船舶结构设计及型材剖面设计
合集下载
项目四 钢质船舶规范法结构设计(4)组合型材的剖面设计
3）型材稳定性条件
型材腹板高而薄或面板过宽时， 型材腹板高而薄或面板过宽时，往往面板由于弯 曲压应力作用或腹板受过大的剪切作用而局部失 去稳定性， 去稳定性，因此型材的尺寸搭配应满足这种局部 稳定性的要求。 稳定性的要求。 要求腹板高厚比h/t＜ ，否则应设置加强筋， 要求腹板高厚比 ＜75，否则应设置加强筋， 长江实船h/t=50~60。 长江实船 。 经稳定性计算， 型材面板宽厚比 型材面板宽厚比b/δ＜ ， 经稳定性计算，T型材面板宽厚比 ＜36，实 际可取b=（ 际可取 （10~20）δ，折边型材减半。 ） ，折边型材减半。 h、b、t、δ的规定如图 所示。 的规定如图5-8所示 、 、 、 的规定如图 所示。
2．设计步骤 ．
型材的剖面设计，就是确定型材剖面尺寸， 型材的剖面设计，就是确定型材剖面尺寸，使型材 满足强度、刚度及稳定性要求。 满足强度、刚度及稳定性要求。 现结合实例，说明组合型材剖面的设计步骤。 现结合实例，说明组合型材剖面的设计步骤。 某长江客货轮， 某长江客货轮，甲板纵桁所必须的剖面模数 W=404cm3，惯性矩 ，惯性矩I=7780cm4，甲板纵桁跨长 ， l=7.7m，载荷的平均宽度b 2.35m， l=7.7m，载荷的平均宽度b = 2.35m，设计型材剖面 尺寸。 尺寸。
⑤确定面板尺寸 面板剖面积： 面板剖面积：
w h × t 404 30 × 0.6 f1= − = − = 13.5 − 4 = 9.5 cm 2 h k 30 4.5
⑥决定面板尺寸
δ = (1.2 ~ 2)t = 7.2 ~ 12 mm, 实取δ =8mm
950 b= = = 119 mm, 实取b = 120 mm δ 8 f1
1.首先确定腹板尺寸。 首先确定腹板尺寸。
船体强度与结构设计-型材剖面设计
引用俄罗斯教授巴波考维奇的成果，计算腹板的临界应力。 （1） 仅承受线性分布的弯曲正应力时，临界应力为
cr
7（6 100t ）2[1 h
0.95(1
β)2.33](N/mm2 )
一个翼板拉应力
另一个翼板压应力
（2）如果弯曲正应力等于零，则 临界剪切应力为
cr
102100t h
2 剖面内材料利用率的指标：剖面利用系数和比面积。
W1
I Z
z 2 dF
F
Z
z2 ( ) dF
Z
max F Z
max
max
max
理想剖面：两个离中和轴距离相等、面积各为0.5 F的翼板组成的剖面称为 理想剖面。
理想剖面的剖面模数为
W0
1 2
hF
h
理想剖面形式
实际型材的最小剖面模数，小于理想剖面的剖面模数，即
m=70~100。
5.3.2 型材整体的稳定性 1、型材总稳定性问题的提出
仓壁扶强材等一类构件承受水压力,在压力较小时，构件的弯曲在腹板的平面内发生，当 压力载荷增加到超过一定数值时，构件向腹板平面外发生弯曲，即侧向弯曲，也称为侧向 失稳。侧向失稳属于型材总稳定性问题，如果型材总稳定性不足，则会导致结构的整体破 坏，例如整个仓壁发生破坏。
q0,cr
EI*
1*
1 , 2
表示单位宽度舱壁 板对于扶强材的抗 转约束
图 扶强材剖面及约束
图 临界压力集度系数表
3、型材总稳定性的初次校核 影响型材总稳定性的因素有：腹板高度、型材跨度、小翼板宽度等。增
加小翼板宽度，可提高型材总稳定性。 初次设计校核总稳定性可按下式
y -材料的屈服极限; b1-小翼板半宽。
cr
7（6 100t ）2[1 h
0.95(1
β)2.33](N/mm2 )
一个翼板拉应力
另一个翼板压应力
（2）如果弯曲正应力等于零，则 临界剪切应力为
cr
102100t h
2 剖面内材料利用率的指标：剖面利用系数和比面积。
W1
I Z
z 2 dF
F
Z
z2 ( ) dF
Z
max F Z
max
max
max
理想剖面：两个离中和轴距离相等、面积各为0.5 F的翼板组成的剖面称为 理想剖面。
理想剖面的剖面模数为
W0
1 2
hF
h
理想剖面形式
实际型材的最小剖面模数，小于理想剖面的剖面模数，即
m=70~100。
5.3.2 型材整体的稳定性 1、型材总稳定性问题的提出
仓壁扶强材等一类构件承受水压力,在压力较小时，构件的弯曲在腹板的平面内发生，当 压力载荷增加到超过一定数值时，构件向腹板平面外发生弯曲，即侧向弯曲，也称为侧向 失稳。侧向失稳属于型材总稳定性问题，如果型材总稳定性不足，则会导致结构的整体破 坏，例如整个仓壁发生破坏。
q0,cr
EI*
1*
1 , 2
表示单位宽度舱壁 板对于扶强材的抗 转约束
图 扶强材剖面及约束
图 临界压力集度系数表
3、型材总稳定性的初次校核 影响型材总稳定性的因素有：腹板高度、型材跨度、小翼板宽度等。增
加小翼板宽度，可提高型材总稳定性。 初次设计校核总稳定性可按下式
y -材料的屈服极限; b1-小翼板半宽。
船体制图中横剖面图
半程回忆
➢ 船体结构与制图的一般知识 ➢ 总布置图的识读 ➢ 结构节点图的识读与绘制 ➢ 典型船体结构
2022/3/22
新的故事
中横剖面图的识读与绘制
➢ 中横剖面图表达的内容 ➢ 中横剖面图的识读 ➢ 中横剖面图的绘制
2022/3/22
船体图样
船体图样的类型？
总体图样——总布置图、型线图 结构图样——中横剖面图、基本结构图、肋骨型
型 宽B
17.5m
直线梁拱
直线梁拱
型 深D
7.10m
吃 水d
5.0m
结构吃水 肋骨间距 s
梁拱
2022/3/22
5.5m
孔400 550
0.65m
首尾0.6m
距中3960
距中6400
距中8750
对0称.2于0m中线面，只画一半 标记数量 修改单号
签字 日期
设绘
描图
校对
标检
审核
审定
日期
集装箱船 技术设计
线图、外板展开图、机座结构图、 分段结构图 舾装图样——锚、舵、起货设备、救生设备、门、 窗、盖等布置图，舵、桅、烟囱、 舱口盖、等的结构图 工艺图样——分段划分图、胎架及各种工艺加强 装置结构图、全船余量布置图、船 体墩木布置图等
2022/3/22
结构图样
