橫向構件：在船體結構中承擔橫向強度的構件稱為橫向構件，有：橫

14、梁、強橫梁、肋骨、肋板、梁肘板、舭肘板、橫艙壁等。,第一章 船舶適航性,17,,三、船體結構型式 船舶：由主船體、上層建筑和許多其他各種設備所組成。 船體（主船體）：是指上甲板以下包括船底、舷側、甲板、艙壁和首尾等結構所組成的水密空心結構。這些結構全部由板材和骨架組成，即由鋼板、各種型鋼、鑄件和鍛件等組成。 船體結構形式：按結構中骨架的排列方式可分為橫骨架式船體結構、縱骨架式船體結構和混合骨架式船體結構三種。,第一章 船舶

15、適航性,18,,三、船體結構形式1.橫骨架式：主船體中的橫 向構件排列密尺寸小，縱向 構件排列間距大尺寸大。結 構簡單、建造容易、橫向強 度和局部強度好，艙容利用 率較高且便于裝卸，橫向剛 性比縱向剛性大?？偪v強度 主要由外板、內底板、甲板 板及縱向構件保證，較長的 船則需加厚鋼板來保證總縱 強度，因此增加了船舶的自 重。主要用于對總縱強度要 求不高的沿海中小型船和內 河船。,第一章

16、 船舶適航性,19,,2.縱骨架式：是指主船 體中的縱向構件排列密 尺寸小，橫向構件排列 間距大尺寸大。由于縱 向構件的增多大大提高 了船體的總縱強度(總 縱強度好)，可選用較 薄的板材，使船舶自重 減輕，但施工建造比較 復雜，由于橫向構件尺 寸的加大使貨艙艙容得 不到充分利用而影響載 貨量(艙容利用率低， 載貨量相對減少)，且裝 卸不便。該結構常見于

17、 大型油船和礦砂船。,第一章 船舶適航性,20,,3.縱橫混合骨架式：主船體中的一部分結構采用縱骨架式另一部分結構采用橫骨架式。通常船中部位的強力甲板和船底結構因所受的總縱彎矩大，采用縱骨架式，下甲板、舷側及受總縱彎矩較小，施工不便和波浪沖擊力較大的首、尾部采用橫骨架式 結構。左圖船底和上甲板采用 了縱骨架式，二層甲板和舷側 采用了橫骨架式結構?；旌瞎羌苁骄C合了縱、橫二種 骨架形式的優(yōu)點，既保證了總

18、縱強度，又有較好的橫向強度， 同時也減輕了結構重量，簡化 施工工藝，充分利用了艙容和 方便裝卸。但在縱橫構件交界 處結構的連續(xù)性較差，在連接 節(jié)處易產(chǎn)生較大的應力集中。該骨架結構型式主要應用于大 中型干貨船。,第一章 船舶適航性,21,,四、船體結構1.船體外板和甲板板 1）船體外板,第一章 船舶適航性,22,,2)外板編號(1)船殼外板的名稱：船殼外板(由船底、舷側及舭部構成)由許多塊鋼板焊

19、接成，鋼板的長邊沿船長方向布置。長邊與長邊相接叫邊接，焊縫稱邊接縫，短邊與短邊相接叫端接，焊縫稱端接縫。鋼板逐塊端接而成的連續(xù)長條板稱為列板。位于船底平坦部分的各列板稱為船底板，位于船體縱中線的一列船底板稱為平板龍骨。由船底過渡到舷側的轉圓部分稱為舭部，該處的列板稱為舭列板。舭列板以上的列板稱為舷側列板，其中與上甲板甲板邊板連接的列板稱為舷頂列板。,第一章 船舶適航性,23,,(2)外板編號的方法：組成船殼外板的每塊鋼板用編號的方式表示

20、，編號由列板與鋼板序號兩部分組成，并冠以左舷(P)或右舷(S)。對不同列板，以平板龍骨為基準并稱其為K列板，與其相鄰的列板為A列板，再次的列板為B列板，以此類推，但I、O、Q三字母不用；而同一列板中每塊鋼板的排列序號可從船首排起，也可從船尾排起，并用阿位伯數(shù)字表示。如：船殼外板左舷C列第四塊板→PC4；又如：船殼外板右舷F列第五塊板→SF5。,第一章 船舶適航性,24,四、船體結構,(3)外板厚度分布

