第2章 船体结构概述解析
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船舶在波浪中航行时，船的重量分布不变，而浮力分布则发生 了变化，船体将受到一个因波浪引起的附加总纵弯曲。 一般认为，波浪长度等于船长时，船体的弯曲最严重。
船体在波浪下的总弯矩 = 静水弯矩+波浪弯矩
中拱与中垂
船体结构
总纵弯曲时的应力
船体结构
2、作用在船体上的横向载荷
船体结构
船体结构受到局部 水压力和货物等的 横向载荷，会产生 局部弯曲。
主船体的组成
主船体是由船底、 舷侧、上甲板围成 的水密空心结构。
船体结构
主船体内部舱室划分
船体结构
主船体内部空间又由下甲板、横舱壁、纵舱壁分隔成 许多舱室；
舱室主要有：首尖舱、尾尖舱、货舱、机舱、压载舱、 燃油舱等。
2、组成主船体的板架
主船体是由若干个板架 结构组成的长箱型结构：
甲板板架、舷侧板架、 船底板架、舱壁板架。
与外力相对应船体强度可细分为： 船体总纵强度、横向强度、局部强度、抗扭强度。
此外，船体上的板和骨架还必须保证足够的刚性， 使其变形不超过允许的极限。
船体结构
➢ 总纵强度（longitudinal strength）：船体结构抵抗 总纵弯曲不使整体结构遭受破坏或不允许变形的能力。 ➢ 横向强度（transverse strength）:横向构件（肋骨 框架和横舱壁）抵抗横向载荷的能力。 ➢ 局部强度（local strength）:个别构件对局部载荷的 抵抗能力。 ➢ 抗扭强度（torsional strength）：船体结构抵抗扭 转破坏的能力。
中供弯曲（hogging)
中垂弯曲(sagging)
总纵弯曲变形依据是否随时间变化分两种：静水总纵弯曲、波 浪总纵弯曲。
船体的总纵弯曲是由静水总纵弯曲和波浪总纵弯曲两部分叠加 而成。
船体结构
船舶静水总纵弯曲 ：
船舶在静水中受到外力（重力、浮力）而产生的不随时间变化 的总纵弯曲变形；
船体在静水中力的平衡：
静水中船体的变形
船体结构
重力和浮力沿船长分布不一致，对于船体某一段，重力和浮力 并不相等，各段之间产生错动，在船体结构内必然产生内力， 使船体产生弯曲变形，从而产生静水总纵弯曲。
船体内部重力和浮力的不平衡总是存在。
船体结构
船体在静水中的浮力、重力、载荷、剪力和弯矩曲线：
船体结构
船体波浪总纵弯曲
船体结构
一、作用在船体上的力
船体受力可分为两大类：静力及动力 静水环境下：重力、浮力 航行状态下：除上述力外，还受到波浪载荷、 推进系统等周期性载荷作用。
船体受力按照方向、效果分为： 总纵弯曲力、横向载荷、其他局部力。
船体结构
1、船体的总纵弯曲(longitudinal bending)
船体的总纵弯曲：是指作用在船体上的重力、浮力、波浪力和 惯性力等引起的船体绕水平横轴的弯曲。
各个板架相互连接、相 互支持，使整个主船体 构成坚固的空心水密建 筑物。
船体结构
船体结构
板架结构
板架结构由板和纵横交叉的骨材和桁材组成。
桁材：船体结构中， 由组合型钢制成的大 型构件。 骨材较小，间距小， 数量多； 桁材较大，间距大， 数量少。
构成板架的板材与型材
船体结构
板材的连接方式：对接、搭接、角接、加强覆板；
此外，相交构件采用肘板连接，型式有：无折边肘板、折边 肘板、T型肘板。
二、板架结构的骨架型式
船体结构
根据骨材布置的方向，分为三种骨架形式：
➢ 纵骨架式 骨材沿船长方向布置；
➢ 横骨架式 骨材沿船宽方向布置；
➢ 混合骨架式 骨材在纵、横方向的间距接近。
1、纵骨架型式
优点： 1、增加了船体梁抵抗纵 向弯曲的有效面积，提高 船体的总纵强度； 2、纵向骨材布置较密， 提高了板的纵向稳定性； 3、减小了板的厚度，减 轻了结构重量。 缺点： 首尾部施工较复杂。
结构特点： ➢（中）纵舱壁； ➢ 骨架架式； ➢ 双壳结构。
第二章 船体结构概述
第一节 船体受力与船体强度 第二节 船体结构的型式 第三节 典型横剖面结构
船体结构
第一节 船体受力与船体强度
建造 下水 停泊 航行 进坞维修
外力
损坏 与变形
强度 与刚度
减轻船体 重量
