第十一章船舶强度

排水量 △ (t)
2.62
5371
3.00
6333
3.50
7484
4.00
8654
4.50
9821
5.00
11014
5.50
12207
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载荷对船中弯矩值∑PiXi (kN·m)
中拱状态
中垂状态
允许范围 有利范围 有利范围 允许范围
207772 466982 777527 1095401 1413861 1745912 2082130
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二、船舶局部强度校核
2）、许用负荷的求取（均布载荷） （1）、用船舶资料确定甲板的允许负荷
量Pd ·所需船舶资料：局部强度计算书(或舱 容图) ＊小型船舶 ＊大型船舶
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Baidu Nhomakorabea
二、船舶局部强度校核
（2）用经验公式求甲板允许负荷量Pd ①上甲板
γc：设计时的货物装载率 Hc：货堆高度，重结构船取1.5m
强的底舱，μ可取0.83m3/t
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二、船舶局部强度校核
3、实际负荷量Pa及计算（均布载荷）
船舶实际负荷量指载货部位的局部面积上实际承受的 载荷重量，同样分为均布载荷、集中载荷、车辆载荷等
Pa=接货触重面积 (t/m2)
=
ρs h s
=ρh
=h
SF
(t/m2)
Hci：第i层货堆高度
轻结构船取1.2m
μ：船舶设计时采用的舱容系数
当无γc 、μ资料时，Pd不超过1.5t/m2
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二、船舶局部强度校核
②中间甲板和底舱
γc：设计时的货物装载率
Hd：甲板间舱平均高度或底舱高度 μ：船舶设计时采用的舱容系数
无γc 、 μ具体资料时， γc可取0.72t/m3 ，对 于底舱，可取1.2t/m3; μ可取1.39m3/t，重货加
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有利中拱
·由船中弯矩估
40 36 有利范围
算法演变而成
32 允许范围
28
1)结构 2)使用
24
20
中拱 中垂
16
12
8
4
3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 dm (m)
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三、船舶纵向强度校核
3）、用载荷对船中弯矩允许范围数据表进 行校核
型吃水 dm (m)
出各横舱壁对应横剖面处的静水许用剪力和弯矩、 波浪许用剪力和弯矩；也可将船长分成20站，再 给出上述对应值
注：船舶资料中的许用值针对新船，营运中的船 舶应按每年平均扣除腐蚀量0.4～0.6％。
扣除原则：使用年限小于5年的船舶取下限， 使用年限10年以上的船舶取上限。
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三、船舶纵向强度校核
0 259210 569755 887629 1206189 1538140 1874358
— — 18903 336777 655337 987288 1323506
— — — — 104485 436436 772654
— — — — — 228664 564882
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三、船舶纵向强度校核
型吃水 dm (m)
4、弯矩Bending moment，(弯曲力矩) 1）概念、 当某横剖面上首向一侧各段剪力 对该剖面的力矩之和不为零，则相对一侧 (尾向)船体必然通过剖面连接构件传递一反 向力矩来维持船体平衡，该力矩为该横剖面 的弯曲力矩
2）、 最大弯矩值：船中前后 3）、弯矩曲线：不同横剖面上的弯矩形成 弯矩随纵向位置的分布曲线。
排水量 △ (t)
接上表
载荷对船中弯矩值∑PiXi (kN·m)
中拱状态
中垂状态
允许范围 有利范围 有利范围 允许范围
5.50
12207
6.00
13421
6.50
14607
7.00
15855
7.50
17089
8.00
18334
8.50
19617
9.00
20881
9.19
21367
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2082130
B1
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4
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二、纵向强度Longitudinal Strength
3、剪力Shearing force
·1）、剪力：负荷=重力－浮力 ·分段船体存在负荷，为了维持平
衡，该侧船体必然受到来自另一 侧船体的作用力，通过剖面构件 上传递的这一作用力称为剪力
·剪力的大小与本段船体所受的负 荷大小相等，但方向相反
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第二节 保证船舶局部强度