结构图样是通过图线和文字标注表达船体 结构的尺寸、位置和构件间的相互连接关 系。重点在船体结构件的布置和形状。
和结构形式 舱口的宽度及舱口围板的尺寸和结构形式 双层底、船舱及各层甲板间的高度及梁拱高
见下图
2022/3/22
2022/3/22
3. 识读中横剖面图
主要了解船体各部分结构的相对位置和船体构件 的布置、尺寸、结构形式和相互连接方式。
➢ 船体结构与制图的一般知识 ➢ 总布置图的识读 ➢ 结构节点图的识读与绘制 ➢ 典型船体结构
2022/3/22
新的故事
中横剖面图的识读与绘制
➢ 中横剖面图表达的内容 ➢ 中横剖面图的识读 ➢ 中横剖面图的绘制
2022/3/22
船体图样
船体图样的类型？
总体图样——总布置图、型线图 结构图样——中横剖面图、基本结构图、肋骨型
型 宽B
17.5m
直线梁拱
直线梁拱
型 深D
7.10m
吃 水d
5.0m
结构吃水 肋骨间距 s
梁拱
2022/3/22
5.5m
孔400 550
0.65m
首尾0.6m
距中3960
距中6400
距中8750
对0称.2于0m中线面，只画一半 标记数量 修改单号
签字 日期
设绘
描图
校对
标检
审核
审定
日期
集装箱船 技术设计
线图、外板展开图、机座结构图、 分段结构图 舾装图样——锚、舵、起货设备、救生设备、门、 窗、盖等布置图，舵、桅、烟囱、 舱口盖、等的结构图 工艺图样——分段划分图、胎架及各种工艺加强 装置结构图、全船余量布置图、船 体墩木布置图等
2022/3/22
结构图样
结构图样是通过图线和文字标注表达船体 结构的尺寸、位置和构件间的相互连接关 系。重点在船体结构件的布置和形状。
和结构形式 舱口的宽度及舱口围板的尺寸和结构形式 双层底、船舱及各层甲板间的高度及梁拱高
见下图
2022/3/22
2022/3/22
3. 识读中横剖面图
主要了解船体各部分结构的相对位置和船体构件 的布置、尺寸、结构形式和相互连接方式。
船体结构与强度设计总结新
1、结构的安全性是指结构能承受在正常施工和正常使用时大概浮现的各种载荷和（或）载荷效应，同时在偶然事件发生时及发生后，仍能保持必须的整体稳定性。
此外，结构在正常使用时，还必须适合营运的要求，并在正常的维护保养条件下，具有足够的耐久性。
2、船体强度计算包括：（1） 确定作用在船体或各个结构上的载荷的大小及性质，即外力问题；外载荷（2） 确定结构剖面中的应力与变形，即结构的响应分析（亦称载荷效应分析）；或者求使结构失去它应起的各种作用中的任何一种作用时的载荷，即结构的极限状态分析（亦或求载荷效应的极限值），即内力问题。
响应（3） 确定合适的强度标准，并检验强度条件。
衡准（结构的安全性衡准都普遍采纳确定性的许用应力法）3、通常将船体强度分为总强度和局部强度来研究。
4、结构的安全性是属于概率性的。
5、把船体当做一根漂移的空心薄壁梁（成为船体梁），从整体上研究其变形规律和抵抗破坏的能力，通常成为总强度。
总强度就是研究船体梁纵弯曲问题。
从局部上研究局部构件变形规律和抵抗破坏的能力，通常称为局部强度。
6、作用在船体结构上的载荷，按其对结构的阻碍可分为：总体性载荷、局部性载荷。
按载荷随时刻变化的性质可分为：不变载荷、静变载荷、动变载荷和冲击载荷。
7、总体性载荷是指引起整个船体的变形或破坏的载荷和载荷效应。
局部性载荷是指引起局部结构、构件变形或破坏的载荷。
冲击载荷，是指在特别短的时刻内猛然作用的载荷，例如砰击。
8、结构设计的基本任务是：抉择合适的结构材料和结构型式，决定全部构件的尺寸和连接方式，在保证具有足够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。
9、船体结构设计，一般随全船设计过程分为三个时期，即初步设计、详细设计和生产设计。
10、结构设计应考虑：安全性、营运适合性、船舶的整体配合性、耐久性、工艺性、经济性。
11、大多数结构的优化设计都以最小重量（或最小体积）作为设计的目标。
然而，减小结构尺寸、降低结构重量，往往会增加建筑工作量，从而增加制造成本同时还会引起维护保养费用的增加。
船体结构的辨识—船体主要结构图与总布置图
02. 总布置图的组成
4)舱底平面图
对双层底部分：表示双层底上面的舱室、设备布置的 情况以及双层底窨内液舱布置情况； 对单层底部分：表示船底构件上方舱室、设备的布置。
02. 总布置图的组成
5)主要尺度和技术数据
包括：最大长度、垂线间长、 型宽、型深、设计吃水、排水 量、载货量或载客量、主机功 率、主机转数、航速、船员定 额、续航力以及甲板高度等。
02.外板展开图
2)外板的编号
a）列板号码
位于基线的平板龙骨称为K行板， 与其相邻的船底列板为A行板，再 次的为B行板，依次类推。但i、o、 q不用与列板编号。用P、S表示左 右舷。
b）钢板序号
钢板序号可以从船首排起，也可以 从船尾排起，以阿拉伯数字表示
03.横剖面图
包括中横剖面图(midship transverse cross-section plan)，机舱处横剖面图 (engine-room transverse cross-section plan)及货舱 口处横剖面图(cargo hatch transverse crosssection plan)。
1)右舷侧视图
包括：全船的侧视概貌、主船体内部舱室划分情况、 船舶设备的布置情况。
02. 总布置图的组成
2)货舱正视横剖面图
包括：货舱、船底及 舷侧的布置形式、上 层建筑布置形式与层 高等内容。
02. 总布置图的组成
3)各层甲板与平台平面图
•每一舱室、门、舷窗、通道、扶梯等的具体位置。 •各种设备、家具、用具等具体位置。
04.舱壁图
图上注有舱壁板的排列和 厚度，扶强材及其肘板的 尺度和水平桁材的尺度。
船舶总布置图
目录
01 总布置图的作用 02 总布置图的组成
船舶中剖面结构优化设计
再需校核强度和稳定性，直到满足为止。这种分级处理的思想，有 可能引进分组优化的方法，即引进协调变量，将原系统分成若干比较简 单的子系统，由各子系统的分别优化和系统之间的协调，得到原问题的 最优解。这样，大幅度地减少了分析次数，提高了优化计算的效率。本 节将船中剖面优化设计分成三级优化处理。整个系统的优化流程如图65所示。
