上海交通大学船舶结构设计课程作业
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根据规范2.4.4.2，当强力甲板上机炉舱、货舱开口的角隅是圆形时，角隅处要求加厚板，且角 隅半径与舱口宽度之比1/20，但对于舱口围板处未设置甲板纵桁者不小于1/10。如甲板伸进舱 口围板内，圆形角隅的最小半径为300mm；如舱口围板以套环形式与甲板内缘焊接时，圆形 角隅最小半径为150mm。 角隅处加厚板的尺寸应符合下图的规定。角隅处加厚板端接缝应与舱口围板的端接缝以及甲板 骨架的角接焊缝错开，加厚板的厚度应较强力甲板增加4mm。
船舶与海洋工程结构设计与课程设计
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1 船体结构设计任务
1.1 设计规范版本
中国船级社(CCS)颁布的《钢质海船入级与建造规范（2012）》。
1.2 设计对象
E=
，其中，S为舷侧纵桁间距，单位(m)。
h1 、C见规范2.3.1.2。 h2=0.5C，计算时取不大于0.36d。 设计舷侧外板尺寸时，各参数取值如下： s=0.67m, L=95.3m, d=6m, Fd=1， Fb=1， Fm=1， h1=1.2m， h2=2.16m
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根据规范2.4.4.6，第2甲板机舱、货舱开口角隅处要求加厚板，厚度应较甲板增加2.5mm
甲板及以下甲板（包括平台甲板）的舱口角隅处一般不要求加厚板。
3.3 双层底（第6节）
根据规范2.6.1.2，双层底中断处船底纵向骨架应保持连续性，中断区域的单底中内龙骨和旁内龙 骨应为双层底中桁材和旁桁材的直接延续部分；而内底板应在不小于3个肋距内逐渐缩小为中内 龙骨和旁内龙骨的面板，此面板在双层底中断处的宽度应不小于旁内龙骨间距的一半。内底边板 亦应向中断区域延伸不小于3个肋距；当内底边板为倾斜时，其延伸部分应有面板或折边，其宽 度可逐渐减小。中断区域内，不与双层底旁桁材直接连续的旁内龙骨，应向双层底内延伸 距，其高度可逐渐降低，其自由边应有这边。 根据规范2.6.1.3，机舱内，在主机部位应布置足够的纵桁，并应保持结构的连续性。对中机型船 舶，这些纵桁应在整个机舱长度内延伸，并应向机舱前、后舱壁处延伸至少3个肋距，但向机舱 后壁以后的延伸部分还应支持最前面的轴隧中间轴承；对尾机型船舶，这些纵桁应尽可能向尾延 伸，并应与强肋骨或肋板有效连接。
某5000t干货船。
1.3 设计船型
双甲板尾机型干货船。
1.4 主尺度
船 长 L=99.0 m
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船 宽 B=16.0 m 型 深 D=9.0 m 吃 水 d=6.5 m 排 水 量 = 7466,5 t 方型系数 = 0.707 该船的中纵剖面草图如图1.1
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甲板平面草图
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1.6 设计任务
（1）开展5000T散装干货船结构尺寸（0.4L区域）规范设计，完成规范设计计算书。 （2）绘制典型横剖面图。
2 船体结构设计任务书
s=0.67m， L=95.3m， Fd=1 代入计算得：
实取t=9mm
=8.62mm =8.22mm
3.2.2 甲板边板（2.4.3）
根据规范2.4.3.1，强力甲板边板厚度应不小于强力甲板厚度。 本船实取t=9mm。
3.2.3下甲板（2.4.5）
根据规范2.4.5.1，第2甲板在船中部0.4L区域内的货舱口边线外的甲板厚度，应不小于按下式计 算所得之值： t=12smm,且不小于6mm 式中：s为骨材间距，单位(m)，计算时取值应不小于骨材的标准间距。 设计强力甲板尺寸时，各 参数取值如下： s=0.7m 代入计算得：
=0.5
=0.42
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经检验，本船不属于大开口船舶。 通过验算，本船满足规范对主尺度和开口的要求，可按规范确定构件尺寸。
3 结构尺寸规范设计
3.1 外板
船中0.4L区域
2.1 主尺度检验
根据规范2.2.1.2，规范适用于满足下列条件的船舶：
5，
2.5 ，
0.6
本船主尺度计算为：
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=5.96
=1.78 0.707 满足规范要求。
2.2 甲板大开口检验
=8.62mm =10.19mm
(3). 距基线1/4D以下的舷侧外板厚度
