船舶结构与强度设计 第2章
船体结构与制图第2讲船体总布置图
• 运输船 • 工程船 • 渔业船 • 港务船 • 海洋调查船 • 军船
2024/10/12
散货船 (Bulk Carrier)
2024/10/12
集装箱船（Container ship）
2024/10/12
成品油船 (Oil Tanker)
2024/10/12
液化石油气船 (LPG-Liquefied petroleum gas )
初步（扩大）设计 PRELIMINARY DESIGN
标记 数量 修改单号 Mark Qty Rew.Sh.No
设计 Designed 校对 Checked 标检 Stan.Rev 审核 Reviewed 审定 Approved
签字 日期 Sign Date
03.4 03.4
03.4
总布置 图
重量 Weight
CB LBd
船舶术语—船体三个互相垂直的剖面
左舷(port) 右舷(starboard)
纵剖面(Profile)、中纵剖面 ----> 纵剖线 横剖面 (Section)、中横剖面 ----> 横剖线 2024/10/12 水线面(Waterline Plan)、设计水线面----> 水线
2. 船舶种类
共2页 Total sheets
比例 Scale
1:200
第1
She页ets
渤海船舶重工有限责任公司
BOHAI SHIPBUILDING HEAVY INDUSTRY CO.LTD
标题栏
其它甲板平面图
机舱下平台
尾尖舱
应急 消防泵室
NO.4燃油舱（左）
A 甲板
B 甲板
C 甲板
船舶强度与结构设计
2.船体强度计算内容和方法
(1)确定作用在船体及各个结构上的外力。 (2)确定船体结构在外载作用的响应：结构 剖面中的应力与变形 ；结构的极限状态分 析。即所谓内力问题。 (3)确定合适的强度标准，并检验强度条件。 这三部分内容是一个综合的整体，通常 被
分散到船舶静力学、船船结构力学等几门课 程中讨论。
局部强度─局部构件(纵桁、横梁、肋骨等)、节 点(肘板等)、局部结构(舱壁、甲板、船底板、 舷侧板等)的强度。
5
§2 作用在船 体结构上的 载荷
6
作用于船体上的载荷可按其响应和随时间变化进行 分类。
1.按结构响应分类：总体性载荷和局性载荷。 总体性载荷─引起整个船体变形或破坏的载荷和 载荷效应。如总纵弯曲的力矩、剪力、应力及纵 向扭矩等。
14
§4 评价结构 设计的质 量指标
15
为得到一个优秀的结构设汁，应考虑以下问 题：
1．安全性
即结构要能承受正常使用时各种可能的 载荷作用，并在偶然事件发生时及发生后， 仍能保持必需的整体稳定性(即仅产生局部 损坏而不发生整体的破坏)。
2.船舶的整体配合性
船舶是一个整体，在船舶设计时，结构 设计必须同总体、轮机、设备电气及通风等 其它方面的设计互相配合，以保证船舶在各 方面都具有良好的工作性能。
船体强度是研究船体结构安全性的科学。
1.结构的安全性
结构的安全性包括： (1)结构能承受在正常施工和正常使用时可 能出现的各种载荷，并在偶然事件发生时及发 生后仍能保持必需的整体稳定性。 (2)结构在正常使用时，对于民船必须适合 营运的要求，和具有足够的耐久性；对于军船 还必须满足在规定海况下，具有良好的战斗性 能和生命力。
局部性载荷─指引起局部结构、构件变形或破坏的 载荷，如水密试验时的水压力，机器的不平衡所 造成的惯性力、局部振动，海损时的水压力等。
第二章 船体结构
《规范》规定，船体结构分为： 1)主要构件：船体的主要支撑构件称为主要
构件，如强肋骨、舷侧纵桁、强横梁、甲 板纵桁、实肋板、船底桁材、舱壁桁材等。 2)次要构件：一般是指板的扶强构件，如肋 骨、纵骨、横梁、舱壁扶强材、组合肋板 的骨材等
3
2.船体结构的作用
• 承受各种力：包括承受和抵抗水压力、风 浪的冲击力、各种扭力、冰块挤压力、浮 力、重力、货物的负载、水阻力、机械振 动及坞墩反力等外力。
1）沿船长方向：一般在船中0.4L区域内的外板厚 度较大，离首尾端0.075L区域内的外板较薄，两者 之间的过渡区域，其板厚可逐渐减薄，首尾部要求 局部强度高，仅比中部减薄20%。
2020/4/2
2）横剖面方向：平板龙骨位于船底中心线 处，厚度比相邻船底列板大2mm，宽度沿船 长方向保持不变；
• 舷侧列板在船中部较厚，向两端逐渐减薄， 舭列板和附近的列板稍厚。
3）局部加强：
• 对于有些局部受力较大区域的外板，应采用
加厚板或加装骨架等局部加强措施。
• 这些区域主要有：首部锚孔区域、尾端螺旋
桨区域、外板开口区域等。加强的具体要求 详见船舶建造规范。
• 此外，对于航行冰区的船舶，其外板厚度在
冰带区部分也需作必要的加强。
二、甲板板
• 1.甲板
• 根据作用分为：强力甲板、遮蔽甲板、舱壁甲板、干 舷甲板和量吨甲板等。
5
