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;
s——肋骨或纵骨间距,m;
r——半波高,m,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;
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10mm2.1.5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;
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.平面舱壁扶强材一般竖向布置。
平面舱壁扶强材的剖面模数W应不小于按第2章2.12.3计算所得之值:
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