船舶与海洋平台结构讲义

第一章船舶与海洋平台类型及结构的一般常识

第一节船舶与海洋平台类型

1、船舶分类

⑴船舶按用途分类：民用船舶、军用船舶

其中民用船舶可分为：

①运输船：客船、客货船、杂货船、散货船、集装箱船、油船液化气船、滚装船、化学品船、

冷藏船、渡船等；

②工程船: 挖泥船、起重船、救捞船、打桩船、浮船坞、钻井船、海洋开发船、钻井平台等；

③渔业船：网渔船、钓鱼船、渔业加工船、捕鲸船等；

④港务船：拖船、引航船、消防船、交通船、供应船等；

⑤海洋调查船：海洋调查船、深潜器等；

⑥其它：农用船、供电船、游艇、环境保护船等；

军用船舶可分为：

战斗舰艇：水面战斗舰艇：航空母舰、巡洋舰、驱逐舰、护卫舰、鱼雷艇、导弹艇、登陆舰、布雷艇等；

水下战斗舰艇：攻击型潜艇、弹道导弹潜艇等；

辅助舰艇：供应舰、补给舰、训练舰、侦查舰等；

⑵按造船材料分类：木船、水泥船、钢船、铝合金船、玻璃钢船、橡皮船等；

⑶按航行状态分类：排水型船、潜艇、滑行艇、水翼艇和气垫船。

⑷按航行区域分类：海船（沿海、近海、极地）、内河船。

⑸按推进动力分类：风帆船、蒸汽机船、内燃机船、燃气轮机船和核动力船。

⑹按推进器分类：明轮船、螺旋桨船、喷水推进器船、空气螺旋桨推进船、风帆助航船；

2、杂货船特点：

杂货船是干货船的一种,用来载运包装、袋装、桶装和箱的货物。国际上杂货船的载货量通常在10000t～20000t。杂货船一般都有两层或两层以上甲板，4～6个货舱，为了缩短装卸时间，杂货船甲板上的货舱口特别大，并配备如吊货杆、起重绞车或回转式起重机等起货设备。

3、散货船（指专门运输各种谷物、矿砂、煤炭等大宗散装货物的干货船）

特点：1. 散货船是专门用来运送煤炭、矿砂、谷物、化肥和水泥等散装货物的船舶；

2. 单甲板、双层底，货舱口大，装卸速度快；

3. 内底边板上倾与舷侧下部构成底边舱，舱顶设顶边舱，可以限制货物在航

行时向两边移动，提高船舶的稳性。

散货船有：超大型20万t以上，主要运矿砂；13万t～17万t的好望角型；6.4万t～7.3万t的巴拿马型; 4万t～4.8万t的灵便型; 2.7万t～3.4万t的大湖型。航速一般在12kn～16kn。

4、集装箱船（装载规格统一的标准货箱的货船）

把不同品种和规格的货物，先装进标准集装箱，再装船运输，可以提高装运效率，改善劳动条件，减少货损，实现门对门运输，提高经济效益。

特点：货舱内和甲板上堆装规格统一的标准货箱，货舱口宽而长，多数依靠港口专用集装码头的起货架机装卸，少数也有自带起货架装置。航速在20kn左右，最高可达30kn。

集装箱船的设计中，最常用的是ICC标准箱，即20ft×8.0ft×8.5ft（长×宽×高，6058mm ×2438mm×2951mm）20ft标准箱（TEU）一般1只40ft标准箱（FEU）可换2只20ft 标准箱，即1FEU＝2TEU。（1kn=1.852km/h）

5、滚装船

将带有拖车底盘的集装箱或装在托盘上的其他货物作为一个货物单元，用拖车或叉车带动直接开进开出船舱的船。最初以汽车、拖车轮渡形式出现于海运船队中，以后逐渐发展成为运输货物的专用滚装货船。