结构优化的方法
❖
对离散变量优化设计问题，简单地采用连续变量最优解、或其“整
圆”解、或将最优解附近的“拟离散解”作为离散变量最优解都是不合
适的。解决这一问题的根本途径在于发展离散变量优化方法。现有的方
法如： （1）以一般连续变量优化方法为基础的方法，如拟离散法，离
散惩罚函数法等，其可靠性和求解成功率都不高；（2）随机型和半随
第9页/共30页
（2）约束条件
满足“规范”，是按“规范”优化设计的特点：即所决定的构件尺寸或布 置，必须以“规范”对构件尺寸和布置的要求值作为限制。“规范”对构件尺 寸的要求，一般是以公式的形式表示；而对总纵强度的要求是以船中剖面模数 要求值给出。中剖面模数是所有设计变量的隐式函数，在约束条件中，有些是 显式函数，有些是隐式函数。由于构件剖面几何力学量的换算公式是非线性的， 所以这些约束条件都是非线性约束。一般有：
第6页/共30页
建立数学模型
（1）设计变量 由于构成中剖面的构件类型较多，所以设计参数也多。
另外，可以选择构件尺寸或者构件的布置作为设计变量；当 构件尺寸作为设计变量时，又有许多几何和力学量可以选取， 如截面面积、惯性矩和剖面模数等。合理选取设计变量是至 关重要的。
设计变量不宜选得太多，否则会增加计算上的困难。一 般是选取影响总强度的构件剖面尺寸及其布置作为变量。图 8-2为某货船的中剖面，可选择甲板、船侧、内、外船底板 的板厚、甲板和外底纵骨的剖面积以及肋骨间距、双层底高 度等作为设计变量。
结构优化的方法
❖
对离散变量优化设计问题，简单地采用连续变量最优解、或其“整
圆”解、或将最优解附近的“拟离散解”作为离散变量最优解都是不合
适的。解决这一问题的根本途径在于发展离散变量优化方法。现有的方
法如： （1）以一般连续变量优化方法为基础的方法，如拟离散法，离
散惩罚函数法等，其可靠性和求解成功率都不高；（2）随机型和半随
第9页/共30页
（2）约束条件
满足“规范”，是按“规范”优化设计的特点：即所决定的构件尺寸或布 置，必须以“规范”对构件尺寸和布置的要求值作为限制。“规范”对构件尺 寸的要求，一般是以公式的形式表示；而对总纵强度的要求是以船中剖面模数 要求值给出。中剖面模数是所有设计变量的隐式函数，在约束条件中，有些是 显式函数，有些是隐式函数。由于构件剖面几何力学量的换算公式是非线性的， 所以这些约束条件都是非线性约束。一般有：
第6页/共30页
建立数学模型
（1）设计变量 由于构成中剖面的构件类型较多，所以设计参数也多。
另外，可以选择构件尺寸或者构件的布置作为设计变量；当 构件尺寸作为设计变量时，又有许多几何和力学量可以选取， 如截面面积、惯性矩和剖面模数等。合理选取设计变量是至 关重要的。
设计变量不宜选得太多，否则会增加计算上的困难。一 般是选取影响总强度的构件剖面尺寸及其布置作为变量。图 8-2为某货船的中剖面，可选择甲板、船侧、内、外船底板 的板厚、甲板和外底纵骨的剖面积以及肋骨间距、双层底高 度等作为设计变量。
船体中剖面计算法设计
微分法的推导。
剖面积改变前，面积为 F，中和轴距离甲板 为 cj 。
原中和轴
z
新中和轴
ci
（1）面积改变对剖面模数的影响
(a)
（b）
主甲板面积改变量为F j ,求甲板处的剖面模数改变量和应力改变量。 由对新中和轴的静矩为零得：
F (c j )Fj 0
c jF j F
6m
e 0.942 1
船体强度与结构设计
天津大学建筑工程学院船舶工程系
第六章
绪论
船体中剖面计算法设计
结构设计的任务：确定船体结构的骨架型式、构件尺寸及连接方式。 设计的目标：在满足结构强度和刚度的条件下，建造结构费用最低且工艺 性能良好。 设计方法：（1）规范设计方法；2）计算设计方法
1、英国劳氏船级社 LR 2、德国劳氏船级社 GL 3、挪威船级社 DNV 4、法国船级社 BV 5、美国船级社 ABS 6、中国船级社 CCS 7、日本海事协会 NK 8、俄罗斯船舶登记局 RS 9、意大利船级社 RINA 10、韩国船级社 KR 11、希腊船级社 HR 12、波兰船舶登记局 PRS 13、保加利亚船舶登记局 BKR 14、印度尼西亚船级社BKI 15、罗马尼亚船舶登记局 RN 16、印度船级社 IRS 17、克罗地亚船舶登记局 CRS
6.1 船体钢料和骨架型式选择 6.1.1船体钢料
1、船体钢料的分类 以屈服极限为标准，进行钢料强度级别划分。 （1）普通强度钢（低碳钢） s 235MPa
（2）中强度钢：
s
265MPa ~ 300MPa
（3）舰船钢材HY80钢的屈服强度是550MPa(56kgf/mm2)级，HY100钢是690MPa(70kgf/mm2)级。 一般强度结构钢质量等级:A、B、D、E四个质量等级。 高强度结构钢为:四个质量等级：A,D,E,F;每个质量等级分为三个强度级别。
船体制图(结构部分)
Company Logo
Logo
船舶结构
图 双壳油船横剖面示意图
Company Logo
Logo
船舶结构
图 双壳油船横剖面结构图
Company Logo
Logo
船舶结构
内河船受航道和吃水的限制，船长较短，船型宽而扁平， 吃水浅，因此大多数中小型的内河船舶都采用单一横骨 架式结构。图所示为内河小型货船的横剖面结构。其甲 板、底部和舷侧均采用横骨架式单层结构。底部略向两 舷升高。
Company Logo
Logo
船舶结构
船体的基本组成
通常船体可大致分为主船体（hull）和上层建筑 （superstructure）两部分。 上层建筑：首楼（forecastle）、桥楼（bridge）、尾楼 （poop）及甲板室（deck house）。 主船体包括：船首（stem）、船中（midship）和船尾 （stern）；
Company Logo
Logo
船舶结构