S=4.7m,取下甲板与内底板间距离。
=1.022
t t 实取t=12mm
=11.83mm
=10.12mm
3.1.5 舷顶列板（2.3.5）
根据规范2.3.5.1，舷顶列板的宽度应不小于：
b=
mm，但也不必大于1800mm
式中：L为船长，单位(m)。
第二货舱：舱口从 77#~ 93# 肋位，舱口长 l=11.2 m 第三货舱：舱口从 43#~ 59# 肋位，舱口长 l=11.2 m
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梁 拱： R=300m 最大静水许用弯矩(压载出港)：Ms=13876 t•m 舱容系数： =1.51 m3/t (即装载率 r=1/1.51 =0.66 t/m3) 上甲板货物计算载荷 p=1.3 t/m2 中剖面草图
根据规范2.3.3.1，舭列板的厚度，当舭列板处为纵骨架式时，应不小于2.3.1.3计算所得。 本船舭列板厚度实取：t=11mm
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3.1.4 舷侧外板（2.3.4）
根据规范2.3.4.1，舷侧外板系指从舭列板至舷顶列板之间的外板。 舷侧为横骨架式时，船中部 0.4L区域内舷侧外板厚度t应符合以下规定：
（1）距基线3/4D以上的舷侧外板厚度t应不小于按下列两式计算所得之值：
t
mm
t
mm
（2）以距基线0.5D为中点的1/2D范围内的舷侧外板厚度t应不小于按下列两式计算所得值：
式中：L为船长，单位(m)。 平板龙骨的宽度不必大于1800mm。平板龙骨的宽度应在整个船长内保持不变。 根据规范2.3.2.2，平板龙骨的厚度应不小于按其结构形式按2.3.1计算所得的船底板厚度加 2mm，且不小于相邻船底板的厚度。 本船平板龙骨尺寸实取：b=1600mm,t=13mm
3.1.3 舭列板（2.3.3）
L为船长，单位(m)，计算时取不必大于200m。
Fb为折减系数。根据规范2.2.5.7，局部构件尺寸的折减系数应符合下列规定：当甲板处和 龙骨处的最大总纵弯曲应力小于许用弯曲应力时，可取适宜的折减系数Fd和Fb，以减小局 部构件的尺寸，但应符合以下条件：
式中： 为甲板处的总纵弯曲应力，单位N/mm2； 为龙骨处的总纵弯曲应力，单位N/mm2； 为弯曲处的许用应力，单位N/mm2； h1=0.26 C，计算时取不大于0.2d。
设计船底板尺寸时，各参数取值如下： s=0.67m,d=6m,L=95.3m,Fb=1
=7.82
h
=2.03m，0.2d=1.2m，实取h1=1.2m
代入计算得：
t1
=9.79mm
t
=10.52mm
实取t=11mm
3.1.2平板龙骨（2.3.2）
根据规范2.3.2.1，平板龙骨的宽度b应不小于按下式计算所得之值： b=
s=0.7m, L=95.3m, E=1.054, Fd=1 代入计算得：
t 实取t=12mm
=9.59mm
=11.59mm
3.2 甲板（第4节）
3.2.1 强力甲板（2.4.2）
根据规范2.4.2.1，船中0.4L区域内开口边线外强力甲板厚度t，除应符合中剖面模数要求外，还 应不小于按下列各式计算所得值：
根据规范2.3.5.2，舷侧为横骨架式时，船中0.4L区域内舷顶列板的厚度t应不小于按下列两式计算 所得值：
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t1
mm
t
mm
式中：s为肋骨间距，单位(m)，计算时取值应不小于肋骨的标准间距。 L为船长，单位(m)。 L1=L，单位(m)，但计算时取值不必大于200m。 Fd、E 见规范2.3.4.2。 设计舷顶列板尺寸时，各参数取值如下：
根据规范1.1.2.17，符合下述任一条件的甲板开口为大开口：
（1）
0.7
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（2）
0.89
（3）
0.6 和
0.7
式中：b为开口宽度，单位(m)，如有几个舱口并列，则b代表各开口宽度之和； B1为在开口长度中点处包括开口在内的甲板宽度，单位(m)； lH为舱口长度，单位(m)； lBH为每一舱口两端横向甲板条中心线之间的距离，单位(m)。如舱口前或后再无其他舱口时，则 lBH算到舱壁为止。 在检验甲板大开口时，各参数取值如下： b=8m，lH=11.2m，B1=16m，lBH=18.9 代入计算得：
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1.5 与设计有关的条件
图1.1 中纵剖面草图