二、船体结构的形式
1.船体结构的形式：按骨架排列形式的不同，船体结构 有横骨架式、纵骨架式和纵横混合骨架式三种结构形 式。
1)横骨架式：
2020/4/2
6
横骨架式船舶特点：
①主船体中的横向构件排列密尺寸小，纵向构件排 列间距大尺寸大。 ②结构简单、建造容易。 ③横向强度和局部强度好。 ④舱容利用率较高且便于装卸。 ⑤船舶的自重较大。 适用于：对总纵强度要求不高的沿海中小型船和内 河船。
船舶结构与设备第二章船体结构
●外板左右对称分布，右舷的列板冠以S， 左舷的列板冠以P。 ●每列板中的每一块钢板的序号一般是从尾 向首用阿拉伯数字命名 2.外板的厚度分布 1) 外板厚度在船长方向分布 ●船中0.4L船长区域外板厚度最大，向首尾 逐渐减薄 ●平板龙骨比船底板加厚2mm，且从首至尾 保持宽度不变。
2) 外板厚度沿肋骨围长方向分布 ●平板龙骨和舷顶列板较其他列板厚一些 3) 局部加强 对某些易产生应力集中或受较大振动力 和波浪冲击力的区域，采用外板加厚或加覆 板的形式进行加强。
船底结构 一、单底结构（single bottom construction） ●船底板（bottom plating） ●肋板（floor） ●中内龙骨（center keel） ●旁内龙骨（side keel） ●舭肘板（bilge bracket） ●流水孔（drain hole）
●总布置图的组成 总布置图由侧视图、各层平台与 甲板的俯视图、舱底平面图及船体主要尺 寸和技术性能数据三部分组成。 主要尺度和技术性能数据以文字 形式表示，有总长、两柱间长、船宽、船 深、吃水等。 侧视图是从船舶的右舷正视而得的视 图。表示出船舶的侧面外形轮廓，上层建 筑形式，全船的舱室、机械设备的布置情 况及其在船长和高度方向的具体位置。
纵骨架式船体结构的特点：
●船体纵向强度大 ●甲板板和外板薄，船体结构重量轻 ●施工麻烦 ●舱容的利用率低，装卸货不方便 2.3 混合骨架式船体结构 船体结构中既有纵骨架式结构，又有横骨架 结构的船体结构形式称为混合骨架式船体结构 ●混合骨架式船体结构在船体建造中的应用
船体主要结构图 船图识读 船图识读是为了了解船舶的主要尺度和 技术性能，懂得船体内舱室的划分和布置 及板材与骨材的规格、尺寸。 1、船舶总布置图（general arrangement plan) 总布置图是一张反映全船总体布置 情况的图纸，全船舱室的划分及机械、设 备等的布置、数量和大小，比较集中地体 现了船舶用途和经济性，是最重要的全船 性图纸之一。
船舶结构课件--第二章船体结构2板底侧壁资料
纵骨架式甲板结构
船舶结构
横向构件
• 强横梁：自一舷延伸至另一舷的大尺寸横向构件。--
-主要构件
• 舱口端梁：位于舱口两端的强横梁。---主要构件
纵向构件
• 甲板纵骨：小尺寸纵向构件。---次要构件 • 甲板纵桁：大尺寸纵向构件。---主要构件
8/22/2019
船舶结构
舱口围板
• 作用： • 增加舱口处强度； • 阻止甲板上浪水进入货舱； • 装卸货时保障甲板人员安全。
• 作用： 强度增加 泄漏几率降低 货舱内舷侧壁平坦
8/22/2019
船舶结构
双 舷 侧 示 意 图
双舷侧结构内部，常设有人行通道、空舱、压载舱等。8/22/Biblioteka 019船舶结构肋骨编号
• 习惯上以舵杆中心线为0号，向前依次为+1， +2，+3，…；向后依次为-1，-2，-3， …。
• 作用：
横骨架式甲板结构
船舶结构
横向构件
• 横梁：自甲板一舷侧至另一舷侧的小尺寸横向构件。--
----次要构件
• 半梁：被舱口截断的那些横梁。----次要构件。 • 舱口端梁：位于舱口两端的大尺寸横梁。---主要构件
纵向构件
• 甲板纵桁：大尺寸纵向构件。------主要构件
8/22/2019
船舶结构
8/22/2019
要构件
• 实肋板：开有减轻孔（人孔）、气孔、油水孔等。
---主要构件
• 组合肋板：由一些水平的和竖向的小构件组成的肋
板。 ---次要构件
8/22/2019
船舶结构
纵向构件
• 中底桁：位于船底中心线上的大型纵向构件，一般
不允许任何开孔。主要构件。
船舶结构设计与强度分析研究
船舶结构设计与强度分析研究船舶是人类重要的运输工具之一，其结构设计与强度分析对于船舶的安全和性能至关重要。
本文将探讨船舶结构设计与强度分析的研究内容及其重要性。
船舶结构设计的目标是确保船舶在各种工作条件下都能满足安全、经济和可靠性的要求。
船舶结构设计的核心任务包括：船体、船内设备的布置设计、船舶各个部位的尺寸和形状设计、结构材料的选择与选型等。
这些任务在设计船舶时都要充分考虑船舶的载荷特性、运行条件和预期使用寿命等因素。
船舶结构设计的基础是对船舶载荷的合理估计。
船舶的载荷主要包括静载荷和动载荷。
