第一节船舶总纵强度.

第一节 船舶总纵强度

一、船舶强度基本概念

1. 船舶强度：船舶结构抵抗内外力而不致破环的能力。

2. 船舶强度种类

⎧⎧⎪⎪⎨⎪⎨⎪⎩⎪⎪⎩

纵强度总强度横强度船舶强度扭转强度局部强度 二、船舶总纵强度

1. 总纵强度概述

1)船舶漂浮在水面上，受到重力和浮力的作用，就整个船体看总重力与总浮力是

平衡的。但实际上在船体长度每一段上其重力与浮力是不平衡的。由于这种重力与浮力沿着船长方向分布不均，使船体产生了纵向弯曲。

2)船体上每一段重力与浮力的差值就是实际作用在船体上的负荷。船体正是由于负荷的作用而产生了剪力和弯矩。剪力最大值在距首尾约1/4船长附近；最大弯矩值则在船中附近。

3)船体纵向变形的两种形式：

中拱(Hogging)船体中部上拱的弯曲状态(受正弯矩作用)。

中垂(Sagging)船体中部下垂的弯曲状态(受负弯矩作用)。

2. 总纵强度的校核

1)许用切力：按“许用剪切应力、横剖面对水平中和轴的惯性矩、横剖面水平中

和轴以上有效构件对中和面的静矩、计算横剖面水平中和轴处舷侧

外板或纵舱壁的厚度以及波浪切力”计算的许用静水切力。

许用弯矩：按“许用弯曲应力、甲板或龙骨处的剖面模数、局部构件折减系数

以及波浪弯矩”计算的许用静水弯矩。

2)校核各横剖面的静水切力和静水弯矩

3)当不需要校核切力时 船中静水弯矩：1[()]2S

Li i i i i i M W x P x B x '=∑⋅+∑⋅-∑⋅ (,)i i m f P x d =∑⋅

分别令S

M '取S M ±(船中许用静水弯矩)、0、LS M ±(空船许用静水弯矩)，绘制以载荷对船中弯矩i i P x ∑⋅为纵坐标，平均型吃水m d 为横坐标的强度曲线图。

4)经验方法(拱垂值)

(1)拱垂值2

F A M d d d δ+=- ，则： 当0δ>时，船舶呈中拱变形；

当0δ<时，船舶呈中垂变形。

(2)纵强度校验方法 当01200bp

L δ≤<，纵强度处于有利状态； 当1200

800bp

bp L L δ≤<，纵强度处于正常状态； 当800600bp

bp L L δ≤<

，纵强度处于极限状态； 当600bp

L δ≥，纵强度处于危险状态。

三、船舶总体布置对总纵强度的影响

1. 弯矩特性曲线

尤其注意中机型船满载、尾机型船轻载或空船压载航行时的中拱变形。

2. 采取的措施

1)货物配置

2)压载水安排

3)油水的分配及使用

四、保证船舶总纵强度的经验方法

1. 按舱容比例分配各舱载货重量；

2. 合理分配中途港货物：中途港货物批量大时，应按舱容比例分配；当批量不大时，

不能过于集中，应间舱安排；

3. 装卸货物中尽量均衡各舱的装卸进度。

4. 不同总体布置

第二节 船舶局部强度

一、局部强度概述

1. 船体结构抵抗局部变形和破坏的能力叫局部强度。

有时局部性的破坏也会导致全船的破坏，因此实际工作中，一定要注意甲板、平

台、舱底、舷侧和舱口盖的局部强度问题。

2. 局部强度的表示方法

1)均布载荷(kPa)

均布载荷是指作用在载荷部位上货的物重力均匀分布在某一较大面积上，如固体散货或液体散货均匀装于舱室内，使甲板或舱底所受压力相同。

2)集中载荷(kN)

集中载荷是指货物重力集中作用在一个较小的特定面积上，如重大件货的底脚、支架等。特定面积是指向该区域下的承重构件(如甲板纵桁)施加集中压力的骨材(如甲板纵骨或横梁)之间的面积。

3)车辆甲板负荷

4)堆积负荷

堆积载荷是指集装箱船载箱部位上作用在底座处的集装箱重量。

二、局部强度的校核方法

1. 'd d p p ≤实际负荷量允许负荷量

2. 实际负荷量

''9.819.81d d P h p p A SF

=⨯=⨯或 3. 允许负荷量

1)查船舶资料

2)经验方法估算 9.819.81d C D

H p H SF γ=⨯

=⨯⨯ 式中：

H ：货舱高度，对上甲板来说，重结构船取1.5m ，轻结构船取1.2m 。

C γ：货物装载率，一般取0.723/t m ，对满足重货加强的底舱，可取1.23/t m 。

三、例题

1. 在无全船积载因数S.F 资料的情况下，对于轻结构的船舶来说，其上甲板允许均

布负荷不得超过 8.48 kPa 。

2. 某轮装载一件50t 的长方形重货于甲板上，甲板允许负荷量为24.525 kPa ，则甲

板上的衬垫面积最少为202m。

3. 某船底舱高度为6.5m，货舱容积为34503

m，允许负荷量Pd=78.48 kPa，上层装载S.F=1.53/

m t的B货1200吨，则船m t的A货1500吨，下层装载S.F=0.9 3/

舶局部强度符合要求。

四、保证局部强度的经验方法

1. 考虑到船龄、船体强力构件的锈蚀等，计算允许负荷量时应保留一定的安全量；

2. 配载时，尽量使货物重量均布；

3. 重货尽可能不扎位装载并加以适当的衬垫；

4. 舱盖上不装载重货，如必要应严格按其能承受的负荷装载。

五、作业(六)

1. 某船底舱高7.1m，舱容21403

m t，求该舱室最大允

m，拟装载的杂货S.F=1.133/

许装货高度。

2. 某轮N0.2舱二层舱高为

3.65m，底舱高7.32m，现拟在二层舱装载钢板

(S.F=0.43/

m t)4.0m，上层装载水泥m t)2.2m；底舱下层装载钢管(S.F=1.63/

(S.F=0.93/

m t)2.3m，试校核二层甲板和底舱底板的局部强度是否满足要求?

3. 某轮装运自重100t的圆柱形重件一件，重件上有8个2.5×l2

m的木墩，拟将此重件装在上甲板(单位面积允许负荷量为2.02

/t m)，则要使上甲板强度满足要求，至少应再加相同的木墩多少个？