21、 外板厚度分布的原則是根據(jù)船體總縱彎曲強度要求，按總縱彎曲力矩沿船長方向的分布和總縱彎曲應力沿船深方向的分布規(guī)律來確定，對于個別受力較大的部位和外板開口，則采用局部加強和相應的規(guī)定.,第一章 船舶適航性,25,四、船體結構,1.船體外板和甲板板 2）甲板板（1)甲板板的作用 甲板板是船體甲板結構的組成部分。其作用是保證頂部水密、遮蔽下面空間、保證船體總縱強度和橫向強度。 在船體總縱彎曲變形時承擔最大抵抗力的甲板稱為

22、強力甲板。一般船舶的上層連續(xù)甲板(上甲板)均為強力甲板。,第一章 船舶適航性,26,四、船體結構,2）甲板板（2)甲板板的厚度分布,,圖1-68 甲板板的厚度分布和排列,第一章 船舶適航性,27,,2）甲板板 （2)甲板板的厚度分布 ①強力甲板板是各層甲板中最厚的甲板。原因是：在各層甲板中，強力甲板距中和軸最遠，是承擔總縱彎曲應力作用的主要甲板。 ②在強力甲板中，船中0.4L區(qū)域內的甲板板最厚，向兩端逐漸減薄，如圖1-68

23、所示。原因是：船體最大的總縱彎曲力矩作用在船中0.4 L區(qū)域內。 ③強力甲板中，甲板邊板最厚。甲板邊板是沿舷邊的一列鋼板。原因是：甲板邊板位于舷邊折角處，容易引起應力集中，且又經(jīng)常積水銹蝕嚴重。 ④艙口之間的甲板板較其它處的甲板板薄。原因是：艙口之間的甲板板被艙口切斷不連續(xù)，不能參與總縱彎曲。,,第一章 船舶適航性,28,四、船體結構,2）甲板板（3)甲板板的排列 甲板板由鋼板焊接而成。 ①鋼板的長邊沿船長方向布置，

24、 并平行于船體中心線。 ②甲板邊板順著甲板邊線布置。 ③大艙口之間及首尾端的甲板， 因地方狹窄，一般將鋼板橫向布置。（4)甲板開口處的加強,第一章 船舶適航性,29,四、船體結構,2）甲板板（4)甲板開口處的加強 甲板板上的開口，損失了部分甲板斷面面積，破壞了甲板板縱向連續(xù)性，開口的角隅處容易產(chǎn)生應力集中，因此必須予以補償和加強。 ① 甲板上的小開口 甲板上的小開口，如人孔等，一般采用圓形或橢圓形，可不必采

25、取補償和加強措施，但橢圓形小開口的長軸應沿船長方向布置，且開口的長寬比不小于2。 ② 機爐艙、貨艙口等矩形大開口 強力甲板和第二甲板上的機爐艙、貨艙開口的角隅是圓形時，角隅處要求加厚板，如圖1-69所示。加厚板的厚度應較同層甲板板分別增加4 mm和2.5 mm。第三甲板及以下甲板(包括平臺甲板)的艙口角隅處一般不要求加厚板。,第一章 船舶適航性,30,,3.總布置圖總布置圖由右舷側視圖、各層甲板與平臺平面圖、艙底平面圖及船體

26、主要尺度和技術數(shù)據(jù)等組成。反映了船舶總的布置情況，即全船各艙室的劃分與位置、各 種船舶 設備及 位置。 該圖比 較集中 體現(xiàn)了 船舶的 用途、 任務和 經(jīng)濟性。,崇明島→,第一章 船舶適航性,31,,2.船底結構船底結構是保證船體總縱強度、橫向強度和船底局部強度的重要結構。作用于船底上的外力有：水壓力、機械設備和貨物的負載、總縱彎曲引起的拉伸力和壓縮力，進塢坐墩時墩木的反力、機械設備運轉時的振動