静载荷包括自重、燃料、货物、人员等固定的重量，而动载荷则是由于波浪、风力和操作引起的。
船舶结构设计需要根据这些载荷对船舶各个部位的强度要求进行计算，以确保船舶在正常运行和紧急情况下的安全性。
船舶结构设计还需要考虑船舶的抗扭刚度和抗扭能力。
因为船舶在水中运动时，受到波浪等外界力的作用，会出现扭曲变形。
在设计船体时，需要合理布置结构材料和构件，以增强船体的抗扭刚度和抗侧倾能力，从而提高船舶的稳定性和安全性。
船舶结构设计中的关键问题之一是材料的选用和使用寿命的预测。
船舶结构在海洋环境下需要承受长期的水冲刷、氧化和腐蚀等作用，因此需要选择耐腐蚀性强、强度高的材料。
此外，船舶的使用寿命也是设计的重要考虑因素。
船舶运营成本巨大，设计人员需要预测材料的使用寿命，以在设计过程中考虑船舶维护和修理的成本，从而提高船舶的经济性和可靠性。
船舶强度分析是对船舶结构力学特性进行研究和计算的过程。
强度分析的目的是确定船舶结构在各种载荷和运行条件下的承载能力，确保船舶在正常和紧急情况下的安全性。
强度分析的主要内容包括船舶结构的应力分布、应力集中和疲劳分析等。
通过对船舶的强度分析，可以及时识别结构弱点和潜在的故障源，为船舶设计和维护提供重要指导。
船舶强度分析中的关键问题之一是疲劳分析。
船舶在长期运行过程中会出现疲劳破坏，这是由于载荷的反复作用导致材料出现裂纹和断裂。
船舶结构与设备 第2章 船体结构(2)
• 纵向构件：
– 甲板纵桁，舱口两边的甲板纵桁兼作舱口纵桁。
一、横骨架式甲板结构
第五节 甲板结构
第六节 舷侧结构
• 五、舷墙和栏杆 • 舷墙：
– 设置：干货船甲板或部分上层建筑的露天部分。油船 干舷低，上甲板易上浪，仅在船首和上层建筑设。 – 作用： 1）减少甲板上浪 2）保障人员安全 3）防止物品滚落舷外 – 要求：高度不小于1m；不参与总纵弯曲，不可与舷侧 顶列板焊成整体。
第六节 舷侧结构
• 栏杆 1）设置：
– 干货船：艇甲板舷边； – 液体货船：货物区域上甲板。
2）要求：高度不小于1m。
第二章 船体结构
• 第七节 舱壁结构 • 要点：舱壁的作用、种类、水密舱壁的设置要求 与结构 • 一、舱壁的作用 1、提高抗沉能力； 2、控制火灾蔓延； 3、有利于货物和其他各种载荷的分舱积载； 4、增加船体强度； 5、液货船纵向舱壁可减小自由液面，提高总纵强 度。
第二章 船体结构
• 第五节 甲板结构deck structure)
• 要点：骨架形式与骨架组成，甲板开口处 的结构与加强。 • 骨架形式：横、纵
甲板结构deck structure)
第五节 甲板结构
• 一 、 横 骨 架 式 甲 板 结 构 (deck structure of transverse framing system ) • 横向构件：
– 中机型，至少4道； – 尾机型，至少3道。
3、根据船长按规范要求增加数量
船体强度与结构设计复习材料
船体强度与结构设计复习材料绪论1。
船体强度：是研究船体结构安全性的科学.2。
结构设计的基本任务：选择合适的结构材料和结构型式，决定全部构建的尺寸和连接方式,在保证具有充足的强度和安全性等要求下，使结构具有最佳的技术经济性能.3。
全船设计过程:分为初步设计、详细设计、生产设计三个阶段。
4.结构设计应考虑的方面：①安全性;②营运适合性;③船舶的整体配合性；④耐久性；⑤工艺性;⑥经济性。
5.极限状态：是指在一个或几个载荷的作用下，一个结构或一个构件已失去了它应起的各种作用中任何一种作用的状态.第一章引起船体梁总纵弯曲的外力计算1.船体梁：在船体总纵强度计算中,通常将船体理想化为一变断面的空心薄壁梁。
2.总纵弯曲:船体梁在外力作用下沿其纵向铅垂面内所发生的弯曲。
3.总纵强度：船体梁抵抗总纵弯曲的能力。
4.引起船体梁总纵弯曲的主要外力：重力与浮力。
5.船体梁所受到的剪力和弯矩的计算步骤：①计算重量分布曲线平p(x)；②计算静水浮力曲线bs（x)；③计算静水载荷曲线qs(x）=p（x)-bs(x）；④计算静水剪力及弯矩：对③积分、二重积分;⑤计算静波浪剪力及弯矩：⑥计算总纵剪力及弯矩：④+⑤。
6.重量的分类：①按变动情况来分：不变重量（空船重量)、变动重量(装载重量）；②按分布情况来分：总体性重量（沿船体梁全场分布）、局部性重量(沿船长某一区段分布)。
7.静力等效原则:①保持重量的大小不变；②保持重心的纵向坐标不变；③近似分布曲线的范围与该项重量的实际分布范围相同或大体相同。
8.浮力曲线：船舶在某一装载情况下，描述浮力沿船长分布状况的曲线.9.载荷曲线：在某一计算状态下，描述引起船体梁总纵弯曲的载荷沿船长分布状况的曲线。
10.载荷、剪力和弯矩之间的关系:①零载荷点与剪力的极值相对应、零剪力点与弯矩的极值相对应；②载荷在船中前后大致相等，故剪力曲线大致是反对成的，零点靠近船中，在首尾端约船长的1/4处具有最大正、负值;③两端的剪力为零，弯矩曲线在两端的斜率为零(与坐标轴相切）。