主船体是船体结构的主要部分，是由船底（ship bottom）、 舷侧（ship side）、上甲板（upper deck）围成的水密的 空心结构。其内部空间又由水平布置的下甲板（lower deck）、沿船宽方向垂直布置的横舱壁（transverse bulkhead）和沿船长方向垂直布置的纵舱壁（longitudinal bulkhead）分隔成许多舱室。货船上通常有货舱、机舱、 首尖舱和尾尖舱等舱室。首、尾端的横舱壁也叫首尖舱舱壁 （forepeak bulkhead）和尾尖舱舱壁（afterpeak bulkhead）。
Company Logo
Logo
船舶分类
小结
船舶的分类多种多样，较为常规的分类方法是按照用途 分类。油船、集装箱船、散货船是最为常规的船型，也是占 世界造船总量前三的船型。 此外，这里解释一下船、舰和艇的概念。 船：通用词，多用于常规民用或者特殊用途的。 舰：大型水面战斗船只。 艇：小型水面战斗船只、高速水面船和水下航行类。
Logo
船舶结构
图 双壳油船横剖面示意图
Company Logo
Logo
船舶结构
图 双壳油船横剖面结构图
Company Logo
Logo
船舶结构
内河船受航道和吃水的限制，船长较短，船型宽而扁平， 吃水浅，因此大多数中小型的内河船舶都采用单一横骨 架式结构。图所示为内河小型货船的横剖面结构。其甲 板、底部和舷侧均采用横骨架式单层结构。底部略向两 舷升高。
Company Logo
Logo
船舶结构
船体的基本组成
通常船体可大致分为主船体（hull）和上层建筑 （superstructure）两部分。 上层建筑：首楼（forecastle）、桥楼（bridge）、尾楼 （poop）及甲板室（deck house）。 主船体包括：船首（stem）、船中（midship）和船尾 （stern）；
Company Logo
Logo
船舶结构
主船体是船体结构的主要部分，是由船底（ship bottom）、 舷侧（ship side）、上甲板（upper deck）围成的水密的 空心结构。其内部空间又由水平布置的下甲板（lower deck）、沿船宽方向垂直布置的横舱壁（transverse bulkhead）和沿船长方向垂直布置的纵舱壁（longitudinal bulkhead）分隔成许多舱室。货船上通常有货舱、机舱、 首尖舱和尾尖舱等舱室。首、尾端的横舱壁也叫首尖舱舱壁 （forepeak bulkhead）和尾尖舱舱壁（afterpeak bulkhead）。
Company Logo
Logo
船舶分类
小结
船舶的分类多种多样，较为常规的分类方法是按照用途 分类。油船、集装箱船、散货船是最为常规的船型，也是占 世界造船总量前三的船型。 此外，这里解释一下船、舰和艇的概念。 船：通用词，多用于常规民用或者特殊用途的。 舰：大型水面战斗船只。 艇：小型水面战斗船只、高速水面船和水下航行类。
船舶结构节点图新版
120
16
18AH36
19600 A/B S21 S20 S19 S18 Ft3 15700 A/B S17
12
2000
L12
S16
L11
S15
HT
Side
Longitudinals Dimension 纵骨尺寸
H4～H5
IA250×90×12×16AH32（the rest） IA300×90×12×17AH32（No4 CH）
视图 基本视图 向视图 展开视图 剖面图 重叠画法 简化画法
采用何种线 型表示？
究竟采用何种表达方法以准确、方便、完整的表达构 件的形状及相互之间的连接方式为准则。
2022/3/24
2. 板材与常用型材的表达方法
板材的画法及尺寸标注
8 12
10
平
4500
直
板
2022/3/24
小比例
B
BB
B
板材的画法及尺寸标注
板
300 20
15
20
300
6
15 300
20
15
20
6
300
15
60
2022/3/24
8×300 ×300
不
等
边
球
角
扁
钢
钢
T 型 材
T 型 材
2022/3/24
200
角钢 8
常用型材的画法及尺80寸标注
型材名称
符号
尺寸注法
200
44
球扁钢
特别1注0 意
管子 8
108
角钢73 和T型钢的标注
槽钢
125×80×8 20a 200×44×10
船体结构与制图第三章总布置图(下)
PPT学习交流
16
2、甲板、平台平面图 罗经甲板（平台） 驾驶甲板
（俯视）：
船长甲板 艇甲板
某一层甲板平面图是沿该主甲板甲板的
上一层甲板下表面剖切后向H 面投
影所得。
罗经甲板（平台）
尾甲板室甲板
罗经甲板（平台） 驾驶甲板 船长甲板
主甲板
驾驶甲板 尾楼甲板 主甲板
罗经平台 驾驶甲板
PPT学习交流
17
§1 总布置图的组成和特点
冷藏船是指专门运输肉类、 水果、蛋晶之类易腐鲜货 的船舶。其特点是具有良 好的隔热设施与制冷设备， 货舱口较小，有单独的冷 冻机舱，船速较快而吨位 较小。
概述
侧面图
请参考教材附图
主要量度栏
倾斜试验
各甲板、平台平面图
组成：主要量度栏和一组视图。
150t冷藏货船总布置图1
PPT学习交流
底边舱
双层底图（剖面）
槽型舱壁底登
顶边舱
传统舱底图表达
舱口
底边舱
投影干扰
槽型舱壁
PPT学习交流
30
5、横剖面图（右视）
总布置图的 横剖面图
成品油船
意义：横剖面图配合总布置图的
侧面图、各层甲板、平台平面图 及舱底图，补全W面投影， 全面完整地表达船舶总布置内容。
一般假想剖切面是在上层建筑 前面的货舱区，且向船尾方向 投影，以方便同时表达上层建筑 正面投影情况。
置的情况。
PPT学习交流
24
4、舱内图及双层底图
对于大型主力运输船舶，货舱区可采用舱内 （平面）图和双层底（平面）图取代传统的舱底图， 使表达更为清晰、简明。
（1）舱内图：
一般在货舱区段，沿顶边舱斜板下缘（散货船等） 或沿内舷顶斜板下缘（双壳油轮等）或舷边舱平台 下表面（集装箱船等）剖切后，向H面投影所得。
项目四 钢质船舶规范法结构设计(5)船底结构设计
横骨架式
①
出于横向强度的考虑， 出于横向强度的考虑，对于横向强度有较高要求 的船舶，如装运矿砂的双壳驳，宽深比B/D>5的 的船舶，如装运矿砂的双壳驳，宽深比 的 内河船舶，以及双机型船舶， 内河船舶，以及双机型船舶，其船底结构宜用横 骨架式，尤其当横舱壁间距很大时， 骨架式，尤其当横舱壁间距很大时，横骨架式更 为优越。 为优越。
1.