27、力等。 船底結構主要有雙層底結構和單層底結構兩種類型。 (一)雙層底結構 是由船底板、內底板、內底邊板、舭列板及其骨架組成的底部空間。船舶應盡可能在首防撞艙壁至尾尖艙艙壁間設置雙層底。客船當船長50m≤L＜61m時，至少應自機艙前艙壁至防撞艙壁或盡可能接近該處之間設置雙層底；當船長61m≤L＜76m時，至少應在機艙以外設置雙層底，并應延伸至防撞艙壁及尾尖艙艙壁或盡可能接近該處；當船長L≥7

28、6m時，應在船中部設置雙層底，并應延伸至防撞艙壁及尾尖艙艙壁或盡可能接近該處。雙層底內的油艙與鍋爐給水艙、食用水艙之間，應設有隔離空艙。,第一章 船舶適航性,32,,1.作用①增加船體的總縱、橫向和船底的局部強度；②用作油水艙裝載燃油、潤滑油和淡水；③用作壓載艙以調整船舶的吃水、縱傾、橫傾、穩(wěn)性和提高空載時車葉和舵的效率，改善航行性能；④提高船舶的抗沉性；⑤提高船體的抗泄漏能力；⑥承受艙內貨物和機械設備的負載。,第一章 船舶適航性,

29、33,,2.組成按骨架形式的不同分縱骨 架式和橫骨架式兩種。主 要組成部分有船底板、肋 板、舭肘板、桁材、縱骨、 內底板及內底邊板等。1)船底板是平板龍骨至舭列板之間 的外板。船底板中平板龍骨 最厚，其厚度不得小于船底 板厚度加2mm，且均應不小 于相鄰船底板的厚度，其寬 度在整個船長范圍內應保持 不變，但≯1800mm。在船 中0.4L區(qū)域內的船底板厚度 不得小于端部船底板厚度，并

30、 逐漸向端部船底板厚度過度。,第一章 船舶適航性,34,,2)橫向構件(1)肋板：是連接內底板和船底板的橫向構件，并是保證船體橫向強度和船 底局部強度的重要構件。按結構與用途的不同分實肋板、水密肋板和組合 肋板。①實肋板(又稱主肋板)：是非水密的橫向構件。其上開有減輕孔、氣孔和 流水孔，有些減輕孔專門設計成長橢圓型并便于人員通過的人孔，除輕型 肋板外，人孔的高度應不大于該處雙層底高度的50%，且其位置在船

31、長方 向上應盡量按直線排列，以便人員出入。實肋板上焊有加強筋。,第一章 船舶適航性,35,,②水密肋板：從橫向將雙層底分隔成若干個互不相通的艙室， 其上無開口。一般在水密橫艙壁下均設有水密肋板。因它可能 會受單面水壓力，因此其厚度比實肋板的厚度增加2mm，但 一般不必大于15mm，垂直加強筋也應設置得密一些。,第一章 船舶適航性,36,,③組合助板(又稱框架肋板)：由內底橫骨、船底橫骨、肘板 和旁桁材的扶強材組成。

32、橫骨架式雙層底結構在不設置實肋 板的肋位上設置該肋板，目前已較少采用。,第一章 船舶適航性,37,,組合肋板可用輕型肋板代替，該肋板的腹板厚度與高度不小于 所在區(qū)域的實肋板，允許有較大的減輕孔，且與組合肋板相 比，施工方便。,第一章 船舶適航性,38,,(2)舭肘板：是連接肋板和肋骨使其組成橫向框架的一塊板材，俗稱污水溝 三角板，在每個肋位上設置。舭肘板的寬度與高度相同，厚度與實肋板相 同。其上面板或折邊

33、可增強其剛度(面板或折邊的寬度一般為其厚度的10 倍)，開有圓形的減輕孔和污水孔，孔緣任何地方的板寬均不小于舭肘板 寬度的1/3。作用是保證舭部的局部強度和船體的橫向強度。,第一章 船舶適航性,39,,3)縱向構件(1)桁材①中桁材(又稱中底桁)： 是設置于船底首尾縱中線上 的縱向梁，與平板龍骨、中 內底板組成工字型縱向構 件，俗稱龍骨。在船中 0.75L區(qū)域內，中桁材上不 得開人孔或減輕孔