船舶强度与结构设计复习
第2章 船体外载荷
• 波谷在船中：船舶下沉，增加排水量，真实波面 应该位于参考波面以上。
• 真实波面C-C就是待求的。
第2章 船体外载荷
第1章 船体结构基础
第1章 船体结构基础
• 船体结构各构件的作用 ②总纵强度
表示船体梁抵抗弯曲、剪切和扭转变形的能力。 在抵抗总纵弯曲时，所有的纵向构件都是有效的， 包括船底板、舷侧板、甲板板、纵舱壁以及纵骨。横 向构件如横舱壁以及其上的加强筋，肋板，肋骨，甲 板横梁等横向构件是不参与抵抗总纵弯曲的。 ③横向强度 狭义上：横向强度是表示抵抗横向变形的能力； 广义上：在研究横向变形能力时，考虑力的传递 机理以及相应的结构变形。
长上的差值产生分布载荷。
每单位船长上的差额就构成作用在船体梁上的 分布载荷。船体梁在这个载荷作用下将发生总纵弯 曲变形，并在船体梁断面上产生剪力和弯矩。
第2章 船体外载荷
N
x
x
0
q(
x)dx
剪力载荷曲线的一次积分
M
x
x
0
N
(
x)dx
x
0
x
0
qxdxdx
弯矩载荷曲线的二次积分
应。 • 弯矩曲线在两端的斜率为零，弯矩曲线在两端与x
轴相切。
第2章 船体外载荷
精度要求：
第2章 船体外载荷
• 对于端点不封闭的情况，线性内插修正实际上就 是按线性比例修正。
• 各用一条直线把剪力曲线和弯矩曲线封闭起来， 也就是用此直线作为 x 轴，则在右端点处分别有
Ｎ(Ｌ) ＝０，Ｍ(Ｌ) ＝０。
第2章 船体外载荷
4、载荷曲线 ①载荷曲线性质 ②载荷曲线与剪力、弯矩曲线的关系※ 5、调整平衡位置的方法 ①逐步近似法 ②直接法 6、规范波浪弯矩、剪力计算公式
船舶结构与设备 第2章 船体结构(1)ppt课件
构件传递的内内部力矩。由重力和浮力引起 • 弯矩绝对值的最大值一般出现在船中处。
.
Hull Structure
.
Hull Structure
• 3）波浪剪力与波浪弯矩 • 波浪剪力：船舶在波浪中剖面所受的剪力
船舶结构与设备
第二章
船体结构
.
船舶结构与设备
第二章 船体结构 • 本章要求
– 能将船舶原理和航海力学中学的有关知识应用 于船体结构；
– 掌握船体骨架式的概念； – 掌握船体各部位的结构情况和特殊要求； – 掌握一般船舶管系的有关知识； – 掌握船体结构防火的有关知识； – 了解船用材料和船体结构主要图纸。
• 船体强度的策略： • 船舶设计建造方面：合理选择结构材料、
尺寸和布局,应用良好的建造施工工艺和保 证质量。 • 管理方面：制定和实施相应的公约、规则 和规范，实施有效的检验、维修和检查监 督管理。 • 货物积载方面：保证货物及其它载重沿纵 向分布的合理性。
.
第二章 船体结构
• 第二节 船体结构的主要骨架形式 • 要点：骨架式的种类、特征、特点和应用 • 船体骨架形式的类型：
• 标准波：坦谷波；波长等于船长（λ=L）； 波峰（谷）位于船中；h/λ=1/20
.
船体强度（hull strength）
• 横向强度(transverse strength) ：船体结构抵 抗横向作用力的能力。 承担横向强度的主要构件和结构：横梁、 肋骨、肋板、肘板及其构成的肋骨框架， 横舱壁。
分段
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 总计
船舶结构与强度第二版答案
船舶结构与强度第二版答案一、判断题(每题2分，共10分)1、船体梁的最大剪力发生在船中剖面处。
(x)2、船体梁上浮力曲线与纵向坐标轴所围的面积等于作用在船体上的浮力，该面积的形心为船体浮心。
(√)3、第二次及更高次总纵弯曲近似计算中在不同弯曲状态下构件的折减系数是相同的。
(x)4、计算槽型舱壁的槽形体的弯曲时，可将其作为弹性固定的单跨梁或连续梁。
(√)5、为了防止应力集中，甲板上应避免采用长边沿船长方向布置的开孔。
(x)二、概念题(每题3分，共12分)1、重量分布曲线船舶在某一计算(装载)状态下，表示船长方向单位长度上重量大小的曲线。
2、许用应力在结构设计预计的各种工况下，船体结构构件所容许承受的最大应力值。
3、船体极限弯矩在船体剖面内离中和轴最远点的刚性构件中引起的应力达到结构材料屈服极限(在受拉伸时)或构件的临界应力(在受压缩时)的总纵弯曲力矩。
4、应力集中间断构件在其剖面形状与尺寸突变处的应力，在局部范围内产生急剧增大的现象。
三、简答题(每题8分，共48分)1、简述船体总纵强度计算中剪力和弯矩的计算步骤。
答:(1)计算重量分布曲线p(x);(2)计算静水浮力曲线b(x);(3)计算静水剪力及弯矩:N,(x)=∫ [p(x)-b,(x)]dx’ M,(x)=∫N,(x)dx ;(4 )计算静波浪剪力及弯矩: N…(x) =∫ [-Δb(x)]dx ，M(x)=[N(x)dx;(5)计算总纵剪力和弯矩:N(x)=N,(x)+N_(x)，M(x)=M,(x)+M…(x)。