该船主要装运杂货。 上甲板舱口两侧及货舱船底采用纵骨架式结构，其余采用横骨架式。强横梁每隔三档设置一根。 结构材料：普通钢， 甲板间高： H=3 m 肋 距： 700 mm（机舱和首尖舱600 mm） 纵骨间距： 自#9~#131肋位s=700mm，其余位置s=600mm 双层底高： 第一货舱 h=2.2 m；其余 H=1.3 m 舱口宽度： b=8 m 舱口长度： 第一货舱：舱口从108#~124# 肋位，舱口长 l=11.2 m
3.1.1船底板（2.3.1）
根据规范2.3.1.1，船底板是指由平板龙骨至舭列板之间的外板。
根据规范2.3.1.3，船底为纵骨架式时，船中部0.4L区域内的船底板厚度t应不小于按下列两式计算 所得之值：
mm
t
mm
式中：s为纵骨间距，单位(m)，计算时取值应不小于纵骨的标准间距。
d为吃水，单位(m)。
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舷侧外板厚度计算如下： (1). 距基线3/4D以上的舷侧外板厚度
S=3m,取甲板间高间距 离。E=
=1.054
t 实取t=10mm
=8.40mm
=9.95mm
(2). 以距基线0.5D为中点的1/2D范围内的舷侧外板厚度
t t 实取t=11mm
t
mm
t
mm
（3）距基线1/4D以下的舷侧外板厚度t应不小于按下列两式计算所得之值：
t1
mm
t
mm
式中：s为肋骨间距，单位(m)，计算时取值应不小于肋骨的标准间距。 L为船长，单位(m)，计算时取不必大于190m。 d为吃水，单位(m)。 Fd为甲板处的折减系数。 Fb为龙骨处的折减系数。 Fm为折减系数，取Fd和Fb中的较大者。
对于纵骨架式：
t
mmtmm Nhomakorabea式中：s为纵骨间距，单位(m)，计算时取值应不小于纵骨的标准间距。
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L为船长，单位(m)。 L1=L ，单位(m)，但计算时取值不必大于200m。 Fd=L为折减系数，见规范2.2.5.7。 设计强力甲板尺寸时，各参数取值如下：
t=
=8.4mm
实取t=9mm
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3.2.4甲板开口（2.4.5）
根据规范2.4.4.1，当强力甲板上机炉舱、货舱开口的角隅是抛物线或椭圆形时，角隅处的甲板 不需加厚板。但应符合下图规定。
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C为波浪系数，按下列各式计算：
C=0.0412L+4 当L<90m时；
C=
当90<=L<=300m时；
C=10.75 当300<L<350m时
C=
当350<=L<=500m时；
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1 船体结构设计任务
1.1 设计规范版本
中国船级社(CCS)颁布的《钢质海船入级与建造规范（2012）》。
1.2 设计对象
E=
，其中，S为舷侧纵桁间距，单位(m)。
h1 、C见规范2.3.1.2。 h2=0.5C，计算时取不大于0.36d。 设计舷侧外板尺寸时，各参数取值如下： s=0.67m, L=95.3m, d=6m, Fd=1， Fb=1， Fm=1， h1=1.2m， h2=2.16m
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根据规范2.4.4.6，第2甲板机舱、货舱开口角隅处要求加厚板，厚度应较甲板增加2.5mm
甲板及以下甲板（包括平台甲板）的舱口角隅处一般不要求加厚板。
3.3 双层底（第6节）
根据规范2.6.1.2，双层底中断处船底纵向骨架应保持连续性，中断区域的单底中内龙骨和旁内龙 骨应为双层底中桁材和旁桁材的直接延续部分；而内底板应在不小于3个肋距内逐渐缩小为中内 龙骨和旁内龙骨的面板，此面板在双层底中断处的宽度应不小于旁内龙骨间距的一半。内底边板 亦应向中断区域延伸不小于3个肋距；当内底边板为倾斜时，其延伸部分应有面板或折边，其宽 度可逐渐减小。中断区域内，不与双层底旁桁材直接连续的旁内龙骨，应向双层底内延伸 距，其高度可逐渐降低，其自由边应有这边。 根据规范2.6.1.3，机舱内，在主机部位应布置足够的纵桁，并应保持结构的连续性。对中机型船 舶，这些纵桁应在整个机舱长度内延伸，并应向机舱前、后舱壁处延伸至少3个肋距，但向机舱 后壁以后的延伸部分还应支持最前面的轴隧中间轴承；对尾机型船舶，这些纵桁应尽可能向尾延 伸，并应与强肋骨或肋板有效连接。
某5000t干货船。
1.3 设计船型
双甲板尾机型干货船。
1.4 主尺度
船 长 L=99.0 m