34、，其它 區(qū)域(艙壁前后1個肋距內 除外)可以開孔，但開孔的 高度應不大于該處中桁材 高度的40%。中桁材應盡 量向首尾柱延伸，并應在中 部0.75L區(qū)域范圍內保持連 續(xù)。,第一章 船舶適航性,40,,②箱形中桁材(又稱箱形龍骨)：是由兩道對稱布置于船底縱中線兩側的縱 桁、內底板、船底 板和骨材等組成的 水密箱形結構。一 般設置于機艙艙壁 與防撞艙壁之間。 箱形龍骨在起到中

35、 桁材所起作用的同 時還能用于集中布 置各種管路和電氣 線路，以便于保護 和維修這些設備， 避免管路穿過貨艙 而妨礙裝卸貨，故又稱管隧。缺點是要占去一部分雙層底艙容。箱形龍骨 的寬度(即側板之間的距離)不應超過2m。設有水密人孔和通向露天甲板 的應急出口，其出口的關閉裝置能兩面操縱，圍壁結構與水密艙壁要求相 同。,第一章 船舶適航性,41,,③旁桁材(又稱旁 底桁或旁龍骨)：

36、 對稱設置于中桁材 兩側且與中桁材平 行，并與船底板和 內底板相連，其上 開有減輕孔、流水 孔和氣孔等，一般 間斷于實肋板之間。 其厚度可比中桁材 減少3mm，但均不 小于相應的肋板厚 度。旁桁材的數(shù)量 根據(jù)船寬而定。,第一章 船舶適航性,42,,對橫骨架式雙層底結構而言，當船寬大于10m時，中桁材兩側至少應各設1道旁桁材；當船寬 大于18m時，中桁材兩側 應至少各設2道旁桁材，

37、 桁材之間的間距一般不大 于4m，距首垂線0.2L以 前區(qū)域，旁桁材間距應不 大于3個肋距。對縱骨架 式雙層底結構而言，當船 寬大于12m但不大于20m 時，中桁材兩側至少應各 設1道旁桁材。當船寬大 于20m時，中桁材兩側至 少應各設2道旁桁材，桁 材之間的間距一般不大于 5m。,第一章 船舶適航性,43,,(2)縱骨：是縱骨架式雙 層底結構中設置的縱向構 件，一般用不等邊角鋼制

38、 成。它是連續(xù)構件，穿過 實肋板。當船長超過200m 或縱骨采用了高強度鋼時， 船底縱骨穿過水密肋板或 采用相應替代結構。內底 縱骨的剖面模數(shù)為船底縱 骨剖面模數(shù)的85%，且船 底縱骨的最大間距不大于 1m?？v骨是保證船體總縱強度 的重要構件。,第一章 船舶適航性,44,,4)內底板和內底邊板 內底板是雙層底上面的水密 鋪板，其兩側邊緣與舭列板相

39、 連接的一列板叫內底邊板。內 底板和內底邊板構成了雙層底 的內底，其長度也就是雙層底 的長度。 橫骨架式雙層底內底板在船端部0.075L區(qū)域內的厚度為船中0.4L區(qū)域內 厚度的0.9倍，對雙層底內 為燃油艙的，其厚度不小于 8mm。厚度分布特點為船中 部較厚，兩端稍薄，而中內 底板因與中桁材相接，受力 較大，其厚度也稍厚一些。 每個雙層艙的內底板上至少 開設有兩個成對角線布置的 長圓

40、形或圓形人孔，同時配 有水密的人孔蓋。,第一章 船舶適航性,45,,內底邊板處于舭部位置，受力較復雜，且易積水、腐蝕，故比內底板厚 些。結構形式有下傾式、水平式、上傾式和曲折式四種。下傾式內底邊板 與舭列板可構成污水溝，普通干貨船較多采用；水平式內底邊板施工方便，艙內平坦且強度好，一般客船、集裝箱船、油船的油艙區(qū)域、一些干 貨船的貨艙區(qū)域及其他船舶近首尾區(qū)域較多采用；上傾式內底邊板便于散 貨的裝卸，故散裝貨船與

