02第二章 稳性衡准

稳性衡准
自由液面的修正方法

单个液舱自由液面力矩的计算： （KN · m）

自由液面对复原力臂的修正计算： （ m）
稳性衡准
结冰计算
冬季航行于青岛以北的国内沿海船舶，应对稳性 最差的基本载况计算结冰时的稳性，冰的重量视为超 载重量。 结冰部位和结冰重量计算应依据“法规”中规定 的方法。
稳性衡准
第二章 稳性衡准
稳性衡准
稳性概述
浮性 稳性（完整稳性、破损稳性） 抗沉性 快速性（阻力、推进） 耐波性（适航性） 操纵性 船舶强度 载运量（载货量、载客量） 续航力 航速
航行性能
船舶性能
营运性能
稳性衡准
稳 性
船舶在外力作用下偏离其平衡位置而倾斜，当外力 消失后，能自行回复到原来平衡位置的能力，称为船 舶稳性； 影响稳性的内在因素有：船型、主尺度；
稳性衡准
第一节 航区的划分及稳性规范制定原则
内河航区
航区划分
海洋航区
无限航区（远海航区） 近海航区
沿海航区 有限航区 （国内海船航区） 遮蔽航区
稳性衡准
内河航区
“法规”中，内河航区由高到低分为三级。
对于流速大于3.5m/s的急流航段，又分为J1和J2 级航段。
内河船舶航区划分表 航区级别 计算波高（m）计算波长（m）波高范围（m）
稳性衡准
破损稳性的衡准方法一：确定性方法
基本方法：
规定了船体的破损范围、位置以及破舱前的船舶状 态； 根据分舱情况，确定一个或几个最危险的破损舱或 舱组，计算出破损后的浮态和稳性；
按照规定的残存条件来衡准船舶是否满足破舱稳性 的要求，且任一计算状态都必须满足所有的残存条件。
稳性衡准
破舱稳性的计算确定性方法
干货船（≥80m) SOLAS90（II-1章），SOLAS92（B-1规则），MSC216（82） 散装化学品船——IBC规则，2005 《散装运输危险品化学品船舶构造与设备规范》 散装液化气船——IGC规则，2005 《散装运输液化气体船舶构造和设备规范》 其他：散货船（强制）、高速船（强制）、核动力船（推 荐）、近海供应船（推荐）、特殊用途船（推荐）。
即计算船舶破损后的浮态和稳性：
假定破损组合（破损范围、破损位置与分舱） 开口进水点坐标输入 破损浸水前的 初始装载情况输入
破损浮态和稳性计算
是否满足要求
稳性衡准
假定破损范围和破损位臵 假定破舱范围：舷侧破损、船底破损
横向量取范围：夏季载重水线面，自舷侧向船内中心 线垂直量取； 垂向量取范围：在中心线的船底板型线量起； 如果一个较小范围的破损可能造成更为严重的后果， 则此种破损应予考虑。
稳性衡准
第六节 破损稳性衡准
破损稳性（抗沉性）：
船舶发生海损事故，一舱或多舱同时进水，仍能保 持一定浮性和稳性的能力。 船体破损，大量海水进入船体： 危及船上人员生命安全；
某些物品一旦溢（逸）出，会对周围环境造成污 染。
稳性衡准
关于破损稳性
各类船舶对破损稳性的要求是不一样的：军船高于 民船，客船高于货船，海船高于内河船； 船舶的破损稳性是用水密舱壁将船体分隔成适当数 量的舱室来保证的：当一舱或数舱进水后，船舶的 下沉不超过规定的极限位置，并保持一定的稳性。 船舶破损稳性包括：
稳性衡准
我国“法规”对破损稳性的要求
《国际航行海船法定检验技术规则》 要求与国际公约一致。
《国内航行海船法定检验技术规则》 客船（80m以下）：仅要求满足一舱不沉，在一舱破损 情况下的破舱稳性要求较国际国际公约相比有所放宽； 油船（载重量小于3000吨）：可免除双壳结构； 一般货船：没有破舱稳性要求。 其余与国际公约基本一致。