2.
双底结构可提高船舶的抗沉性， 双底结构可提高船舶的抗沉性，并可增加底部的 刚性与抗弯能力。同时，双底空间尚可做燃油舱、 刚性与抗弯能力。同时，双底空间尚可做燃油舱、 淡水舱以及压载舱使用。 淡水舱以及压载舱使用。 与船底板共同组成船体底部基础， 与船底板共同组成船体底部基础，以供装载及安 装机器设备等。 装机器设备等。
旁内龙骨
旁内龙骨起着联系肋板的作用， 旁内龙骨起着联系肋板的作用，它在肋板之间可 以间断设置。 以间断设置。 布置旁内龙骨通常从机舱开始， 布置旁内龙骨通常从机舱开始，根据主机座纵桁 位置而定，如双主机船， 位置而定，如双主机船，旁内龙骨应是机座纵桁 的延续。 的延续。 旁内龙骨应尽可能与甲板纵桁布置在同一纵剖面 内，以便布置支柱并通过舱壁上的垂直扶强材组 成纵向框架，使外力能很好地互相传递。 成纵向框架，使外力能很好地互相传递。
综上所述，船底结构可以分为单底横骨架式、单 底纵骨架式、双底横骨架式和双底纵骨架式四种 型式，设计时可以参考下表。《内规》按单底结 构和双底结构，分别在不同章节给出了设计规定。
表5-8 船底结构型式
分类 主要组成构件 横向构件 纵向构件 适用范围
中、小型内河船广泛采用； 小型内河船广泛采用； 各类船的首、 各类船的首、尾尖仓内采 中内龙骨 实肋板（每档肋距设置） 横骨架式 实肋板（每档肋距设置） 用； 旁内龙骨 甲板货船常采用实肋板、 甲板货船常采用实肋板、 单 底肋骨间隔设置 底 中内龙骨 实肋板（不大于4档肋距 实肋板（不大于 档肋距 油轮与油驳，简易货船， 油轮与油驳，简易货船， 纵骨架式 旁内龙骨 设置） 设置） 甲板驳 船底纵骨 实肋板（ 实肋板（每档或不大于四 档设置） 档设置） 横骨架式 组合肋板（ 组合肋板（在不设实肋板 双 的肋位上设置） 的肋位上设置） 层 底 实肋板 纵骨架式 不大于4档肋位设置 档肋位设置） （不大于 档肋位设置） 中桁材 旁桁材 L>40m航行于长江急流航 航行于长江急流航 段的客货轮
船舶结构与强度设计 第3章PPT课件
对中和轴惯性矩： I = 2 (12.854-0.5706×3.3462) =12.93m4 对甲板剖面模数: Wd = 12.93/(9.000－3.346)=2.287 m3 对船底剖面模数: Wb = 12.93/3.346 = 3.864 m3
第7页/共27页
纵向强力构件上有开口，计算时应扣除吗？
16b球扁钢剖面积21.16cm2，自身惯性矩527 cm4， 重心轴9.75 cm。包括带板的剖面惯性矩2489 cm4。
E
2 2.06105 2489
240221.16 801.4
659N
/
m m2
欧拉应力超过屈服极限，修正后得临界（屈曲）应力。
cr
s 1
s 4 E
214N
/
m m2
当压缩应力达到σcr=214N/mm2 时，甲板纵骨连同带 板将发生像压杆一样的失稳。
船体剖面特性计算应包括哪些构件？ 纵向强力构件——纵向连续并能够有效地传递 抗总纵弯曲应力的构件，即船中0.4L范围内纵向连续 构件。如，甲板、外板、内底板、纵骨和纵桁等。
——只能包括纵向强力构件！
第4页/共27页
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
船体梁剖面特性计算原理同简单型材（如工字型 材）计算，可列表计算。
第5页/共27页
构件
2.5×14 1.5×16 160×14/40×14 1.0×16 7.2×14 4.0×12 0.5×25 0.4×25 0.5×25 0.5×25
0.035 0.024 0.0084 0.0160 0.1008 0.0480 0.0125 0.0100 0.0125 0.0100
9.0 5.654 9.0 5.654 8.9 5.554 8.5 5.154 4.4 1.054 5.5 2.154 8.75 5.404 8.5 5.154 5.25 1.904 5.0 1.654
第7页/共27页
纵向强力构件上有开口，计算时应扣除吗？
16b球扁钢剖面积21.16cm2，自身惯性矩527 cm4， 重心轴9.75 cm。包括带板的剖面惯性矩2489 cm4。
E
2 2.06105 2489
240221.16 801.4
659N
/
m m2
欧拉应力超过屈服极限，修正后得临界（屈曲）应力。
cr
s 1
s 4 E
214N
/
m m2
当压缩应力达到σcr=214N/mm2 时，甲板纵骨连同带 板将发生像压杆一样的失稳。
船体剖面特性计算应包括哪些构件？ 纵向强力构件——纵向连续并能够有效地传递 抗总纵弯曲应力的构件，即船中0.4L范围内纵向连续 构件。如，甲板、外板、内底板、纵骨和纵桁等。
——只能包括纵向强力构件！
第4页/共27页
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
船体梁剖面特性计算原理同简单型材（如工字型 材）计算，可列表计算。
第5页/共27页
构件
2.5×14 1.5×16 160×14/40×14 1.0×16 7.2×14 4.0×12 0.5×25 0.4×25 0.5×25 0.5×25
0.035 0.024 0.0084 0.0160 0.1008 0.0480 0.0125 0.0100 0.0125 0.0100
9.0 5.654 9.0 5.654 8.9 5.554 8.5 5.154 4.4 1.054 5.5 2.154 8.75 5.404 8.5 5.154 5.25 1.904 5.0 1.654
游艇船壳材料结构设计解读
