开孔要求

应设 踏步或其他等效措施 。
比），即应力集 中系数 随着 椭 圆长短轴 比增 大 而增
２．１．２ 对透 气孑Ｌ、流水孑Ｌ、通 焊孔等小 开 口尺寸条 加 ，最 大应力 发生在长轴 的两端 。所 以在船 舶建造
件 ：
时一方 面要 尽 量避免大 开 口，长开孔 ，同时对 开 口
开孔的高度一 般不超 过板材高度 的 ２５％，最大 表面进 行磨 光处 理 ，以减 小应 力急 中 ；另一方 面应
2. 开孔要求：所有结构上的开孔应尽量避开应力集中区域，如无法避开时应作相应的补偿，开口的角隅 处应有良好的圆角
3. 开孔较长且孔高度接近/达到允许值时应采用 DOUBLER 加强/WEB 板加厚
4. 如孔高且 W（剖面模数）裕度较小时面板厚度必须加厚
5. 加强材的厚度应不小于 WEB 的厚度
第一点要求来自钢规第二篇第二章 第二点要求来自钢规通则 第三、四、五点要求来自钢规
船体构件 上 的开孔 不 仅减小 了构件 的横 剖 面
上高度应不大于 ４０％板材高。
积 ，降低 了结构强度 ，还将 在开孔处 产生应力 集 中。
２．１．１．２ 在舭肘板上 ，减轻孔大小应达到孔边缘距 通过弹性 理论分析和光弹试验 ，对小 的圆形 开孔一
肘 板任何地方的边缘均不小于舭肘板宽度的 １／３。 般 当板材 高度与圆孔开孔 直径 比≥ ５时 ，圆形 开孔
背景 ：在 船舶 的设 计 和建造 过 程 中 ，因各 种需 减小 自由液面对 船舶稳性影响 。
要 我们会在船 体上 开设多种 开 口；船体 开 １２１按 其分
透气孔则 开设 在相应 构件 的顶部 ，一般 也是半
布部位可分 为船体 表 面 开 口（如 甲板 上 的货 舱 、机 圆形小孔 。透气孔 的布 置和 大小 应使 船舶在 压 水
小于腹板高度的 ４０％。
长度（Ｌ）当母材板 厚 ｔ≤ １２ｒａｍ 时 ，Ｌ≥５０ｒａｍ；当 ｔ
２．２ 开孔 的布置要 求 ：
≥ １２ｍｍ 时 ，Ｌ＞￣７５ｍｍ。
２．２．１ 肋 板上的人孔 、减 轻孔 以及透气孔 、流水孔 ３．３ 因特殊原因若人孔高度超过母材高度的 ５０％
等 同一种类 开孔 位 置 在船 长方 向应尽 量按 直线 排 （对 中桁材为 ４０％）须在 开孑Ｌ边缘加 焊一 圈面 板或
列 。
在开孔两侧加设扶强材加 强。
２．２．２ 同一 构件 上 的不 同种 类 的开 孔 （如 流水孔 ３．４ 骨材贯 穿孔处的主骨材腹 板与强构件 腹板应
与 透气 孔 、人 孔 、减 轻孔 等 ）位 置应 交错布 置 ，不 宜 有效焊接 ，当开 口宽度较大或 在受力较大 的部位使
１．５ 管系 （电缆 ）穿孔 ：是 当船 舶管 系穿 过强构 件 时 ，在 构件 的腹板上开设 的圆形 或椭 圆形 孔。管系 穿过水密构件时应使用水 密通舱件 。 １．６ 通焊孔 （如 图 １）：分对接焊缝通焊孔 和角焊缝 通焊孔两种 。
对接焊焊缝 通 焊孔是 当船体 板材 的对 接 焊缝 与其 内部构件 角接 焊缝交 叉时 ，为确保其 中板材对 接焊缝 的焊透 ，而在 内部构件 的角焊缝处 开设 的工 艺开孔 ，通常 为一半 圆形小孔 。
技术设计 图纸上均有 明确 表达 ，按 图施工和 检验 即 骨材贯穿孔 的形状根据主骨 材外形 而定 ，通常有 Ｒ
可 ；对于船体结 构 内部开 口在技术设计 图纸上一 般 型 、倒 Ｕ 型等 。
难 以清楚 表 达 ，且其 相对 尺寸 较小 ，重要 性往 往 容 易被忽视 ，但 又极 易导致结 构 的破 坏 。笔者 结合 对 我市 乡镇造船厂进行船舶 建造检 验 的实例 ，就船 底 结构 内部开孔 的种类 、布置 和结构 弥补等 方面进 行 分析和探讨 。 １ 船底结构 内部 开孔 的种 类 ：根据 开孔 的 作用 不 同大致可分 为以下几类 １．１ 减 轻孔 （如 图 １）：一 般开 在肋 板 、旁桁 材 和舭 肘板等较 大构件 中间 的圆形 孔 ，其 作用 是在确 保构 件强 度情 况下 ，通 过 开孔 减小 构件 重量 ，进 而 达 到 减小船壳 自重 ，降低造 船成本 的 目的。 １．２ 人孔 （如 图 １）：顾名思义是一 种供人 员进 出的 开 口，一般开设在肋板及旁桁材中间，多为椭 圆形