41、礦砂船較多采用；曲折式內底邊板則因其結構特 殊，相比可提高船舶的抗沉性，主要用于經(jīng)常航行在復雜水域的船舶。 除下傾式內底邊板外，其他三種均只能在舭部設置污水井。,第一章 船舶適航性,46,,(二)單層底結構單層底結構主要用于小型船舶、老式油船及內河船舶。結構簡單，施工方便，但抗沉性和防泄漏能力差。主要構件有中內龍骨、旁內龍骨、船底縱骨、肋板及舭肘板等。,第一章 船舶適航性,47,,3.舷側結構舷側結構是指

42、連接船底和甲板的側壁部分，是保證船體的縱向強度、橫向 強度，保持船體幾何形狀和側壁水密的重要結構。舷側結構有橫骨架式和縱骨架式兩大類，主要組成部分有：舷側外板、肋 骨、強肋骨、舷側縱桁、舷側縱骨及舷邊等。1）舷側外板：指舭列板以上的船體外板(包括舷側列板和舷頂列板)。厚度分布特點是船中部較厚，向 兩端漸薄，靠近舭列板附近的要 比上面的厚一些，同時在靠近首 尾局部受力大的部位和尾軸附近 的包板等加厚，對航行于

43、冰區(qū)的 船舶應進行加厚。舷頂列板是受總縱彎矩最大的一 列板，其寬度不得小于0.1D，且 在船中0.4L區(qū)域內，其板厚不得 小于強力甲板邊板厚度的0.8倍， 也不得小于相鄰舷側列板的厚度。,第一章 船舶適航性,48,,2）肋骨：是從肋板、舭肘板向 上延伸的橫向構件，并與梁肘 板和橫梁組成船體的橫向框架。（1)作用：①支持舷側外板，并 保證舷側的強度和剛性；②與 其他橫向構件組成的框架

44、既可 保證船體的橫向強度，又可防 止船舶在搖擺和橫傾時產(chǎn)生橫 向變形。,第一章 船舶適航性,49,,（2)分類：①按所在位置分有：主肋 骨、甲板間肋骨和尖艙肋骨三種。 對某些需進行局部加強(如冰區(qū)加 強)的船舶，還需在位于水線附近 每一肋距中間增設一短肋骨—— 中間肋骨；②按受力分有：普通 肋骨和強肋骨兩種。橫骨架式舷側結構中，一般每隔 幾個

45、肋位設置一強肋骨(從內底延 伸至上甲板)，以增加局部強度， 如機艙、大的貨艙舷側、油船縱 骨架式舷側及艙口端梁處等；縱 骨架式舷側結構中，強肋骨是唯 一的橫向構件，其在支持舷側縱 骨的同時，還起著保證船體橫向 強度的作用。,第一章 船舶適航性,50,,（3)肋骨編號及肋距作用(目的)：①船舶修造 中指明肋骨位置；②海損事 故后能迅速準確地報告受損

46、部位。 編號方法：肋骨編號以尾 垂線為基準，主要有兩種：一 種是較普遍采用的編號方法， 即以舵桿中心線為0號(無論有 無舵柱)，向首排列取正號， 向尾排列取負號；另一種是少 數(shù)有舵柱的船舶以舵柱后緣為 0號，向首排列取正號，向尾 排列取負號。肋骨的最大間距不大于1.0m。,第一章 船舶適航性,51,,3）舷側縱桁和舷側縱骨舷側縱桁多為橫骨架式舷側結構中設置的縱向構件，通常采用T型

47、組合材，其腹板與強肋骨腹板同高，主要用來支承主肋骨。舷側縱骨是縱骨架式舷側結構中的主要縱向構件，一般用尺寸較小的不等邊角鋼或 球扁鋼制 成，主要 用來保證 總縱強度 和支持外 板。舷側縱骨 穿過強肋 骨，其最 大間距不 大于1.0m。,第一章 船舶適航性,52,,4）舷邊舷頂列板與甲板邊板的連接處稱舷邊。連接方法有下列三種：（1)舷邊角鋼鉚接法是