合理的 结构设计
*强度：构件在外力作用下抵抗断裂和永久变形的能力； *刚度：构件在外力作用下抵抗变形的能力，以弹性模量表征。
船体结构
3、其他局部受力
作用在船体上的其他力：船首的波浪抨击、机器、螺旋桨的 振动力、液舱内液舱的晃动载荷、进钨或搁浅船底受到的反作 用力等。
此外，船舶在波浪状态下航行，由于运动而产生惯性力，也 会对船体结构产生不利影响。
船体扭转变形
船体结构
二、船体强度
船体结构必须具备足够的强度和刚度，以抵抗外 力，使得船体不发生总体或局部结构断裂或不允许的 变形。
上甲板、船底和舷侧均采用纵骨架式板架结构，总纵强度 最高。 军舰、大型油船、大型远洋船多采用； ➢ 单一横骨架式船体结构：
上甲板、船底和舷侧均采用横骨架式板架结构，用于总纵 强度要求不高的船舶，如内河船舶、小型船舶； ➢ 混合骨架式船体结构：上甲板和船底采用纵骨架板架型式， 而舷侧和下层甲板采用横骨架式板架结构。如：杂货船、散 货船。
第二章 船体结构概述
第一节 船体受力与船体强度 第二节 船体结构的型式 第三节 典型横剖面结构
第三节 典型横剖面结构
船体结构
1、油船的横剖面结构
单壳油船横剖面结构
船体结构
结构特点： ➢ 纵舱壁； ➢ 制荡纵桁； ➢ 纵骨架式； ➢ 环形肋骨框架。
单壳油船横剖面
船体结构
双壳油船横剖面
船体结构
第二章 船体结构概述
第一节 船体受力与船体强度 第二节 船体结构的型式 第三节 典型横剖面结构
第二节 船体结构的型式
一、船体结构概况
1、船体的基本组成（按照空间位置划分） 可分为：主船体、上层建筑
船体结构
1、船体的基本组成
主船体： 船首、 船中、 船尾
上层建筑：首楼、 尾楼、 桥楼、 甲板室
船体结构
船体结构
纵骨架式甲板结构
2、横骨架型式
优点： 1、横向强度好； 2、施工比较方便。
缺点： 板材较厚，结构重量大。
船体结构
横骨架式甲板结构
3、混合式Hale Waihona Puke Baidu架
特点： 各方向受力均匀； 船体结构中极少采用； 海洋平台结构中会采用。
船体结构
船体结构
三、船体结构的型式
根据强度和使用要求，分为单一纵骨架式、单一横骨架式 和混合骨架式： ➢ 单一纵骨架式船体结构：
船体在波浪下的总弯矩 = 静水弯矩+波浪弯矩
中拱与中垂
船体结构
总纵弯曲时的应力
船体结构
2、作用在船体上的横向载荷
船体结构
船体结构受到局部 水压力和货物等的 横向载荷，会产生 局部弯曲。
主船体的组成
主船体是由船底、 舷侧、上甲板围成 的水密空心结构。
船体结构
主船体内部舱室划分
船体结构
主船体内部空间又由下甲板、横舱壁、纵舱壁分隔成 许多舱室；
舱室主要有：首尖舱、尾尖舱、货舱、机舱、压载舱、 燃油舱等。
2、组成主船体的板架
主船体是由若干个板架 结构组成的长箱型结构：
甲板板架、舷侧板架、 船底板架、舱壁板架。
与外力相对应船体强度可细分为： 船体总纵强度、横向强度、局部强度、抗扭强度。
此外，船体上的板和骨架还必须保证足够的刚性， 使其变形不超过允许的极限。
船体结构
➢ 总纵强度（longitudinal strength）：船体结构抵抗 总纵弯曲不使整体结构遭受破坏或不允许变形的能力。 ➢ 横向强度（transverse strength）:横向构件（肋骨 框架和横舱壁）抵抗横向载荷的能力。 ➢ 局部强度（local strength）:个别构件对局部载荷的 抵抗能力。 ➢ 抗扭强度（torsional strength）：船体结构抵抗扭 转破坏的能力。
中供弯曲（hogging)
中垂弯曲(sagging)
总纵弯曲变形依据是否随时间变化分两种：静水总纵弯曲、波 浪总纵弯曲。
船体的总纵弯曲是由静水总纵弯曲和波浪总纵弯曲两部分叠加 而成。
船体结构
船舶静水总纵弯曲 ：
船舶在静水中受到外力（重力、浮力）而产生的不随时间变化 的总纵弯曲变形；
船体在静水中力的平衡：
静水中船体的变形
船体结构
重力和浮力沿船长分布不一致，对于船体某一段，重力和浮力 并不相等，各段之间产生错动，在船体结构内必然产生内力， 使船体产生弯曲变形，从而产生静水总纵弯曲。