2、简述计算重量分布曲线时采用的静力等效原则。
答:重量的分配原则:重量不变，重心不变，范围不变，站距均布。
最终，应使重量曲线所围的面积等于全船的重量，该面积的形心纵向坐标与船舶重心的纵向坐标相同。
或:(1)保持重量的大小不变，这就是说要使近似分布曲线所围的面积等干该项实际重量:(2)保持重量重心的纵向坐标不变，即要使近似分布曲线所围的面积形心纵坐标与该项重量的重心纵坐标相等。
船舶强度与结构设计_授课教案_第二章 总纵强度计算
第二章 总纵强度计算§2-1船体总纵弯曲应力第一次近似计算一、危险剖面的选择危险剖面：可能出现最大弯曲应力的剖面，由总纵弯曲力矩曲线可知，最大弯矩一般在船中0.4倍船长范围的，所以计算剖面一般应是此范围内的最弱剖面—既有最大的船口或其电开口的剖面，如机舱、货舱开口剖面。
除此之外，一般还要对船体骨架改变处剖面，上层建筑端壁处剖面，主体材料分布变化处剖面，以及由于重量分布特殊可能出现相当大的弯矩值的某些剖面。
二、纵向强力构件 1、 1、 纵向强力构件纵向连续并能有效的传递总纵弯曲应力的构件。
船中0.4~0.5倍船长区域内连续的纵向构件，上甲板板、外板、内底板、纵桁、中内龙骨等都是纵向强力构件。
船中非连续构件参加总纵弯曲的有效性取决于本身的长度及与主体的连续情况。
（1）、构件连续长度≥3h 计算剖面船口纵围板、纵桁等纵向构件可计入船体梁剖面计算中，但除外机座纵桁和其它加强纵桁不应计入。
（2）、构件长度L %15 的上层建筑。
（3）、不少于三个横舱壁或类似结构支柱的长甲板室。
2、 2、 间断构件（1）、相临舱口甲板。
（2）、纵桁板上的H h %20 的开口。
三、剖面模数及剖面要素计算 1、 1、 不同材料剖面面积折算根据变形相等的条件，承受相同的力P 即在计算时，可以船体梁仅由一种基本材料构件，而把与基本材料弹性横量E 不同和构件剖面面积乘以两材料的弹性横量之比E E i，同时又不改形心位置。
因此，对薄壁构件，相当于只对板厚作上述变换。
2、 2、 剖面要素的计算步骤（1）、画出船体计算剖面的剖面图并编号（i ）（2）、选定参数轴—离基线（0.45～0.5）型深处。
确定形心至参数轴距离（i Z ）。
（3）、计算剖面积（A ）、静力矩（B ）、惯性矩（C ）。
∑=i A A ∑=i i Z A B ∑+=)(02i Z A C i i（4）、求中和轴至参考轴的距离（ε）、任意构件至中和轴的距离（'i Z ）A B=εε-=i i Z Z '（5）、求对中和轴的惯性矩（I ）)(2)(222A B C A C I -=-=ε（6）、若甲板和船底距中和轴最远的距离分别为j Z 和d Z ，则甲板和船底的剖面模数分别为j j Z IW =d d Z I W =通常甲板的剖面模数比船底的剖面模数（d j W W <），所以有时也称j W 为船体的min W 。
《工程船舶施工技术》第二章打桩船PPT
打桩船的主要设备、桩架、结构与性能
⑴ 桩架
◆打桩船的桩架高度、结构形式、性能特点是决定该打桩船的施工性能、 施工效率、施工区域的主要因素。
打桩船的主要设备、桩架、结构与性能
桩架组成：
桩架由主架、龙口、底座、变幅机构等组成，附属设备有吊钩、 背板、抱桩器、升降机等。
打桩船的主要设备、桩架、结构与性能
力
装
2
置
电站式打桩船 液压泵站式打桩船
打桩船的主要设备、桩架、结构与性能
电站式打桩船
机舱内主要布置：主发电机、停泊发电机、各类冷却水泵、消防泵、 平衡水泵、生活用水泵、空压机等。
特点：主发电机为全船施工机械（移船绞车、起重绞车、变幅油缸以 及其它辅助设施）提供动力源。
打桩船的主要设备、桩架、结构与性能
主 要
（6）沉桩施工前的准备和抛锚 （7）沉桩一般工艺 （8）沉桩常见故障或问题及其处理方法
内 容
（9）特殊沉桩技术 （10）拔桩技术 （11）沉桩质量控制
（12）沉桩安全技术措施
（13）打桩船通过跨江河建筑物的技术措施
第二章 打桩船
1 打桩船的类型
◆按桩架形式分 ◆按船舶动力装置分 ◆按桩架高度分
第二章 打桩船
第二章 打桩船
◆ 打桩船是水上施工的主要工程船舶，主要从事高桩码头的水上 打桩施工。 ◆打桩船也可作为起重船用来吊运货物、安装构件、安装设备等 等。
第二章 打桩船
打
（1）打桩船的类型 （2）打桩船的主要设备、桩架、结构与性能
桩
（3）桩锤的类型、结构、性能、工作原理和使用要求
船
（4）打桩船的替打、替打垫、桩垫和附属设备 （5）桩基的基本知识
打桩船的类型
船舶强度与结构设计习题集