48、將等邊角鋼(舷邊角鋼)的兩邊分別與舷頂列板和甲板邊板鉚接。該方法利用了鉚接能重新分布應力和止裂的特點，但工藝復雜、工作量大，后改用扁鋼代替角鋼，即先將扁鋼垂直焊接在甲板邊板上，再把扁鋼與舷頂列板鉚接。,第一章 船舶適航性,53,,（2)圓弧連接法：是通過圓弧舷板使舷頂列板和甲板邊板連成一個整體。優(yōu)點是甲板和舷側的應力過渡較為順利、分布均勻，且結構剛性較大；缺點是甲板有效利用面積減少，甲板排水易弄臟舷側，又由于線型變化問題，該方法較適用于

49、船中部位。圓弧舷板厚度至少應等于甲板板厚度，其圓弧半徑不得小于板厚的15倍，且在船中0.5L區(qū)域內的圓弧舷板上應盡量避免焊接甲板裝置。（3)舷邊直角焊接法：是把舷頂列板和甲板邊板直接焊接起來。施工簡單，但易造成應力集中而產(chǎn)生裂縫，多用于中小型船及有舷邊水柜的散裝貨船等。,第一章 船舶適航性,54,,5）舷墻與欄桿（1)位置與要求：露天干舷甲板、上層建筑和甲板室甲板的露天部分。露天干舷甲板及上層建筑甲板和第一層甲板室甲板的舷墻或欄桿的

50、高度應不小于1.0m。木材船的舷墻高度至少應為1.0m。（2)舷墻作用：①保障人員安全；②減少甲板上浪；③防止甲板物品滾落入海。組成：主要由舷墻板、支撐肘板和扶手等組成。在船中部，舷墻板不和舷頂列板相焊接，而是由支撐肘板支撐在甲板邊板上，其下端與舷頂列板上端間留有一定空隙以利于排水，上端由扁鋼或型鋼做成扶手。對船長等于或大于65m的船舶，干舷甲板上的舷墻板 厚度應不小于6mm。舷墻不參與總 縱彎曲。

51、 （3)欄桿 作用主要是保障人員安全，防止甲 板物品滾落入海。欄桿的最低一根 橫桿距甲板應不超過230mm，其他 橫桿的間距應不超過380mm。,第一章 船舶適航性,55,,4.甲板結構有橫骨架式和縱骨架式兩種，主要組成部分有甲板、橫梁、甲板縱桁、甲板縱骨、艙口圍板及支柱等。1）甲板（1)按作用分類：強力甲板、遮蔽甲

52、板、艙壁甲板、干舷甲板和量噸甲板等。（2)厚度要求：上甲板在各層甲板中最厚，船中0.4L區(qū)域內強力甲板的厚度應保持相同，并逐漸向端 部甲板過度，強力甲板 (包括端部甲板)的最小厚 度應不小于6mm。甲板 邊板受力最大，易積水腐 蝕，必須連續(xù)，厚度是上 甲板中最厚的。船中0.4L 區(qū)域內的甲板比首尾兩端 和大開口線以內區(qū)域的甲 板厚。甲板開口角隅處為 拋物線形、橢圓形或圓形， 并加強。,第一章

53、 船舶適航性,56,,2）橫梁橫梁是甲板結構中的橫向構件。橫骨架式結構中一般用不等邊角鋼制成， 并裝設在每一肋位上用肘板與肋骨連接。貨艙口橫圍板下的橫梁叫艙口端 梁，貨艙開口范圍內的橫梁稱半橫梁?？v骨架式結構中一般每隔3～5檔肋 位裝一強橫梁，作為甲板縱骨的支架，在其上開切口讓甲板縱骨穿過。3）甲板縱桁與甲板縱骨甲板縱桁用尺寸較 大的T型組合材制成， 在橫骨架式與縱骨架 式甲板結構中均有， 主要用來支撐

54、橫梁。 甲板縱骨是縱骨架式 甲板結構中的重要構 件，一般用不等邊角 鋼制成，其間距與船 底縱骨相同，主要用 來保證總縱強度。,第一章 船舶適航性,57,,4.艙口圍板指設置于露天甲板(上 甲板)貨艙開口四周的 縱向和橫向并與甲板垂 直的圍板。作用：①保證工作人員 安全；②防止海水灌入 艙內；③增加甲板開口 處的強度。高度：最低不小于 450mm。艙口