一、局部强度概述
二、局部强度的校核
三、保证船舶局部强度满足要求的措施
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一、局部强度概述
1、定义： 船体各部分结构在外力作用下具有抵
抗局部变形和损坏的能力，船体具备的这 种能力称为局部强度。 2、通常考虑局部强度的部位：
实际营运中,主要考虑甲板、平台、舱 底及舱口盖等载货部位
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二、纵向强度Longitudinal Strength
5、船体剪切变形和弯曲变形
1）、剪切变形：若某一微段船体上，前后两端 受到大小相等、方向相反的剪力作用，则该段船 体两端剖面会产生垂向相对位移。
2）、弯曲变形：若某一微段船体上，前后两端 受到大小相等、方向相反的弯矩作用，则该段船 体会产生一定弯曲变形。
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二、船舶局部强度校核
1、局部强度满足要求的基本条件：
·实际负荷量Pa≤允许负荷量Pd 2、许用负荷
指载货部位局部强度所允许的载荷重量的极值
1）、许用负荷的表示方法：
1)均布载荷Pd (kPa)
2)集中载荷P (kN)
3)车辆载荷Pv (kN)
4)集装箱载荷Pc (kN)
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SFi：第i层货物的积载因数
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三、保证船舶局部强度的措施
1、基本要求：
·Pa≤Pd 局部强度符合要求
·Pa＞Pd 局部强度不符合要求 措施：补加衬垫以扩大接触面积； 降低单位面积实际负荷
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2、实际工作中： 1）、适当减少旧船的许用负荷量； 2）、舱内货重分布尽量均匀； 3）、重大件合理配装和衬垫； 4）、上甲板舱盖上不装重货； 5）、固体散货在装舱时应注意平仓； 6）、重货装载时应注意其落底速度； 7）、如有怀疑应予以校核； 8）、请专家指导。
纵向强度
总强度 2、分类
横向强度 扭转强度
局部强度
3、船舶强度的影响因数
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二、纵向强度Longitudinal Strength
1.概念：抵抗沿船长方向总纵弯曲或破坏的能 力。
2.船体产生纵向变形的原因：
·整体平衡
纵向各区段内不平衡
G
G6
GR
G5
G3
B6
BR
B5
G4
BB4
B3
G1
B2
校核法） （2）主机汽缸曲拐开档差值检验拱垂变
形； （ 3）站面强度校核表法等。
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四、保证船舶纵向强度满足要求措施
1、按舱容比分配各舱货重；
或
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四、保证船舶纵向强度满足要求措施
2、根据机舱不同位置适当调整中区货舱货物分 配量； 3、应考虑中途港装卸货物对强度的影响； 4、均衡装卸各舱货物，合理安排装卸顺序； 5、油水的合理分布和使用； 6、吃水差调整时兼顾船舶拱垂状态的改善； 7、合理压载； 8、避免船舶在波浪中的纵谐摇。
二、纵向强度Longitudinal Strength
7、扭转强度Torsion strength 1.概念：抵抗扭转变形的能力 2.产生扭转变形的原因 ·船体斜置于波浪：影响最大，最大扭矩处 位于船中附近 ·船舶横摇 ·装卸货物
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扭 转 强 度
一般船体不考虑扭转强度，具有甲板大开
2413472 2737006 3093639 3447937 3806070 4177624 4541428 4694592
1874358
2205700 2529234 2885867 3240165 3598298 3969852 4333656 4486820
1323506
1654848 1978382 2335015 2689313 3047446 3419000 3782804 3935968
3）拱垂变形：整个船体发生方向相同的纵向弯 曲变形。
·中拱Hogging：中部上拱，船体受正弯矩作用
·中垂Sagging：中部下垂，船体受负弯矩作用
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二、纵向强度Longitudinal Strength
4）、影响拱垂的因素：①载重的分布；②波
浪中航行。 当波长=船长 中拱船船中位于波峰，中拱加大 中垂船船中位于波谷，中垂加大
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三、船舶纵向强度校核
·实际静水弯矩M'S：M'S>0，船舶中拱； M'S<0，船舶中垂
·判断： MS>|M'S|，船舶纵强度满足要求； MS<|M'S|，船舶纵强度不满足要求
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三、船舶纵向强度校核
2）、强度曲线图校核法