《船舶强度与结构设计》习题集第一章船体外载荷模块1、空船在重量曲线可用抛物线和矩形之和表示,即把空船重量的一半作为均匀分布,另一半作为二次抛物线分布.如下图所示 .试求证距船中x 处单位长度的重量为:⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=2175.05.02)(l x i w x ω (kN/m)式中W ——空船重量，kN;l ——船长的一半，m.2、某长方形货驳和10m ，均匀装载正浮于静水中。
若认为货驳自身质量沿船长均匀分布，此时在货驳中央加10t 集中装载荷。
试画出其载荷、剪力和弯矩曲线，并求出最大剪力和最大弯矩。
3、长方形浮码头，长20m 、宽５m 、深３m,空载时吃 水１m （淡水）。
当中部８m 范围内承受布载荷时，吃水增加到２m 。
假定船体质量沿船长均匀分布。
试作出该载荷条件下的浮力曲线、载荷曲线、静水剪力和弯矩曲线，并求出最大剪力与最大弯矩值。
4、某箱形船，长100m 、宽18m ,在淡水中正浮时吃水为5m 。
假定船体质量沿船长均匀分布。
将一个150t 的载荷加在船中后50m 处的一点上，试画出其载荷、剪力和弯矩曲线，并计算此时船中的变矩值。
5、水线面形状如下图所示的一直壁式船，静置于L z h y π2cos 2=的余弦波上，试计算波谷在船中时的最大静波浪弯矩。
6、若将题1.3的船静置于波高h=0.5m 的余弦波上，试求最大静波浪弯矩。
第二章总纵强度模块1、某型深3.5m 的横骨架式船舶，第一次近似计算船中剖面要素时，参考轴选在基线上1.5m 处，并得到以下各数值（对半剖面）：（1）使船底板在第二次计算时的折减系数不小于0.5（肋距为500mm ，每四档肋距设一实肋板），该船底板的最小厚度至少应为多少？（2）剖面上甲板宽度为2m ，舱口旁的甲板厚度为5mm ，舷侧板厚度为6mm 。
若该剖面受到1600kN 剪力的作用，求甲板距中心线4m 处和舷侧板在中和轴处的剪应力。
第二章船体总纵强度的计算
第二章船体总纵强度的计算知识点1剖面模数W=I/Z意义：表征船体抵抗弯曲变形能力的一种几何特性。
最小剖面模数——离中和轴最远的构件（最上层连续甲板即强力甲板；船底。
但船底离中和轴更近，则强力甲板处为最小剖面模数处，弯曲正应力最大）知识点2校核时候取危险剖面，即可能出现最大正应力的面（船中0.4倍船长范围内）。
危险剖面指：骨架式改变处剖面，材料分布变化处，上层建筑端壁处剖面）知识点3（填空）强度等值梁：有效参与弯曲的全部构件组成的梁，该梁在抵抗总弯曲和总纵强度性能上和船体等效。
纵向强力构件：纵向连续并能有效传递总弯曲应力的构件。
（可以计入船体梁的计算中，如船中0.4-0.5倍船长连续纵向构件）（间断构件看看即可，具体使用应该参考规范）知识点4剖面模数及第一次近似总纵弯曲应力计算过程（课件第二章15-21页）看看即可。
知识点5（简答）为什么要校核船体构件的稳定性？A．所有受压的甲板板列，与其他刚性构件相连的一部分完全有效。
B．而其余部分不能承受大于板极限载荷的压力。
C．不是所有纵向强力构件都完全有效参与抵抗总纵弯曲。
D．对船体结构的要求，既应该保证必要的强度，又要保证必要的稳定性。
（简答）怎样校核稳定性？计算临界应力：确定板的临界应力时的注意事项（课件45页）具体的计算方法：板的稳定性计算中只需记住一些简单的边界条件，不用记那些经验公式。
纵骨的稳定性计算只需记住当求得的欧拉应力超过材料的比例极限时要对欧拉应力进行修正，以考虑材料不服从虎克定律对稳定性的影响。
将实际应力与临界应力比较进行校核。
（填空）决定临界应力的条件：构建的几何尺寸、外力的作用方式、边界条件。
知识点6（判断）纵向骨架在计算载荷下不允许丧失稳定性，只有板可能失稳。
知识点7板的应力分布同一水平高度的应力沿着板宽分布不均匀，与纵向骨架相连的部分板宽内应力较高，而板宽的中间部分应力较低。
知识点8剖面折减将船体剖面中一部分失稳的板构件剖面积化为假想不失稳的刚性构件剖面积。
第二章 船体结构的主要骨架形式
船体结构的主要骨架形式船体结构由保持水密的外板、甲板板和支持它们的骨架构成。
根据船体骨架中型材排列方式，可以将船体骨架形式分为横骨架式、纵骨架式和混合骨架式三种。
一、横骨架式船体结构横骨架式船体结构是在上甲板、船底和舷侧结构中，横向构件数目多、排列密而纵向构件数目少、排列疏的船体结构。
特点：1、横向强度和局部强度好2、结构简单，容易建造3、舱容利用率高4、空船重量大5、使用在对总纵强度要求不很高的的中小型船舶二、纵骨架式船体结构纵骨架式船体结构是在上甲板、船底和舷侧结构中，纵向构件数目多、排列密，而横向构件数目少、排列疏的船体结构。
特点：1、总纵强度大2、结构复杂。