55、角隅處的加強 方法：,艙口角隅處的加強→,第一章 船舶適航性,58,,5）支柱：是艙內的豎向構件，作用是支撐甲板骨架，承受軸向壓縮力，保持船體豎向形狀。支柱的上端位于甲板縱桁和橫梁的交叉節(jié) 點處，下端在船底縱桁與肋板的交叉節(jié)點 處。上下層甲板間的支柱一般設置在同一 垂直線上。 載運大件貨的艙，采用懸臂梁來代替支柱。,第一章 船舶適航性,59,,6）梁拱和舷弧（1)梁拱①概念：簡稱為甲板的橫向

56、曲度。②作用：增加甲板強度；便于排泄甲板積水和增加儲備浮力。③取值范圍：一般在船寬(B)的1/100～1/50之間，干貨船的梁拱通常取B/50，客船的梁拱取B/80。（2)舷?、俑拍睥谧饔茫涸黾觾涓×?；便于甲板排水；減少甲板上浪和使船體外形更美觀。,第一章 船舶適航性,60,,舷弧的數(shù)值見下表，其中位于首垂線處的舷弧叫首舷弧，位于尾垂線處的舷弧叫尾舷弧，首舷弧是尾舷弧的2倍(大一倍)。,舷 弧 的 數(shù) 值,注：表中L為船長，

57、單位為m。,第一章 船舶適航性,61,,7.艙壁結構1）作用橫向和縱向艙壁所起的作用歸納起來有如下幾個方面：（1)分隔艙室，滿足不同用途；（2)橫艙壁是保證船體橫向強度和剛性的重要構件，是船底、舷側和甲板等結構的支座，可使船體各構件之間的作用力相互傳遞，其中水密橫艙壁是保證船舶抗沉性能 的重要結構；（3)縱艙壁可減少自 由液面對船舶穩(wěn)性 的影響，較長的縱 艙壁還可增強船舶 的總縱強度；

58、（4)采用防火結構的 艙壁，可在一定時 間內防止火災蔓延。,第一章 船舶適航性,62,,2）分類：按用途和結構形式的不同分兩大類。（1)按用途分類①水密艙壁：指自船底(船底板或內底板)至艙壁甲板的主艙壁。其中水密 橫艙壁是保證船舶抗沉性能的重要艙壁，其設置數(shù)量依據(jù)船長和船型不同 而異。萬噸級船需設置6～7道，其中首尖艙艙壁(又稱防撞艙壁)是最重要 的一道水密橫艙壁，其上不得開設任何門、人孔、

59、通風管道或任何其他開 口，并應通至干舷甲板。位于船尾的最后一道水密橫艙壁為尾尖艙艙壁， 尾尖艙艙壁應通至艙壁甲板，當尾尖艙水密平臺甲板在水線以上時，可 僅通至水密平臺甲板為止。另一種是水密縱艙壁，一般僅見于液貨船。②防火艙壁：是按船舶防水結構要求設置的具有一定隔熱能力并能在一定 時間內防止火災蔓延的艙壁。機艙和客船起居處所的艙壁為防火艙壁。③液體艙壁：是液艙(油艙、水艙等)的界壁，艙壁板較厚且其上的骨

60、架尺 寸也較大，并需保證水密或油密。④制蕩艙壁：是設于液艙內的縱向艙壁(如首、尾尖艙)，主要用來減小自由液面的影響，開有氣孔、油水孔和減輕孔。⑤輕型艙壁：,第一章 船舶適航性,63,,2)按結構分類有平面艙壁、對稱槽形艙壁及雙層板艙壁三類。(1)平面艙壁：由艙壁板和其上的垂直與水平骨架組成。大型船舶艙壁板的鋼板長邊沿水平方向布置，厚度由下向上逐漸減薄。(2)對稱槽形艙壁：由鋼板壓制而成。優(yōu)點：在強度相同的條件下，重量減

61、輕，節(jié)約鋼材，裝配與焊接的工作量減少，便于清艙。缺點：所占艙容較大，艙容利用率不高。一般用于油船、散裝貨船及礦砂船。剖面形狀有三角形、矩形、梯形和弧形幾種，其中梯形和弧形用得較為廣泛。,第一章 船舶適航性,64,,五、首尾結構1.首、尾端的形狀1)首端形狀首端一般有 五種形狀：①直立型首：②前傾型首：③飛剪型首：設計水線以上呈凹形曲線，有較大的首樓甲板，利于錨和系泊設備的布置，船首不易上浪。④破冰型首：設計水線以