J I A N G S U U N I V E R S I T Y复合材料结构课程设计游艇船壳复合材料夹层结构设计二Ｏ一二年六月学院名称： 专业班级： 姓名、学号：指导教师：目录摘要 (1)1 游艇简介 (1)1.1 概述及简单分类 (1)1.2 游艇的主要参数 (2)1.2.1 尺寸 (2)1.2.2 船型 (3)1.2.3 纵稳性 (3)1.2.4 快速性 (4)1.2.5 游艇材料 (5)2.游艇受力分析及性能要求 (6)2.1作用在船体上的力 (6)2.1.1 船体的总纵弯曲 (6)2.1.2 作用在船体上的横向载荷 (7)2.1.3 其它局部受力情况 (8)2.2 船壳性能要求 (8)3 玻璃钢船壳结构设计 (8)3.1 玻璃钢的特点 (8)3.2 玻璃钢复合材料的泡沫夹层结构 (9)3.3 玻璃钢夹层结构的设计 (11)3.3.1玻璃钢夹层结构弯剪强度设计 (11)3.3.2夹层结构骨材的弯曲强度设计 (12)3.3.3夹层结构纵桁的剪切强度设计 (13)3.3.4 结构设计图及尺寸 (13)4.泡沫芯材的选择 (15)4.1 泡沫芯材的发展历程 (15)4.2 常见泡沫芯材的性能和应用 (16)5 泡沫芯材的加工使用方法 (17)5.1泡沫芯材的加工 (17)5.2泡沫芯材的使用 (18)6 玻璃钢游艇模型船壳的制作 (19)6.1 阳模法制作模型船壳 (20)6.2 阴模法制作模型船壳 (22)结论 (22)参考文献 (22)游艇船壳复合材料夹层结构设计摘要：游艇作为一种高级高级水上娱乐工具，谁到越来越多的私人或团体组织的青睐。
近年来，为提高游艇性能，越来越多的高科技专利、新型材料被应用到游艇上，其中作为船身主体的船壳材料自然首当其冲的成为重点研究对象。
本文主要从受力分析、材料选用等方面来分析设计玻璃钢夹层结构。
关键词：游艇玻璃钢夹层结构泡沫芯材制备1 游艇简介1.1 概述及简单分类游艇，是一种水上娱乐用高级耐用消费品。
船体制图-中横剖面图
比例失调
剖面图的比例失调可能导致误解船体结构，解决方法包括使用标准 比例、确保图形元素之间的比例关系正确。
提高中横剖面图质量的优化建议
使用专业。
强化细节表现
通过增加剖面图的细节层次和使用更细致的线条，可以更好地表 现船体结构。
保持一致性
在绘制过程中，保持图形元素之间的一致性，如线条粗细、字体 大小等，可以使图纸更加整洁、易读。
清晰易读。
简化画法探讨
简化原则
在满足表达清晰、准确的前提下，可以对中横剖面图进行适当的简 化处理，以突出重点、减少绘图工作量。
简化方法
常用的简化方法包括省略次要细节、采用示意性表达、合并相似结 构等。
简化注意事项
在简化过程中应注意保持整体与局部的协调性，避免过度简化导致信 息损失或误解。同时，对于关键部位和重要细节仍应详细表达。
VS
设备布置
根据中横剖面图中的空间信息，可进行各 种船上设备的合理布置，确保使用便捷性 和安全性。
结构强度校核依据
结构形式
中横剖面图能清晰展示船体结构的形式和连 接方式，为结构强度校核提供基础数据。
应力分析
通过对中横剖面图中的结构进行详细分析， 可计算出船体在航行过程中各部位的应力分 布，进而评估船体的结构安全性。
常用符号和标注
常用符号
中横剖面图中常用的符号包括肋骨符号、横梁符号、纵桁符号、肘板符号等， 用于表示不同类型的构件。
标注方法
在中横剖面图中，需要标注构件的尺寸、间距、角度等信息。尺寸标注应准确、 清晰，间距和角度标注应符合相关标准和规范。同时，还需要填写必要的文字 说明，如材料、工艺要求等。
03 中横剖面图绘制步骤
06 中横剖面图绘制注意事项及优化建议
剖面图的比例失调可能导致误解船体结构，解决方法包括使用标准 比例、确保图形元素之间的比例关系正确。
提高中横剖面图质量的优化建议
使用专业。
强化细节表现
通过增加剖面图的细节层次和使用更细致的线条，可以更好地表 现船体结构。
保持一致性
在绘制过程中，保持图形元素之间的一致性，如线条粗细、字体 大小等，可以使图纸更加整洁、易读。
清晰易读。
简化画法探讨
简化原则
在满足表达清晰、准确的前提下，可以对中横剖面图进行适当的简 化处理，以突出重点、减少绘图工作量。
简化方法
常用的简化方法包括省略次要细节、采用示意性表达、合并相似结 构等。
简化注意事项
在简化过程中应注意保持整体与局部的协调性，避免过度简化导致信 息损失或误解。同时，对于关键部位和重要细节仍应详细表达。
VS
设备布置
根据中横剖面图中的空间信息，可进行各 种船上设备的合理布置，确保使用便捷性 和安全性。
结构强度校核依据
结构形式
中横剖面图能清晰展示船体结构的形式和连 接方式，为结构强度校核提供基础数据。
应力分析
通过对中横剖面图中的结构进行详细分析， 可计算出船体在航行过程中各部位的应力分 布，进而评估船体的结构安全性。
常用符号和标注
常用符号
中横剖面图中常用的符号包括肋骨符号、横梁符号、纵桁符号、肘板符号等， 用于表示不同类型的构件。
标注方法
在中横剖面图中，需要标注构件的尺寸、间距、角度等信息。尺寸标注应准确、 清晰，间距和角度标注应符合相关标准和规范。同时，还需要填写必要的文字 说明，如材料、工艺要求等。
03 中横剖面图绘制步骤
06 中横剖面图绘制注意事项及优化建议
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
船体结构中的型材 球扁钢，T型材，扁钢，角钢
衡量型材剖面利用率的指标 1.对型材剖面设计的要求
（1）构成剖面的各个部分应该具有足够的强度、 刚度和稳定性；
（2）应该满足生产与工艺的要求，制造简单
（3）剖面内材料的分布合理，材料利用率高。
衡量剖面内材料利用率的指标：剖面利用系 数和比面积。
型材剖面设计
船体结构设计概述
船舶与海洋工程系
2、船体钢料选择：高强度钢问题 目前船体构件选择主要考虑两方面：强度和稳定