船体内部重力和浮力的不平衡总是存在。
船体结构
船体在静水中的浮力、重力、载荷、剪力和弯矩曲线：
船体结构
船体波浪总纵弯曲
船体结构
一、作用在船体上的力
船体受力可分为两大类：静力及动力 静水环境下：重力、浮力 航行状态下：除上述力外，还受到波浪载荷、 推进系统等周期性载荷作用。
船体受力按照方向、效果分为： 总纵弯曲力、横向载荷、其他局部力。
船体结构
1、船体的总纵弯曲(longitudinal bending)
船体的总纵弯曲：是指作用在船体上的重力、浮力、波浪力和 惯性力等引起的船体绕水平横轴的弯曲。
各个板架相互连接、相 互支持，使整个主船体 构成坚固的空心水密建 筑物。
船体结构
船体结构
板架结构
板架结构由板和纵横交叉的骨材和桁材组成。
桁材：船体结构中， 由组合型钢制成的大 型构件。 骨材较小，间距小， 数量多； 桁材较大，间距大， 数量少。
构成板架的板材与型材
船体结构
板材的连接方式：对接、搭接、角接、加强覆板；
此外，相交构件采用肘板连接，型式有：无折边肘板、折边 肘板、T型肘板。
二、板架结构的骨架型式
船体结构
根据骨材布置的方向，分为三种骨架形式：
➢ 纵骨架式 骨材沿船长方向布置；
➢ 横骨架式 骨材沿船宽方向布置；
➢ 混合骨架式 骨材在纵、横方向的间距接近。
1、纵骨架型式
优点： 1、增加了船体梁抵抗纵 向弯曲的有效面积，提高 船体的总纵强度； 2、纵向骨材布置较密， 提高了板的纵向稳定性； 3、减小了板的厚度，减 轻了结构重量。 缺点： 首尾部施工较复杂。
结构特点： ➢（中）纵舱壁； ➢ 骨架架式； ➢ 双壳结构。
第二章 船体结构概述
第一节 船体受力与船体强度 第二节 船体结构的型式 第三节 典型横剖面结构
船体结构
第一节 船体受力与船体强度
建造 下水 停泊 航行 进坞维修
外力
损坏 与变形
强度 与刚度
减轻船体 重量
合理的 结构设计
*强度：构件在外力作用下抵抗断裂和永久变形的能力； *刚度：构件在外力作用下抵抗变形的能力，以弹性模量表征。
船体结构
3、其他局部受力
作用在船体上的其他力：船首的波浪抨击、机器、螺旋桨的 振动力、液舱内液舱的晃动载荷、进钨或搁浅船底受到的反作 用力等。
此外，船舶在波浪状态下航行，由于运动而产生惯性力，也 会对船体结构产生不利影响。
船体扭转变形
船体结构
二、船体强度
船体结构必须具备足够的强度和刚度，以抵抗外 力，使得船体不发生总体或局部结构断裂或不允许的 变形。
上甲板、船底和舷侧均采用纵骨架式板架结构，总纵强度 最高。 军舰、大型油船、大型远洋船多采用； ➢ 单一横骨架式船体结构：
上甲板、船底和舷侧均采用横骨架式板架结构，用于总纵 强度要求不高的船舶，如内河船舶、小型船舶； ➢ 混合骨架式船体结构：上甲板和船底采用纵骨架板架型式， 而舷侧和下层甲板采用横骨架式板架结构。如：杂货船、散 货船。
第二章 船体结构概述
第一节 船体受力与船体强度 第二节 船体结构的型式 第三节 典型横剖面结构
第三节 典型横剖面结构
船体结构
1、油船的横剖面结构
单壳油船横剖面结构
船体结构
结构特点： ➢ 纵舱壁； ➢ 制荡纵桁； ➢ 纵骨架式； ➢ 环形肋骨框架。
单壳油船横剖面
船体结构
双壳油船横剖面
船体结构
第二章 船体结构概述
第一节 船体受力与船体强度 第二节 船体结构的型式 第三节 典型横剖面结构
第二节 船体结构的型式
一、船体结构概况
1、船体的基本组成（按照空间位置划分） 可分为：主船体、上层建筑
船体结构
1、船体的基本组成
主船体： 船首、 船中、 船尾
上层建筑：首楼、 尾楼、 桥楼、 甲板室
船体结构
船体结构
纵骨架式甲板结构
2、横骨架型式
优点： 1、横向强度好； 2、施工比较方便。
缺点： 板材较厚，结构重量大。
船体结构
横骨架式甲板结构
3、混合式Hale Waihona Puke Baidu架
特点： 各方向受力均匀； 船体结构中极少采用； 海洋平台结构中会采用。
船体结构
船体结构
三、船体结构的型式
根据强度和使用要求，分为单一纵骨架式、单一横骨架式 和混合骨架式： ➢ 单一纵骨架式船体结构：