∑PiXi
不包括空船重量
(104kN·m)
第十一章 船舶强度
第一节 保证船舶总纵强度
第二节 保证船舶局部强度
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第一节 保证船舶总纵强度
一、船舶强度的概念和分类 二、总纵强度的概述 三、船舶总纵强度的校核 四、保证船舶总纵强度满足要求的措施
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一、船舶强度概念和分类
1、概念：船体结构抵抗船体发生破坏 和过大变形的能力。
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三、船舶纵向强度校核
2、船舶纵向强度校核的几种常见方法 1）、船中弯矩估算法 (适用中小型船舶) （三副不要求） ·查资料得最大静水弯矩MS：甲板因腐蚀 变薄，强度有所降度
Ms=Wd[σc] ×10-3-Mw (kN·m) Mw=9.81FL2BP×B(Cb+0.7)×10-2 (kN·m)
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二、纵向强度Longitudinal Strength
6、横向强度Transverse Strength 1.概念：抵抗沿横向变形的能力 2.各种船型满足情况： ·一般货船，横框架坚固，横向强度足够； ·集装箱船：舱口宽大、无中间甲板，横向 强度应予以强固。
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2）、船舶实际装载状态时的剪力和弯矩估算步骤：
（1）重力和重力矩的计算；
各项累加计算
（2）浮力和浮力矩的计算；
船舶资料中查取或按站段计算
（3）波浪弯矩的计算
按规定进行或公式完成
3）船舶总纵强度的校核：
1）计算相关剖面处实际剪力和弯矩
2）查取或计算许用剪力和弯矩 3）保证实际剪力和弯矩不大于相应许用剪力和弯矩
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二、纵向强度Longitudinal Strength
2）、符号：当剖面船尾一侧重力大于浮力 时，剖面剪力为正，反之为负
3）、 剪力最大值： 船首、尾1/4船长处
4）、剪力曲线： 不同横剖面上的剪
力形成的剪力随纵 向位置的分布曲线。
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二、纵向强度Longitudinal Strength
772654
1103996 1427530 1784163 2138461 2496594 2868148 3231952 3385116
564882
896224 1219758 1576391 1930689 2288822 2660376 3024180 3177344
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三、船舶纵向强度校核
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三、船舶纵向强度校核
➢ （2）、给出港内(静水中)和海上(波浪中) 船中弯矩许用值
➢ ·对于中等大小船舶(长度在150m以下)， 船舶资料给出船中剖面上的静水中和波浪 中的许用弯矩
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三、船舶纵向强度校核
（3）、给出重要剖面上的剪力和弯矩许用值 ➢ ·对于大型船舶(长度在150m以上)，船舶资料给
4）、用经验数值校验
·拱垂值：
·拱垂判断：
→中垂状态 →中拱状态
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三、船舶纵向强度校核
·经验数值校验
正常范围 可以开航 极限范围 好天气允许开航 危险范围 允许短暂存在 但不允许开航 任何时候都不允许出现
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三、船舶纵向强度校核
5）、其他校核法 （1）、船舶总强度电算校核法（百分制
口船舶应校核其扭转强度。如集装箱船舶、
木材船、驳船等。
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三、船舶纵向强度校核
1、船舶纵强度校核原理 基本思路 ➢剖面实际剪力＜该剖面许用剪力 ➢剖面实际弯矩＜该剖面许用弯矩
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三、船舶纵向强度校核
1）、许用剪力和许用弯矩 概念：船舶纵向上所能承受的最大剪力和 弯矩 可从船舶资料中查取 船舶一般分成如下几种情况给出： （1）、给出船中许用静水弯矩 ➢ ·对于较小船舶(长度在90m以下)，船舶资 料只给出船中剖面上的许用弯矩
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例题
例题：某轮第二货舱二层舱高为3.65m，底舱 高7.32m，现拟在二层舱装载钢板(S.F=0.4m3/t) 2.2m高；底舱下层装钢管(S.F=1.6m3/t) 4.0m，上 层装水泥(S.F=0.9m3/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。