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船 宽 B=16.0 m 型 深 D=9.0 m 吃 水 d=6.5 m 排 水 量 = 7466,5 t 方型系数 = 0.707 该船的中纵剖面草图如图1.1
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甲板平面草图
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1.6 设计任务
（1）开展5000T散装干货船结构尺寸（0.4L区域）规范设计，完成规范设计计算书。 （2）绘制典型横剖面图。
2 船体结构设计任务书
s=0.67m， L=95.3m， Fd=1 代入计算得：
实取t=9mm
=8.62mm =8.22mm
3.2.2 甲板边板（2.4.3）
根据规范2.4.3.1，强力甲板边板厚度应不小于强力甲板厚度。 本船实取t=9mm。
3.2.3下甲板（2.4.5）
根据规范2.4.5.1，第2甲板在船中部0.4L区域内的货舱口边线外的甲板厚度，应不小于按下式计 算所得之值： t=12smm,且不小于6mm 式中：s为骨材间距，单位(m)，计算时取值应不小于骨材的标准间距。 设计强力甲板尺寸时，各 参数取值如下： s=0.7m 代入计算得：
=0.5
=0.42
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经检验，本船不属于大开口船舶。 通过验算，本船满足规范对主尺度和开口的要求，可按规范确定构件尺寸。
3 结构尺寸规范设计
3.1 外板
船中0.4L区域
2.1 主尺度检验
根据规范2.2.1.2，规范适用于满足下列条件的船舶：
5，
2.5 ，
0.6
本船主尺度计算为：
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=5.96
=1.78 0.707 满足规范要求。
2.2 甲板大开口检验
=8.62mm =10.19mm
(3). 距基线1/4D以下的舷侧外板厚度
S=4.7m,取下甲板与内底板间距离。
=1.022
t t 实取t=12mm
=11.83mm
=10.12mm
3.1.5 舷顶列板（2.3.5）
根据规范2.3.5.1，舷顶列板的宽度应不小于：
b=
mm，但也不必大于1800mm
式中：L为船长，单位(m)。
第二货舱：舱口从 77#~ 93# 肋位，舱口长 l=11.2 m 第三货舱：舱口从 43#~ 59# 肋位，舱口长 l=11.2 m
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梁 拱： R=300m 最大静水许用弯矩(压载出港)：Ms=13876 t•m 舱容系数： =1.51 m3/t (即装载率 r=1/1.51 =0.66 t/m3) 上甲板货物计算载荷 p=1.3 t/m2 中剖面草图
根据规范2.3.3.1，舭列板的厚度，当舭列板处为纵骨架式时，应不小于2.3.1.3计算所得。 本船舭列板厚度实取：t=11mm
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3.1.4 舷侧外板（2.3.4）
根据规范2.3.4.1，舷侧外板系指从舭列板至舷顶列板之间的外板。 舷侧为横骨架式时，船中部 0.4L区域内舷侧外板厚度t应符合以下规定：
（1）距基线3/4D以上的舷侧外板厚度t应不小于按下列两式计算所得之值：
t
mm
t
mm
（2）以距基线0.5D为中点的1/2D范围内的舷侧外板厚度t应不小于按下列两式计算所得值：
式中：L为船长，单位(m)。 平板龙骨的宽度不必大于1800mm。平板龙骨的宽度应在整个船长内保持不变。 根据规范2.3.2.2，平板龙骨的厚度应不小于按其结构形式按2.3.1计算所得的船底板厚度加 2mm，且不小于相邻船底板的厚度。 本船平板龙骨尺寸实取：b=1600mm,t=13mm
3.1.3 舭列板（2.3.3）
L为船长，单位(m)，计算时取不必大于200m。
Fb为折减系数。根据规范2.2.5.7，局部构件尺寸的折减系数应符合下列规定：当甲板处和 龙骨处的最大总纵弯曲应力小于许用弯曲应力时，可取适宜的折减系数Fd和Fb，以减小局 部构件的尺寸，但应符合以下条件：
式中： 为甲板处的总纵弯曲应力，单位N/mm2； 为龙骨处的总纵弯曲应力，单位N/mm2； 为弯曲处的许用应力，单位N/mm2； h1=0.26 C，计算时取不大于0.2d。
设计船底板尺寸时，各参数取值如下： s=0.67m,d=6m,L=95.3m,Fb=1
=7.82
h
=2.03m，0.2d=1.2m，实取h1=1.2m
代入计算得：
t1
=9.79mm
t
=10.52mm
实取t=11mm
3.1.2平板龙骨（2.3.2）
根据规范2.3.2.1，平板龙骨的宽度b应不小于按下式计算所得之值： b=