性。强度方面主要借助的材料特性是屈服极限，而稳 定性方面的标准是临界应力。
选择钢料要根据具体情况而定。
在结构设计时，我们希望选择的钢料能使船体结 构最轻。
型材剖面设计
船舶与海洋工程系
型材剖面利用系数和比面积
船体结构设计概述
船舶与海洋工程系
对于船底板架,以下情况宜采用横骨架式： 1.船底板架长度与宽度之比Ln/Bp>1.7时； 2.当船长小于80~100m，L/D小于12时，船底外板厚度不 是由强度条件来决定的，而是取决于锈蚀磨耗的要求时；
3.当船的中垂弯矩远大于中拱弯矩，即当 M中垂/M中拱>1.5~2.0时
船体结构设计概述
船舶与海洋工程系
计算设计
所谓计算设计， 所谓船体结构的计算法设计，
是指运用结构分析方法的综合来确定船体横剖面的最
优尺寸和所有构件的尺寸，并保证结构在外载荷作用
下具有足够的强度、稳定性。因此，就其实质就是依
据作用在结构上的外力，从强度和稳定性条件出发，
选择适当的结构型式和构件尺寸。
附连于壳板上的型材，在表示比面积的公式中，F仅取 型材剖面积，而W、I则为包括有效带板在内的型材剖面 模数和惯性矩。
两个几何相似的型材剖面其比面积是一样的。
例如球扁钢可近视的取 F 0.65W 2/3和 F 0.40I1/2
型材剖面设计
船舶与海洋工程系
详细设计：完善除生产过程外的所有准备技 术工作。如：肋骨型线图，分段结构图。
船体结构设计概述
完工设计：归档存档
船舶与海洋工程系
船舶主尺度、船体型线、船舶建筑形式、甲 板层数、内底分布、舱壁位置，最初确定后。
结构设计的任务是在上面的基础上决定船体 结构形式、构件尺寸和连接方法。成功的设 计乃是合理地选择结构材料，保证结构具有 必须的强度和刚性的情况下，使结构重量最 轻。
特殊情况：
干货船在下面两种情况下上甲板宜于采用横 骨架式：
船体结构设计概述
船舶与海洋工程系
1.船长小于90~100m时，不论船长L与型深 D之比的比值如何；在100~130之间， L/D<12时；或者总强度要求的相当厚度很 小不能分出足够材料构成甲板纵骨时。
2.当上甲板经常要载运货物，这时如采用纵 骨架式，为了保证承受横载荷而增加高横梁， 势必影响舱容。
船舶强度与结构设计
第五章 船体结构设计
本节内容
1
船体结构设计概述
2
型材剖面设计
3
型材的稳定性计算
4
待定
船舶与海洋工程系
船体结构设计概述
船舶与海洋工程系
船舶设计过程
合同设计，初步设计，详细设计，生产设计， 完工设计。
合同设计：谈判，初步的技术指标，船用 途、主尺度、航速、主机、工期；
初步设计：丰满合同设计的各项指标。具体 表现：型线图，总布置图，外板展开图，以 及一系列计算书（浮性、稳性，快速性，耐 波性，安全性）
4.船底易搁浅或者舱内用抓斗起货物而舱底又无护板时。
船体结构设计概述
船舶与海洋工程系
若船底板架为横骨架式，建议每档肋骨设实肋板，这样可 以提高外底稳定性、局部强度和简化工艺。
船侧板架由舱壁间距、甲板和舱底间的距离而定。军船舷
侧靠近甲板和船底多采用纵骨架式，其他采用横骨架式。
船端多采用横骨架式，但是由于横骨架式和纵骨架式在过 渡衔接的问题，目前也有纵骨架式存在。
船舶与海洋工程系
W1
I
Z
max F Z
max
max
max
理想剖面：两个离中和轴距离相等、面积各为0.5 F的翼 板组成的剖面称为理 想剖面。
理想剖面的剖面模数为
1 W0 2 hF
理想剖面形式
型材剖面设计
船舶与海洋工程系
实际型材的最小剖面模数，小于理想剖面的剖面模数， 因为，在同等面积下，平行于中和轴是所有情况中惯性 矩最大的情况。即
1 W1 W0 2 hF
上述比较是在等面积等高度的前提下进行的。
型材剖面设计
船舶与海洋工程系
W1-实际型材剖面的最小剖面模数； -剖面利用系数，
其反映剖面中材料的分布的合理程度，剖面利用系数越 大，则剖面材料的利用越接近理想剖面。
利用剖面利用系数时,同一类型材的剖面利用系数才可 以比较,例如不同型号的角钢可以比较剖面利用系数,而角 钢和钢管的剖面利用系数不可以比较。所以剖面利用系 数不能反映所有构件不同剖面形状材料的利用率。
型材剖面设计
船舶与海洋工程系
剖面模数比面积：Cw
F W 2/3
F-型材剖面积；W-包括带板在内的型材的剖面模数。
Cw小，表明利用较少的材料，获得了较大的剖面模数， 所以剖面材料的利用率越高，显然Cw越小越有利。
惯性矩比面积：
Ci
F I1/ 2
型材剖面设计
船舶与海洋工程系
I包括带板在内的剖面惯性矩，Ci小，表明利用较少的材 料，获得了较大的惯性矩，所以剖面材料的利用率越高， 显然Ci越小越有利。
船体结构设计概述
船舶与海洋工程系
规范设计法：简便，安全，不易反应具体 船舶特点、新技术成果，适用于常规的民船
直接规范设计和间接规范设计，前者根 据船型、船籍和主尺度直接查规范确定结构形 式和构件尺寸，后者是参考母型，取构件尺 寸，根据规范修正尺寸大小。
直接计算法：合理，可反映具体船舶特点， 但计算工作量大，适用于军船，大、新特民 船（高附加值）
1 、船体结构形式：船体是由板和型材组成的薄壁结构， 即板架结构。根据位置和受力特点，认为分为船底板 架、甲板板架、船侧板架和舱壁板架等。由于位置和 受力的不同，采用不同的骨架型式。
船体结构设计概述
船舶与海洋工程系
一般，普通常规船上甲板和船底板架多采用
纵骨架式，舷侧板架为横骨架式。这样的布 置一方面总纵强度方面容易满足，另外，横 骨架式对横向载荷的抵抗也增大，使局部强 度容易满足，又不至于占据过大的舱容。
衡量型材剖面利用率的指标 1.对型材剖面设计的要求
（1）构成剖面的各个部分应该具有足够的强度、 刚度和稳定性；
（2）应该满足生产与工艺的要求，制造简单
（3）剖面内材料的分布合理，材料利用率高。