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２００４年第 ４期
板）须用包角焊加 以焊密，止漏孔通常为小的半 圆 位不应开孔 ，如肋板的两端各一道纵骨间距 内不应
孔 。
开设 人孔或减轻孔 ；横舱壁两边 各一道肋 距 内的旁
２ 船底 结构 开 口的尺寸和布置 ：
桁 材上不应开设人孔或减 轻孔 ；纵骨上流 水孔或 透
２．１ 开孔 的尺寸 ：
气孔距 肘 板 趾 端 的距 离 一般 应 不 小 于 ２００ｍｍ 等
２．１．１ 减 轻孔 、人 孔等较 大开 口的尺寸条件 ：
等。
２．１．１．１ 在肋板、旁桁材上开 口的高度一般不大 ３ 对 开孔的结构弥补 ：
于板材高度的 ５０％，在船 中 ０．７５Ｌ区域外 中桁材
角焊缝通 焊孔 是 当船舶 内部 的纵横 两构 件交 叉 时 ，为确保 其 中连续 构件 与板 材角焊缝 也 连续 ， 而在中断构件 的装配角处开设 的工艺开 口，通常 是 一 １／４圆孔 也可采用三角切 口。
孔 （尺寸不小 于 ３２０ｍｍ×４５０ｍｍ）。人孔 的布置 和
大小 、高 度应 能使检查人员 能方便地 进 出船 底任一
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开孔要求
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1. 开孔要求：当需将电缆和管系穿过甲板纵桁的腹板时，在腹板上的开孔高度应不超过腹板高度的 25%， 开孔的高度应不超过横梁间距的 60%或纵桁高度为其较大者，否则应予以补偿。对船长小于 65M 的 船舶，经本社同意开孔高度可予以适当放宽，开孔的边缘至纵桁面板的距离应不小于纵桁腹板高度的 40%，开孔的边缘应光滑并具有良好的圆角，不应将开孔密集地布置在相邻的肋位内，离纵桁肘板趾 端 200MM 范围内的纵桁腹板上不应有任何开孔。
半 圆形小 孔 。流水 孔 的布 置和 大 小应 考 虑泵 的抽 设水 密 补 板 外 ，在 骨 材 距 舱 壁 （或 肋 板 ）左 右 各
唧率使 舱底 的积水能通过各 流水孔 自由流入 吸 口， ｌＯＯｍｍ 处开 应 开止 漏 孔 ，孔 的趾 部 至舱 壁 （或 肋
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舭龙骨上的止裂孔现在的意义已经不是当初发明这种孔时那么大了。因为舭部的板材韧性已经远远高 出当初的担忧了。止裂孔最关键的应用是当船的关键区域发生裂纹时，在裂纹扩展的路上钻一个孔，好了， 你就裂到这里为止吧，先救命再说。另外，在对板材的或长的纵向裂纹修理时，在裂纹两端 50 以外先钻孔 或刨开再对裂纹经行刨修的，在铸钢件的裂纹修理也是一样的道理。 2、VLCC 以及油船的 CM 点区域，在压载舱中的边纵桁与斜坡板的肘板和肋板在钝角区域就是不许开孔的， 因为这个位置是高应力区域，如果开孔会使这里的区域集中于孔的边缘，而这个孔不是完整的，那么应力 就会在包角处寻找机会，找到突破口，在这个地方撕开一道防线，形成裂纹源，这个裂纹源一直如果扩展 到内壳上就会造成漏油。事实上早期的油船最初是有这个 R 孔的，后来就经过事故后的分析发现，就是这 个孔惹的祸。 3、为什么集装箱船的舱口角隅不是椭圆的：从这个公式可一看出，如果椭圆的角隅的沿船长方向，那么 K<3，而如果是圆形角隅，那么 K=3，显然，从总纵强度上看椭圆优于圆形角隅。但是，别忘了，集装箱 船的横向应力是很强烈的，如果是横向来的力，那么其 K 就会大于 3，这中一强一弱的应力更容易出问题。 而圆角隅就很对称嘛，无论哪个方向的复杂应力，K 就是 3。而从空间布置来看，圆形的角隅更能增大有 效仓容。 4、为什么 R 孔的包脚一定要光顺呢？显然，哪里不顺，我就先从哪里撕开一个口子。 5、为什么舱口角隅为椭圆时不用加厚板？显然，这里主要考虑长轴沿船长方向的 K 小。
