船舶结构设计

船体结构设计简介

------设计二所 顾建平

一、结构设计的主要内容

1） 安全性

2） 适用性

3） 整体性

4） 工艺性

5） 经济性

二、船舶形式的分类

1. 按航行区域分类

1）无限航区的海洋船舶

2）限定航区的沿海船舶

a.近海航区

b.沿海航区

c.遮蔽航区

3）特殊航区的船舶

2. 按船舶用途分类

除特种用途的船舶，如破冰船、起重船、挖泥船、拖船、调查测量船、实习船、车客渡船等外，一边按船舶用途可分为客船和货船，货船又以运输货物的品种，分为装干货和装液货两大类，装干货的又可分为装散货与装包装货两种，如运煤船、运粮船 、矿砂船等的散装货船及集装箱船，装液货的又按液货品种的不同可分为装水、

装油

及装气等数种，如运水船、油船、化学品船、液化气船等。

由于载运货物不同，对其结构强度、结构形式、构件的腐蚀余量及其船用钢材等方面有不同的要求。

3. 按船体的材料分类

1）金属材料的船舶

2）非金属材料的船舶

a.木船

b.水泥船

c.玻璃钢船

4. 按船体结构形式分类

1）横骨架式：此种结构形式的构件沿船长方向布置得密，而沿船宽方向布置得稀，通常中小型船舶的结构和船体首尾部采用此式结构。

2）纵骨架式：此种结构形式的构件沿船长方向布置得稀，而沿船宽方向布置得密，一般大型船舶货舱部分采用此式结构。

3）混合骨架式：船体构件的布置既有横结构，也有纵结构。较典型的是底部和强力甲板采用纵骨架式，而舷侧和首尾部采用横骨架式。

三、结构设计方法

船体结构设计就是对船体结构的构件尺寸，根据所承受的载荷与能力进行计算和校核。

主要方法有两大类：确定性设计法和结构可靠性分析法

1）确定性设计法基本上又可分为两种，即：

（1）规范设计法

（2）直接计算法

2）结构可靠性分析法

四、船舶主要量度

※总长(Loa)：船体型表面最前端至最后端(包括两端上层建筑)

之间的水平距离。

※最大长度(Lmax)：船舶最前端至最后端之间包括两端永久性

固定突出物在内的水平距离。

※设计水线长(Lwl)：设计水线面与船体型表面首、尾端交点之

间的水平距离。

※垂线间长(Lpp)：首垂线与尾垂线间的水平距离。“规范”中的

计算船长L ，即指垂线间长。其不得小于夏季载重水线总长的96％，且不必大于97％。

※型宽(B)：在船体舯剖面处，由一舷的肋骨外缘至另一舷肋骨

外缘间的水平距离。

※型深(D)：在船体舯剖面处，沿舷侧由平板龙骨上缘至上甲板

横梁上缘间的垂直距离。对甲板转角为圆弧形的船舶则由平板龙骨上缘量至上甲板横梁上缘延伸线与肋骨外缘延伸线的交点。

※吃水(T)：在船体舯剖面处，由平板龙骨上缘至夏季载重水线的垂直距离。

※首吃水(Tf)：自首垂线与平板龙骨顶线延伸线的交点至夏季载

重水线的垂直距离。

※尾吃水(Ta)：自尾垂线与平板龙骨顶线延伸线的交点至夏季载重水线的垂直距离。

■以上各项量度的位置，如下图示意：

※排水量(△)：船舶浮于水中时船体所排开的水的重量，即等

于船的总重量。

※满载排水量：船舶满载货物、燃料、粮食、水、旅客和行李

时的排水量，此时的吃水线即为夏季载重水线。

※空载排水量：船舶完工时的排水量，包括船体、轮机、电气、

武备等重量。民用船舶管系内的油水重量也在内。

※标准排水量：人员配备齐全，必需的供应品备足，不包括燃

料滑油和锅炉用水，作好出海作战准备时的军舰的排水量。

※正常排水量：正式试航时的军舰的排水量。相当于标准排水

量加上保证50％的航程所需的燃料润滑材料和锅炉用水的重量。※载重量(DW)：船舶满载时的排水量减去该船在空载时的排水量。

五、主要载荷的类型

六、计算机辅助船体设计

1）上世纪90年代，随着我国造船业的迅速发展，计算机的应用也进入了快速成长期。为解决设计瓶颈，加速提升产能，我公司引进了世界著名的TRIBON造船设计软件，应用三维建模技术，实现在计算机中建立产品电子信息模型的先进产品设计方式，大大提高了设计效率和设计质量。

2）进入新世纪，特别是沪东中华重组以后，我公司在造船业率先提出了“数字造船、绿色造船”，把计算机应用提高到战略发展高度考虑。在船舶辅助设计方面，为提高企业创新能力，瞄准国际先进水平，我公司自主开发了SPD船舶三维设计系统。SPD作为具有自主知识产权的计算机软件，目前除已在公司设计应用外，还在其他80多家船舶企业和院校数百艘船舶产品的设计上获得成功运用，已成为国内船舶设计的主流设计软件之一。通过将SPD在大型民用船舶的设计中推广应用，为SPD逐步替代Tribon系统、扩大SPD软件市场

占有率创造了良好的条件，不仅提高了我自主设计软件的水平和影响，更重要的是为公司创造了效益、为我公司能掌握数字化造船的技术主动权提供了工具。

七、船舶设计阶段的划分

（一）初步设计（合同设计）

船舶产品设计的第一阶段，是船舶总体性能和主要技术指标、装置、各系统的原理设计。通过理论计算和必要的试验，确定产品的基本技术形态、工作原理、主要参数、主要结构、主要设备选型等重大技术问题。

（二）详细设计（送审设计）

船舶产品设计的第二阶段。通过各个具体技术专业项目的设计计算和图纸的绘制，解决设计中基本的和关键性的技术问题，最终确定船舶全部技术性能、船体结构、重要材料、设备选型、订货要求、各项技术要求和标准。

（三）生产设计（施工设计）

船舶产品设计的第三阶段。生产设计是在详细设计的基础上，按工艺阶段、施工区域和安装单元绘制有工艺要求和生产管理数据的工作图表的设计。生产设计是解决“如何造船”的问题。要根据建造船厂的具体生产能力、生产特点、生产组织方式、造船工艺等来决定生产设计图纸与文件的内容和深度。

八、分段详细设计图纸要求

1）内容：应根据技术设计正确反映本分段内所有构件的剖面，