3、舱容利用率低4、空船重量小5、通常在大型油船和矿砂船上采用三、混合骨架式船体结构混合骨架式船体结构，在上甲板和船底采用纵骨架式结构，而在舷侧采用横骨架式结构特点：1、即满足总纵强度的要求，又有较好的横向强度2、结构较为简单3、舱容利用率较高4、舷侧与甲板、船底的交接处，结构连接性不太好5、在大型干散货船中广泛采用甲板结构甲板结构中主要构件：一、纵向构件1、甲板纵桁：是甲板结构中沿舱口两边和甲板中心线布置的纵向构件，由尺寸较大的T型组合材做成。
作用：承受总纵弯距作用，增加舱口处的强度2、甲板纵骨：仅在纵骨架式甲板结构中采用的纵向构件，由尺寸较小的不等边角钢作成。
作用：保证船舶的总纵强度和甲板的稳定性。
二、横向构件甲板中的横向构件统称为横梁。
按其位置和尺寸大小分为：1、普通横梁：是仅在横骨架式甲板结构中采用的横向构件，由尺寸较小的不等边角钢做成。
它的两舷端用梁肘板与舷侧横向构件（肋骨）相连，并与船底肋板一起组成横向框架，保证船体横向强度。
2、半梁：是横骨架式甲板结构中被舱口截断的横梁。
其舷端以梁肘板与肋骨相连，另一端焊在舱口围板上。
3、舱口端梁：是位于舱口前后两端的横梁，由尺寸较大的T型组合材做成。
其主要作用：增加舱口处的强度。
4、强横梁：是仅在纵骨架式甲板结构中采用的横向结构，由尺寸较大的T型材或折边钢板做成。
船体强度与结构答案
船体强度与结构答案【篇一：《船体结构与强度设计》复习题】txt>一、判断题1、长期以来，总强度一直是船体结构强度校核的主要方面。
（√）2、强度标准设计又称为计算设计方法，是目前应用比较广泛的方法。
（√）3、船舶除具有一定的强度外，还必须具有一定的刚度。
（√）4、对那些抗扭刚度较低的船体来说，扭转强度的研究就显得十分必要。
（√）5、在单跨梁的弯曲理论中，我们规定弯矩在梁的左断面逆时针为正，在梁的右断面顺时针为正，反之为负。
（√）7、通过在方程中引入初始点的弯曲要素值来求解梁挠度曲线方程的方法叫做“初参数法”。
（√）8、如果梁上受到几个载荷共同作用时，就可以用“叠加原理”来进行计算。
（√）10、在船体结构中，除了少数的桁架结构外，大多数的结构都是以弯曲变形为主的静不定杆系，例如连续梁、刚架及板架等属于这类杆系。
（√）11、变形连续条件就是变形协调条件。
（√）12、交叉梁系中不受任何外载荷作用的杆系称为无载杆。
（√）13、从原则上讲，力法可以解一切静不定结构。
（√）15、所谓“位移法”就是以杆系节点处的位移为基本未知数的方法。
（√）17、节点平衡方程又叫位移法方法，且此方程为正则方程。
（√）20、正则方程就是力的互等定理的反应。
（√）21、所谓“位移法”就是以杆系节点处的位移为基本未知数的方法。
（√）24、运用能量法能够解决结构的位移问题，也能解决静不定问题。
（√）26、在造船界，通常把杆件在弹性范围外失稳的力叫做临界力，以区别弹性范围内失稳的欧拉力。
（√）28、对于任意多跨连续梁，只要其每个跨度是等距、等断面的，并且两端是自由支持的，这时不论跨度有多少，其欧拉力都等于每跨单独时的欧拉力。
（√）29、当压应力小于临界应力时，杆件处于稳定平衡状态。
（√）30、当集中载荷或一定长度上的分布载荷转化为等价的每一理论站距间的矩形分布载荷时，应遵循“静力相当”的原则，即转化前后重力相等、重心位置不变。
（√）32、剖面模数比面积的意义就是产生单位剖面模数所需的剖面积。
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矩形剖面惯性矩
I bh3 12
组合剖面惯性矩列表计算 参考轴取面板上表面。
零
尺寸
件 编
mm
号
1
180×20
2
420×16
3
800×20
求和
剖面 积 cm2 36
67.2
160
263.2
A
距参考轴 距离cm
1 23 45 ---
对参考轴 一次矩
cm3 36
1545.6
7200
空船重量：80×10×3＝2400 t 货物重量：400×2＝800 t 总 重 量：2400+ 800＝3200 t
浮 力 分 布 b(x): 3200/80＝40 t/m (0≤x≤80)
空船重量分布w1(x): 2400/80＝30 t/m (0≤x≤80)
货物重量分布w2(x): 400/20 ＝20 t/m (20≤x≤60)
浪要素有关。
船体剖面上的剪力： N = Ns + Nw
Ns ——静水剪力 Nw——波浪剪力
2.静水剪力和弯矩计算 船舶漂浮在静水中，总体上重力与浮力平衡，但
二者分布不一致。
（1） 载荷分布 重力分布w (x)，浮力分布b(x) 载荷分布：q(x) = w (x)－b(x)
载荷＝重力―浮力 （分布不是合力）
把所有重量分配完后，在相应站内向加，得全 船重量曲线。
最终重量曲线所代表的重量等于全船重量， 重心坐标与实际重心坐标相符。
4.实际浮力曲线计算
浮力曲线：船舶在某一装载状态下，浮力沿船长分 布状况的曲线。
如何计算浮力沿船长分布？ 邦戎曲线的作用：见教材图1-9，P9 知道水线位置可从邦戎曲线上查出个站横剖面浸水 面积，进而求出浮力。