s=0.7m, L=95.3m, E=1.054, Fd=1 代入计算得：
t 实取t=12mm
=9.59mm
=11.59mm
3.2 甲板（第4节）
3.2.1 强力甲板（2.4.2）
根据规范2.4.2.1，船中0.4L区域内开口边线外强力甲板厚度t，除应符合中剖面模数要求外，还 应不小于按下列各式计算所得值：
根据规范2.3.5.2，舷侧为横骨架式时，船中0.4L区域内舷顶列板的厚度t应不小于按下列两式计算 所得值：
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t1
mm
t
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式中：s为肋骨间距，单位(m)，计算时取值应不小于肋骨的标准间距。 L为船长，单位(m)。 L1=L，单位(m)，但计算时取值不必大于200m。 Fd、E 见规范2.3.4.2。 设计舷顶列板尺寸时，各参数取值如下：
根据规范1.1.2.17，符合下述任一条件的甲板开口为大开口：
（1）
0.7
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（2）
0.89
（3）
0.6 和
0.7
式中：b为开口宽度，单位(m)，如有几个舱口并列，则b代表各开口宽度之和； B1为在开口长度中点处包括开口在内的甲板宽度，单位(m)； lH为舱口长度，单位(m)； lBH为每一舱口两端横向甲板条中心线之间的距离，单位(m)。如舱口前或后再无其他舱口时，则 lBH算到舱壁为止。 在检验甲板大开口时，各参数取值如下： b=8m，lH=11.2m，B1=16m，lBH=18.9 代入计算得：
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1.5 与设计有关的条件
图1.1 中纵剖面草图
该船主要装运杂货。 上甲板舱口两侧及货舱船底采用纵骨架式结构，其余采用横骨架式。强横梁每隔三档设置一根。 结构材料：普通钢， 甲板间高： H=3 m 肋 距： 700 mm（机舱和首尖舱600 mm） 纵骨间距： 自#9~#131肋位s=700mm，其余位置s=600mm 双层底高： 第一货舱 h=2.2 m；其余 H=1.3 m 舱口宽度： b=8 m 舱口长度： 第一货舱：舱口从108#~124# 肋位，舱口长 l=11.2 m
3.1.1船底板（2.3.1）
根据规范2.3.1.1，船底板是指由平板龙骨至舭列板之间的外板。
根据规范2.3.1.3，船底为纵骨架式时，船中部0.4L区域内的船底板厚度t应不小于按下列两式计算 所得之值：
mm
t
mm
式中：s为纵骨间距，单位(m)，计算时取值应不小于纵骨的标准间距。
d为吃水，单位(m)。
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舷侧外板厚度计算如下： (1). 距基线3/4D以上的舷侧外板厚度
S=3m,取甲板间高间距 离。E=
=1.054
t 实取t=10mm
=8.40mm
=9.95mm
(2). 以距基线0.5D为中点的1/2D范围内的舷侧外板厚度
t t 实取t=11mm
t
mm
t
mm
（3）距基线1/4D以下的舷侧外板厚度t应不小于按下列两式计算所得之值：
t1
mm
t
mm
式中：s为肋骨间距，单位(m)，计算时取值应不小于肋骨的标准间距。 L为船长，单位(m)，计算时取不必大于190m。 d为吃水，单位(m)。 Fd为甲板处的折减系数。 Fb为龙骨处的折减系数。 Fm为折减系数，取Fd和Fb中的较大者。
对于纵骨架式：
t
mmtmm Nhomakorabea式中：s为纵骨间距，单位(m)，计算时取值应不小于纵骨的标准间距。
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L为船长，单位(m)。 L1=L ，单位(m)，但计算时取值不必大于200m。 Fd=L为折减系数，见规范2.2.5.7。 设计强力甲板尺寸时，各参数取值如下：
t=
=8.4mm
实取t=9mm
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3.2.4甲板开口（2.4.5）
根据规范2.4.4.1，当强力甲板上机炉舱、货舱开口的角隅是抛物线或椭圆形时，角隅处的甲板 不需加厚板。但应符合下图规定。
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C为波浪系数，按下列各式计算：
C=0.0412L+4 当L<90m时；
C=
当90<=L<=300m时；
C=10.75 当300<L<350m时
C=
当350<=L<=500m时；