船舶结构与设备船体结构

• Plating Thin pieces closing in the top, bottom, and sides of the structure. Plating makes a significant contribution to longitudinal hull strength, and resists the hydrostatic pressure load.
– 舷侧板 side shell plate
– 舷侧顶列板 top side plate
Sheer Strake
Shell plating
• Strake is a course, or row, of shell, deck, bulkhead, or other plating.
• Sheer Strake is the top strake of a ship's side shell plating.
第二节 船体结构的主要骨架形 式
一、横骨架式船体结构(Transverse framing system of hull)：
• 特征：横向构件的数量多、间距小、多数尺寸小。 在造船中最早应用。
• 特点： ①横向强度和局部强度好； ②结构简单，容易建造； ③舱容利用率高； ④空船重量大。 • 应用：对总纵强度要求不高的中小型船舶。
• Frame A transverse member running continuously from the keel to the deck. Resists transverse loads (ie - waves hitting the side of the ship)
Frame
• Floor Deep frames running from the keel to the turn of the bilge. Frames may be attached to floors - the frame would be that part above the turn of the bilge.
• 第一节 船体强度概念 • （结合船舶原理和航海力学内容） • 一、船体强度的基本概念
• 船体在外力作用下，必须保证具有足够的强度、 刚度和稳定性。
• 船体强度（Strength of Hull ） ：船体结构在规定外 力作用下具有抵抗发生极度变形和损坏的能力。
• 船体强度的分类： • 总强度：总纵弯曲强度、扭转强度、横向强度 • 承担总强度的构件主要是纵向连续构件。 • 局部强度
– 2、甲板的厚度分布
• 弯矩大小：船中0.4L区域加厚 • 法向应力：上甲板最厚 • 横向分布：甲板边板最厚 • 局部情况：①首尾端加厚；②舱口之间：可减薄
Hull Structure
• 总纵弯曲强度（longitudinal strength） • 作用在船体上的力：重力、水压力和其他作用力
• 1）船体受力及其分布 • （1）重力沿纵向的分布：重力分布函数P
（x），→重力分布密度曲线 • （2）浮力沿纵向的分布：浮力分布函数b
（x），→浮力分布密度曲线 • （3）负荷：船体剖面上重力和浮力的差值。
• 船体总刚度：船体抵抗总纵变形的能力。 • 过大的绕度会影响主机与轴系的运转。
衡准：δ= dm – dM δ /L ≤ 1/1000
• 标准波：坦谷波；波长等于船长（λ=L）； 波峰（谷）位于船中；h/λ=1/20
船体强度（hull strength）
• 横向强度(transverse strength) ：船体结构抵 抗横向作用力的能力。 承担横向强度的主要构件和结构：横梁、 肋骨、肋板、肘板及其构成的肋骨框架， 横舱壁。
• Wind and Water Strakes are the strakes of a ship's side shell plating between the ballast and deepest load waterline.
Shell plating
• Keel A large center plane girder running longitudinally along the bottom of the ship.
