船体结构极限承载能力

1 逐步破坏法
逐步破坏法依据平断面假定，认为横向构件具有足够的结构强度，船体纵向构件失效发生在相邻的单个框架内部，整体结构具有比框架间更高的失稳崩溃能力，并认为这些单元之间无相互作用。

将横剖面进行离散成加筋板单元和硬角单元两类单元，加筋板单元由筋和带板组成，是船体梁甲板与船底板上板架结构承载总纵弯矩的主要构件单元；而舷顶列板、纵舱壁与甲板相交的结构连接处结构由于刚度相对比较大，假定为硬角单元。

1.1 加筋板格失效模式
加筋板受压缩载荷作用下逐渐发生屈曲崩溃失效，其失效模式主要包含加筋板格失效和整个加筋板格失效。

前者由于加强筋翼缘在压缩时发生屈曲或屈服失效，后者因为带板在压缩作用下发生屈曲或屈服破坏。

在结构承受压缩和弯曲载荷共同作用下，加强筋面板厚度中心的总应力由4类应力合成，分别为初始变形产生的残余应力、面内纵向载荷产生的拉压应力、侧向载荷产生的应力以及弯矩产生的应力。

加筋板带板受压可能引起加筋板格失效模式，即失效模式1，在该失效模式中，加强筋整体承受纵向面内压缩载荷，且还能继续承载外在拉压引力，但带板已无法继续承载，因为已处于极限应力状态。

而当总应力等于加强筋屈服应力时，加强筋翼缘首先发生破坏，此时发生加强筋翼缘压缩失效模式，即失效模式2。

1.2 单元应力-应变关系
对于加筋板的应力-应变关系，采用一定的简化方法来求解，求解精度决定了Smith方法的计算精度。

硬角单元与承受拉应力的加筋板单元假定为理想弹塑性力学响应，与选用的材料属性一致，其应力-应变关系如图1所示。

对于承受逐渐增大的压应力直至失稳崩溃的加筋板单元，根据其应力应变关系特征分为3个阶段，即开始上升阶段的线弹性阶段稳定状态、由塑性流动产生的稳定非卸载阶段、塑性铰形成后载荷下降的卸载阶段，相应的单元应力-应变曲线关系如图2所示。