62、下首柱呈傾斜狀，與基線構成30º夾角，多見于破冰船。⑤球鼻型首：設計水線以下首部前端有球鼻型突出體，作用是減少興波阻力和形狀阻力，廣泛采用。,第一章 船舶適航性,65,,2)尾端形狀尾端一般有三種形狀：①橢圓型尾：船尾有短的尾伸部，折角線以上呈橢圓體向上擴展。②巡洋艦型尾：有光順曲面的尾伸部，利于減少阻力，保護車葉與舵葉，廣泛采用。③方型尾：尾端有橫向的尾封板，近年來商船廣泛采用，如集裝箱船。,↑橢圓型尾,↑巡洋

63、艦型尾,↑方型尾,第一章 船舶適航性,66,,2.船首結構的加強船首結構：指從首部船底平坦 部分起向船首部分的船體結構。作用(要求)：①克服波浪、冰 塊的沖擊和水阻力；②應有足 夠的強度來克服碰撞力；③會 攏船殼外板；④外形能減少水 阻力。1)首柱所在位置：船體最前端。作用：會攏船首外板、保持船 首形狀及保證船首局部強度。種類：有鋼板焊接、鑄鋼和混 合型首柱三種。,第

64、一章 船舶適航性,67,,2)首尖艙內的加強①每檔肋位處設置實肋板，其高度向船首逐漸升高，又稱升高肋板。②中縱部面處設置中內龍骨，并與首柱連接。③橫骨架式舷側，每隔一檔肋位設置垂向間距不大于2m的強胸橫梁與舷側 縱桁，達滿載水線以上1m處。 或設置從肋板的上緣至不低于 滿載水線以上1.0m垂向間距 不大于2.5m的開孔平臺結構 代替強胸橫梁和舷側縱桁，開 孔平臺的開孔面積不小于總面 積的1

65、0%。 ④縱骨架式舷側且艙深超過 10m時，設置開孔平臺，或在 每根強肋骨處設置強胸橫梁。 ⑤當首尖艙被用作液艙且其最 寬處的寬度超過0.5B時，應在 中縱剖面處設置支撐構件或制 蕩艙壁。當艙長超過10m時， 應在艙內設置橫向的制蕩艙壁 或強肋骨。,第一章 船舶適航性,68,,3)首尖艙外的舷側加強 對橫骨架式舷側，從距首垂線0.15L至防撞艙壁

66、區(qū)域內的舷側結構加強：設 置間斷的舷側縱桁或加厚 舷側外板。4)船首底部的加強當L≥65m，且最小首吃水小 于0.04L時，其首垂線向后的 船底平坦部分加強措施是：①橫骨架式雙層底，每檔肋位 處設置實肋板和間距不大于3 檔肋骨間距的旁桁材。②縱骨架式雙層底，每隔一檔 肋位處設置實肋板和間距不大 于3倍縱骨間距的旁桁材。船 底縱骨剖面模數(shù)比中部

67、大10%。③單層底，設置間距不大于3 檔肋骨間距的旁內龍骨。 ④加厚船底板。,第一章 船舶適航性,69,,3.船尾結構的加強船尾結構：指尾尖艙艙壁以后的區(qū)域。作用(要求)：①承受水壓力；②車葉轉動時的振動力和水動力；③舵的水動力及車葉與舵葉的荷重；④會攏外板。1)尾柱位置：位于船尾結構下部的最后端。作用：會攏外板；支撐和保護 車葉與舵，并承受它們工作時 的振動力和水動力；可增強船

68、尾的結構強度。連接：上端與尾肋板或艙壁連 接，底骨向船首方向延伸至少 三個肋距并與平板龍骨連接。 結構：采用鑄造件，大型船舶 尾柱先分段鑄造再焊接裝配。,第一章 船舶適航性,70,,2)尾尖艙艙內的加強 ①每檔肋位處設置厚度較首尖艙肋板加厚1.5mm的實肋板。②橫骨架式舷側，設置垂向間距不大于2.5m的強胸橫梁和舷側縱桁或開孔平臺；