6、油船（专门运输石油类液货的船舶）

油船也有原油船和成品油船之分。

特点：油船是装运石油产品的液体货船，从几百吨至几十万吨；油船防火、防爆要求特别高，所以油船上的消防设备比较完善；油船的外壳为浅色，夏季设有降温用的淋水设备，冬季防油冻变稠，备有蒸汽暖油装置；油船为尾机型船、干舷小，甲板上方设有步桥；油船没有大的货舱口，只有圆形油气膨胀舱口，并装有油密性好的舱口盖。

7、液化气船（用来运载液化气体的船舶）

气体液化的方式通常有两种：一种是加压，一种是冷冻。液化石油气-----LPG 液化天然气-----LNG

8、客船

以人作为运载对象，要求结构强度高、快速性、舒适性，居住空间与环境好。必要的消防、救生、通信等安全设备。良好的消防等光照明、卫生、娱乐设施。

《国际海上人命安全公约》中规定：凡载客超过12人以上的船舶，无论是否以载客为主，均应视同客船。

客货船的特点

根据航区不同，客船可分为：远洋客船、近海客船、沿海客船和内河客船。

客船和客货船的特点：

客船是以载客为主兼运货物的船舶，故也称为客货船。

远洋客船的排水量在万吨以上，近海的客船排水量在几千吨至几万吨，沿海和内河的客船排水量更小。

对客船的要求是安全可靠，具有良好的适航性和居住、生活设备。因此，客船的甲板层数多，围壁多；甲板层数多达7～8层，一般长江客船也有5层甲板。甲板两旁及房舱间设有走廊。

客船上有2个或2个以上的推进器，航速较高。

内河客船上一般还设有舷伸甲板。

第二节作用在船体上的力及强度概念

一、作用在船体上的力

1、梁：受外载荷作用发生弯曲的构件。

2、船体梁：将船体所简化的一种变截面薄壁空心梁。

3、船体的总纵弯曲

作用在船体上的重力、浮力、波浪水动力和惯性力等而引起的船体绕水平横轴的弯曲称为总纵弯曲。

总纵弯曲由静水总纵弯曲和波浪总纵弯曲叠加而成

在波浪状况下，船体内产生的弯矩会较静水中大。一般认为波浪长度等于船长时，船体的弯曲最为严重。当波峰在船中时，会使船体中部向上弯曲，称为中拱弯曲。

当波谷在船中时，会使船体中部向下弯曲，称为中垂弯曲。中拱弯曲时，船体的甲板受拉伸，底部受压缩。中垂弯曲时，船体的甲板受压缩，底部受拉伸。

4、作用在船体上的局部载荷和其他受力情况

⑴局部的水压力和货物等横向载荷

⑵其他力：机器的振动、波浪抨击、水面漂浮物的撞击、舱内液体晃动以及船舶进坞或搁浅等船底所受的反作用力）

二、总强度和局部强度概念

1、总纵强度：船体梁抵抗纵向弯曲的能力。（船舶在下水、进坞和航行过程中都会产生总纵弯曲。）

船体上最大的总纵弯曲正应力通常出现在上甲板和船底部。

2、横向强度：横向构件（如肋骨框架和横舱壁等）抵抗横向载荷的能力。

3、局部强度：个别构件对局部载荷的抵抗能力。

第三节船体结构型式

一、船体结构的骨架型式：

1、纵骨架式：板格的长边沿船长方向，短边沿船宽方向，纵向骨材的间距小而横向桁材的间距大。优点：①纵向强度好；②板架的稳定性好；③船体重量较横骨架式轻。缺点：①施工比较麻烦；②船舱利用率低

2、横骨架式：板格的长边沿船宽方向，短边沿船长方向，横向骨材的间距小而纵

向桁材的间距大。优点：①横向强度好；②施工比较方便，建造成本低；③船舱的利用率较纵骨架式高；缺点：①纵向强度差；②结构重量大。

3、混合骨架式：纵横方向的骨材间距相差不多，板格的形状接近正方形。一般用在特殊场合。

二、典型横剖面结构