x-轴原点在船尾
载荷曲线
q(x) = w (x)－b(x)
每一计算站内重力与浮力相减
剪力曲线
x
Nx qxdx
0
任一剖面剪力 = 端面到该断面所有载荷之和
0 m 断面： N(0) =
0t
20 m断面：N(20) =-10×20 =-200 t
40 m断面：N(40) =-200+200 = 0 t
8781.6
B
对参考轴 二次矩
cm4
36
自身 惯性矩
cm4
12
35548.8
9878.4
324000
53.3
369528.5
C
总 面 积：A=263.2 cm2 对参考轴一次矩：B=8781.6 cm3 对参考轴二次矩：C=369463.2+65.3=369528.5 cm4 中性轴距参考轴：E=B/A=33.4 cm 对中性轴惯性矩：I=C－A*E2=76532.7 cm4 对面板上表面剖面模数：W=I/E=2294 cm3
船舶航行在海上，重力和海水作用力沿船长分 布不一致，船体将发生总纵弯曲变形。
由于总强度计算把船体可看作一根梁，因此可 采用梁理论，即船体剖面上弯曲应力：
σ M W
船体总强度理论很简单，关键要确定出作用在船 体梁上的弯矩和船体梁的剖面模数。
作用在船体梁上的弯矩： M = Ms + Mw
式中 M——总弯矩； Ms——静水弯矩，与重力及其船长分布有关 Mw——波浪弯矩，与波形范围内的船外形和波
船舶的重力分布和浮力分布如何计算？
（2）剪力曲线
x
Nx qxdx
0
（3）弯矩曲线
x
xx
M x Nxdx qxdxdx
0
00
静水剪力和弯矩算例
方驳长80米，宽10米，深6米，空船在淡水中吃水3米。沿船 长等分四个舱，中间两舱各均匀装载货物400吨。画出该装载情 况下载荷、剪力和弯矩曲线。
中和轴处腹板剪应力
Q S 380000 2130.8 6612N / cm2 66N / mm2
I t 76532.7 1.6
作业：梁剖面如图，梁作用弯矩M=150000Nm, 列 表计算剖面模数，计算面板上表面和带板下表面弯 曲应力。
第2节 船体弯矩和剪力计算
1.计算船体总强度理论基础
重量曲线举例 ①梯形法近似表示船体和舾装重量
已知总重量W, 重心据船中xg，假定梯形分布，梯 形面积等于W, 梯形面积形心纵坐标与重心一致，并 且b=1.195，解出a和c。
② 分布在两站内重量 P1 + P2 = P
0.5 (P1－P2)ΔL = P*a
③ 分布在三站内重量 只有两个平衡条件，假定两站重量分不相同。
3. 实际重量曲线计算
重量曲线：船舶在某一装载状态下，全船重量沿船 长的分布曲线。
通常将船舶重量按20站分布，按每站内均布重量做 出阶梯形重量曲线。
（见教材图1-3，P6） 船舶重量由许多项组成。 绘制重量曲线原则： 每一项重量的重心在船长方向坐标不变，其分布范 围与实际大体相符，每站内重量均布。把每一站内所 有重量相加，得到全船重量曲线。 全船重量曲线所代表的重量等于全船重量，重心坐 标与实际重心坐标相符。
3 应力计算 如果梁弯矩M=275kNm, 剪力Q=380kN。 最大弯曲应力：
M 27500000Nm 12000N / cm2 120 N mm2
W
2292cm3
中和轴处腹板剪应力最大。 中和轴以上剖面对中和轴静矩：
S=[33.4×1.6×33.4/2+36×(33.4+1)]=892.4+1238.4=2130.8cm3
W
dw 10
a
fs 6
1
2A
2A
a
fs
如果不考虑面板和带板自身惯性矩65.3 cm3，则
C1=369463.2 cm4 I1=C1－A*E2=76467.4 cm4
对面板上表面剖面模数： W1=I1/E=2292 cm3
中国规范公式：
W
dw 10
a
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
fs 6
1
2A
2A
a
fs
W=2287 cm3，误差 7/2294=0.3%
60 m断面：N(60) = 0+200 = 200 t
80 m断面：N(80) = 200―200= 0 t
弯矩曲线
x
xx
M x Nxdx qxdxdx
0
00
断面弯矩 = 端面到该断面所有力矩之和
（力矩符号规定:顺时针为正,弯矩中拱为正，从右端算起）
0 m 断面： M(0) = 0 t.m 10 m断面：M(10) =―500 t.m 20 m断面：M(20) =―2000 t.m 30 m断面：M(30) =―3500 t.m 40 m断面：M(40) =―4000 t.m 50 m断面：M(50) =―3500 t.m 60 m断面：M(60) =―2000 t.m 70 m断面：M(70) = ―500 t.m 80 m断面：M(80) = 0 t.m