炉舱开 口等等 ），和船 体结 构 内部开 口。然 而 大 多 或装油 时舱 内的空 气能通 过 透气 孔 自由流 入舱 柜
数的船体开 口其实集 中在船 体结构 内部 ，特别 是在 透气管 中 ，确保水压满 、油装足 ，减小 自由液面对船
船底结构 中。据 统计 一 艘 普通 货 船 中船体 结 构 的 舶 稳性影响。
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Zuo wei 2009-5-3
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在无限大的平面上开孔，如果开孔的沿拉应力的方向尺度为 b，垂直的为 a，那么，由于开孔引起的应力集 中度系数为 K=2a/b+1 由此可以看出，只要开孔，不管其方向如何都会使 K>1，也就是会引起应力偏大， 其应力可以理解成沿孔的边缘分部。 由此引申几个问题： 1、止裂孔一定要在对接缝焊好后再“钻”孔，这样释放一部分应力的同时，如果舭龙骨一旦被撕裂，当其 裂至这个孔的时候，引起开裂的力一下子就被这个孔释放了，裂纹找不到突破口，就在这个孔的地方断掉 了。打个比方就是把 1MP 的空气放到 K 倍于原体积的瓶子中，那这个瓶子的压力就比 1MP 小多了，那么 瓶子的爆炸的危险就小多了。所以这个孔是反其道而用之。
３．１ 对人孔 、减 轻孔 、管 系（电缆 ）贯穿孔 等较大 的
２．１．４ 管系 （电缆 ）贯 穿孔的尺寸条件 ：
开孔边缘 打磨光滑并使其具有 良好的圆角。
开孔高 度应不超过板材高 度的 ２５％ ，开孔宽度 ３．２ 对所 有 流水孔 、透 气孔 、通 焊孔 等半 圆形 、半
一 般不超过 板材高度 ；且开孔至 构件边 缘 的距 离不 椭圆形 开孔或三角切 口的趾端采 用包角焊 ，包 角焊
２．１．１．３ 对油轮 、散化船 、液化气船在肋板与旁桁 拉伸 时最大应力 一 （为平 均拉应力 ＯＯ的 ３倍 （即
材上 的 人孔 均 要求 不 小 于 ６００ｍｍ×８００ｍｍ，且 开 应力集 中系数 Ｋ ＝ｄ一 ｏ＝３），对 于小 椭 圆 形开
孔下边缘离船底外 板的高度不大 于 ６００ｍｍ，否则 孔其应力 集 中系数 Ｋ＝１＋２ａ／ｂ（ａ／ｂ为椭 圆长短轴
局部 ，并 能 方便地 检查 、维修 ，人孔 沿船 长 、船 宽 方
向应尽可能直线排列 。
１．３ 流水孔 和透气孔 （如图 １）： 流水孔 通常开设 在单层 底 的船底 肋板 、旁 内龙
骨和双层底实肋板、旁桁材、船底纵骨底部 ，一般为
图 １ 流水 孔 和透气孔
１．７ 止漏孔 ：当船 舶 主骨 材 （如 纵骨或 横 梁 ）穿过 水密舱 壁（或水密肋板 ）时 ，除须在舱 壁（或肋 板）上
不超 过 ７５ｍｍ。
对结构 的长大开 口、承受高应力 的开 口和 易产生 应
２．１．３ 骨材贯穿孔 的尺寸条件 ：
力集 中的开 口采取 焊接加 强 、加 装补强板等 一些措
主骨材贯 穿 强构 件 时要求 强 构件 的腹板 高 度 施来弥补 由开 口引起的构 件强度损失。如 ：
大于贯穿孔高度的 １．６倍。
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Zuo wei 2009-5-3
２００４年第 ４期
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船 底 结 构 开 孔 探讨
应 扬苹
（宁波市航运管理处 宁波 ３１５０４０）
［摘 要 ］ 对船 舶建造 中船 底结 构开孔 问题进行 分析 ，归 纳出合 理的 开孔大 小 、布 置要 求和结 构弥 补方式 。 ［关键 词 ） 船舶 建造 ；开孔 ；探讨
内部开 口数 量 占整个船体 开 口数 量 的 ９０％以上 ，而 １．４ 骨材贯 穿孔 （如 图 １）：当船体主骨材穿过强构
船底结构 的开孔 数 量又 占了整 个 主船 体 结构 开 口 件时 ，为确保 主骨材的连续 性和得 到强构件有效 支
数量 的 ２／３之 多 。对 船 体表 面 开 口的处 理 一 般 在 撑 ，我们需 要 在强构 件 的腹板 上开设 骨材 贯穿孔 。