衡量剖面内材料利用率的指标：剖面利用系 数和比面积。
型材剖面设计
船体结构设计概述
船舶与海洋工程系
2、船体钢料选择：高强度钢问题 目前船体构件选择主要考虑两方面：强度和稳定
性。强度方面主要借助的材料特性是屈服极限，而稳 定性方面的标准是临界应力。
选择钢料要根据具体情况而定。
在结构设计时，我们希望选择的钢料能使船体结 构最轻。
型材剖面设计
船舶与海洋工程系
型材剖面利用系数和比面积
船体结构设计概述
船舶与海洋工程系
对于船底板架,以下情况宜采用横骨架式： 1.船底板架长度与宽度之比Ln/Bp>1.7时； 2.当船长小于80~100m，L/D小于12时，船底外板厚度不 是由强度条件来决定的，而是取决于锈蚀磨耗的要求时；
3.当船的中垂弯矩远大于中拱弯矩，即当 M中垂/M中拱>1.5~2.0时
船体结构设计概述
船舶与海洋工程系
计算设计
所谓计算设计， 所谓船体结构的计算法设计，
是指运用结构分析方法的综合来确定船体横剖面的最
优尺寸和所有构件的尺寸，并保证结构在外载荷作用
下具有足够的强度、稳定性。因此，就其实质就是依
据作用在结构上的外力，从强度和稳定性条件出发，
选择适当的结构型式和构件尺寸。
附连于壳板上的型材，在表示比面积的公式中，F仅取 型材剖面积，而W、I则为包括有效带板在内的型材剖面 模数和惯性矩。
两个几何相似的型材剖面其比面积是一样的。
例如球扁钢可近视的取 F 0.65W 2/3和 F 0.40I1/2
型材剖面设计
船舶与海洋工程系
详细设计：完善除生产过程外的所有准备技 术工作。如：肋骨型线图，分段结构图。
船体结构设计概述
完工设计：归档存档
船舶与海洋工程系
船舶主尺度、船体型线、船舶建筑形式、甲 板层数、内底分布、舱壁位置，最初确定后。
结构设计的任务是在上面的基础上决定船体 结构形式、构件尺寸和连接方法。成功的设 计乃是合理地选择结构材料，保证结构具有 必须的强度和刚性的情况下，使结构重量最 轻。
特殊情况：
干货船在下面两种情况下上甲板宜于采用横 骨架式：
船体结构设计概述
船舶与海洋工程系
1.船长小于90~100m时，不论船长L与型深 D之比的比值如何；在100~130之间， L/D<12时；或者总强度要求的相当厚度很 小不能分出足够材料构成甲板纵骨时。
2.当上甲板经常要载运货物，这时如采用纵 骨架式，为了保证承受横载荷而增加高横梁， 势必影响舱容。
船舶强度与结构设计
第五章 船体结构设计
本节内容
1
船体结构设计概述
2
型材剖面设计
3
型材的稳定性计算
4
待定
船舶与海洋工程系
船体结构设计概述
船舶与海洋工程系
船舶设计过程
合同设计，初步设计，详细设计，生产设计， 完工设计。
合同设计：谈判，初步的技术指标，船用 途、主尺度、航速、主机、工期；
初步设计：丰满合同设计的各项指标。具体 表现：型线图，总布置图，外板展开图，以 及一系列计算书（浮性、稳性，快速性，耐 波性，安全性）
4.船底易搁浅或者舱内用抓斗起货物而舱底又无护板时。
船体结构设计概述
船舶与海洋工程系
若船底板架为横骨架式，建议每档肋骨设实肋板，这样可 以提高外底稳定性、局部强度和简化工艺。
船侧板架由舱壁间距、甲板和舱底间的距离而定。军船舷
侧靠近甲板和船底多采用纵骨架式，其他采用横骨架式。
船端多采用横骨架式，但是由于横骨架式和纵骨架式在过 渡衔接的问题，目前也有纵骨架式存在。
船舶与海洋工程系
W1
I
Z
max F Z
max
max
max
理想剖面：两个离中和轴距离相等、面积各为0.5 F的翼 板组成的剖面称为理 想剖面。
理想剖面的剖面模数为
1 W0 2 hF
理想剖面形式
型材剖面设计
船舶与海洋工程系
实际型材的最小剖面模数，小于理想剖面的剖面模数， 因为，在同等面积下，平行于中和轴是所有情况中惯性 矩最大的情况。即
1 W1 W0 2 hF
上述比较是在等面积等高度的前提下进行的。
型材剖面设计
船舶与海洋工程系
W1-实际型材剖面的最小剖面模数； -剖面利用系数，
其反映剖面中材料的分布的合理程度，剖面利用系数越 大，则剖面材料的利用越接近理想剖面。
利用剖面利用系数时,同一类型材的剖面利用系数才可 以比较,例如不同型号的角钢可以比较剖面利用系数,而角 钢和钢管的剖面利用系数不可以比较。所以剖面利用系 数不能反映所有构件不同剖面形状材料的利用率。
型材剖面设计
船舶与海洋工程系
剖面模数比面积：Cw
F W 2/3
F-型材剖面积；W-包括带板在内的型材的剖面模数。
Cw小，表明利用较少的材料，获得了较大的剖面模数， 所以剖面材料的利用率越高，显然Cw越小越有利。
惯性矩比面积：
Ci
F I1/ 2
型材剖面设计
船舶与海洋工程系
I包括带板在内的剖面惯性矩，Ci小，表明利用较少的材 料，获得了较大的惯性矩，所以剖面材料的利用率越高， 显然Ci越小越有利。
船体结构设计概述
船舶与海洋工程系
规范设计法：简便，安全，不易反应具体 船舶特点、新技术成果，适用于常规的民船
直接规范设计和间接规范设计，前者根 据船型、船籍和主尺度直接查规范确定结构形 式和构件尺寸，后者是参考母型，取构件尺 寸，根据规范修正尺寸大小。
直接计算法：合理，可反映具体船舶特点， 但计算工作量大，适用于军船，大、新特民 船（高附加值）
1 、船体结构形式：船体是由板和型材组成的薄壁结构， 即板架结构。根据位置和受力特点，认为分为船底板 架、甲板板架、船侧板架和舱壁板架等。由于位置和 受力的不同，采用不同的骨架型式。
船体结构设计概述
船舶与海洋工程系
一般，普通常规船上甲板和船底板架多采用
纵骨架式，舷侧板架为横骨架式。这样的布 置一方面总纵强度方面容易满足，另外，横 骨架式对横向载荷的抵抗也增大，使局部强 度容易满足，又不至于占据过大的舱容。