3）水压力大小：舷侧板向下加厚。 4）局部受力大小：首尾部和舷侧开口处加厚。
第三节 外板与甲板板
• 二、甲板板(decked plate)
– 1、甲板的布置(arrangement of decked plate)
• 舱口边至舷边：纵向 • 舱口之间和首尾端：可横向 • 甲板边板(Stringer Plate: is the outside strake of deck plating)
一、横骨架式船体结构

第二节 船体结构主要骨架形式
• 二 、 纵 骨 架 式 船 体 结 构 (Longitudinal framing system of hull)： – 特征：纵向构件的数量多、间距小、尺寸小。 – 特点：
①总纵强度大； ②结构复杂； ③舱容利用率低； ④空船重量小。
– 应用：大型油船、矿砂船。
• 船体强度的策略： • 船舶设计建造方面：合理选择结构材料、
尺寸和布局,应用良好的建造施工工艺和保 证质量。 • 管理方面：制定和实施相应的公约、规则 和规范，实施有效的检验、维修和检查监 督管理。 • 货物积载方面：保证货物及其它载重沿纵 向分布的合理性。
第二章 船体结构
• 第二节 船体结构的主要骨架形式 • 要点：骨架式的种类、特征、特点和应用 • 船体骨架形式的类型：
各段间剖面的剪力和弯矩，绘制剪力和弯矩图，总结该船剪 力、弯矩沿船长方向分布的特点。
分段
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 总计
重量
80 165 230 230 205 200 230 235 195 80 1850
静水浮力 50 160 220 240 240 240 240 220 180 60 1850
– 2、作用：保证船体水密、保证船体强度 – 3、外板的连接：边接缝；端接缝 – 4、列板(Strake)：若干块钢板通过端接缝连接
成的一整列钢板。
Shell plating
• 5、外板的组成：
– 平板龙骨 plate keel
– 船底板 bottom plate
– 舭列板 bilge strake
Hull Structure
• 4）剪切变形与弯曲变形 • 剪切变形：船体受到剪力作用使其构件产生垂向位移的变
形。 • 剪切应力：船体构件单位横剖面面积上所受到的切力。 • 某一横剖面上剪切应力的最大值出现在中和平面处。
Hull Structure
• 船体总纵弯曲变形（拱垂变形）
– 中拱(hogging)：船中，重力<浮力；首尾，重力>浮力 – 中垂(sagging)：船中，重力> 浮力；首尾，重力<浮力
构件传递的内内部力矩。由重力和浮力引起 • 弯矩绝对值的最大值一般出现在船中处。
Hull Structure
Hull Structure
• 3）波浪剪力与波浪弯矩 • 波浪剪力：船舶在波浪中剖面所受的剪力
与同样装载状态下在静水中的剪力的差值。 • 波浪弯矩：船舶在波浪中剖面所受的弯矩
与同样装载状态下在静水中的弯矩的差值。
第二章 船体结构
• 作业：
– 简述船体结构骨架形式的种类、特征、特点和 应用；
– 简述船体外板的名称和厚度分布特点； – 简述双层底的作用，并分别说明横骨架式双层
船底结构和纵骨架式双层船底结构的组成； – 简述船体首尾结构的加强措施。
作业
• 某船长80m，装载排水量为1850t，将船体按船长方向平均分 为10段，每段的总总量和浮力如下表（单位t），假设各段重 力和浮力作用点在各段的中点，试求各段的负荷，并求相邻
• Longitudinal Girders which run parallel to the keel along the bottom of the ship. Longitudinals intersect floors at right angles, and provide longitudinal strength.
船舶结构与设备
第二章
船体结构
船舶结构与设备
第二章 船体结构
• 本章要求
– 能将船舶原理和航海力学中学的有关知识应用 于船体结构；
– 掌握船体骨架式的概念； – 掌握船体各部位的结构情况和特殊要求； – 掌握一般船舶管系的有关知识； – 掌握船体结构防火的有关知识； – 了解船用材料和船体结构主要图纸。
二、纵骨架式船体结构
第二节 船体结构的主要骨架形 式
• 三 、 混 合 骨 架 式 船 体 结 构 (Combined framing system of hull) ：
• 特征：
– 上甲板、船底：纵骨架式； – 舷侧、下甲板和首尾：横骨架式。
• 特点： ①有较好的总纵强度和横向强度； ②结构简单，建造容易； ③舱容利用率高； ④舷侧与甲板、船底的交接处连接性不好
– 横骨架式(Transverse framing system) – 纵骨架式(Longitudinal framing system) – 混合骨架式(Combined framing system)。
General Dry Cargo Ship — Typical Transverse Section
• Stringers Girders running along the sides of the ship. Typically smaller than longitudinals, they also provide longitudinal strength.
Frame