稳性规范中将拖船急牵、旅客集舷等外力以初稳 性形式作为特殊要求，但仍记为动力影响。

稳性衡准
大数影响原则

航行船舶有时受到多个外力的联合作用；
若单独从船的本身安全角度考虑，应校核最危险 状态；

但航行实践证明，多数较大外力联合作用的概率 很小，而且可采取规避操纵措施；

发生概率最大的还是风浪联合作用或风、浪、流 单独作用。
复原力矩 外力矩
横摇角
典型危险载况与状态： 小角度倾斜 特殊受力 安全 稳性
同时仍需满足稳性基本要求
稳性衡准
特殊稳性衡准要求：
衡准载况的一般要求；
极限静倾角；
客船稳性特殊衡准； 拖船稳性特殊衡准； 集装箱船稳性特殊衡准； 液货船稳性特殊衡准；
非自航海驳稳性特殊衡准；
影响稳性的外力有：风、浪、流、急牵、惯性力、 货物移动、旅客集舷、操船水平等； 稳性是船舶重要的安全性能，其实质就是外力矩与 船舶自身复原力矩平衡问题。
稳性衡准
稳性衡准
稳性衡准就是依据中华人民共和国海事局《船舶 与海上设施法定检验规则》（简称“法规”），对船 舶的稳性进行检验计算的一项工作。 “法规”分国际航行海船、国内航行海船、内河 航行船舶法定检验技术规则，对船舶稳性，按航区、 船型的不同提出了具体要求，并规定了衡准的方法和 步骤。
最大复原力臂
静稳性曲线
稳性衡准
进水角 船舶的甲板及上层建筑的侧壁上有许多开口（如 舱口、门和窗等），如果这些开口不是水密的，则当 船舶倾斜时，水面达到某一开口处，海水将灌入船身 主体内部，使船舶处于危险状态。因此，当倾斜水线 到达该开口处即认为船舶丧失稳性。 所以在稳性校核时，还要计算水线到达最先进水 的那个非水密开口处的倾斜角φE，φE即称为进水角。 进水角以后的静稳性曲线不再计及，使稳性的有 效范围缩小，从而降低了船舶的抗风浪能力。
稳性衡准
风浪联合作用下的稳性曲线
静稳性曲线
动稳性曲线
稳性衡准
风压倾斜力矩（力臂）的确定
(m) —— 单位计算风压；
—— 所核算装载状况下船舶的受风面积；
—— 所核算装载状况下船舶的受风面积中心 至基线的高度； —— 所核算装载状况下船舶的排水量。
稳性衡准
第四节 特殊稳性衡准
重量
重心
装载状况 浮态 受风状态
* 部分装载的舱的渗透率应与该舱所载液体的量相一致。装载 液体的舱室一旦破损，应假定所载液体从该舱室完全流出，并 由海水替代至最后平衡时的水线面。
动稳性衡准原则； 大数影响原则；
区别对待原则；
完整稳性原则；
破损稳性考虑。
稳性衡准
动稳性衡准原则

初稳性只考虑船舶在小角度倾斜时的回复能力；
来自百度文库
船舶在风浪中航行时，经常发生大角度倾斜，遭 遇的外力多是突加作用（即动力相应），它比小角度 倾斜或静力倾斜危险得多；
因此，我国海船稳性规范根据航区特征，分别将 风、浪、流作为外力考虑，以风、浪联合作用、风压 倾斜及水流倾斜动稳性作为基本要求；
最大复原力臂及其对应的横倾角；
计及自由液面、舷伸甲板及上层建筑等影响的到 达进水角处的复原力臂等。 海船稳性规范按航区对这些参数提出了基本要求。
稳性衡准
初稳性高度 初稳性高度是衡量船舶初稳性的主要指标。
稳性衡准
各类船舶初稳性高
“法规”要求： 初稳性高不小于0.15米。
稳性衡准
复原力臂
稳性衡准
稳性衡准
最小倾覆力臂的求取
不考虑进水角
考虑进水角
稳性衡准
横摇角的确定
对于圆舭船: 对于有方龙骨的船，可将其面积计入舭龙骨面积 之内；
对于折角线型船，其横摇角可取无舭龙骨圆舭船 横摇角值的0.8倍；
对于其他特性线型船，C2、C3和C4系数的取值应 经海事局同意； 对于设有减摇装置的船，计算横摇角时，不应计 入减摇装置的作用。
初稳性高度和最大复原力臂要求
“法规”规定，经自由液面修正后，船舶在应核算 的载况下应满足： 初稳性高度不小于0.15米； 最大复原力臂依航区不同满足不同要求; 最大复原力臂所对应的横倾角应不小于30゜（遮 蔽航区不小于15゜）；
横倾角等于30゜处的复原力臂应不小于0.2米，如 船体进水角小于30゜，则进水角处的复原力臂应不小 于该规定值，遮蔽航区另有规定。
稳性衡准
考虑上层建筑的静稳性曲线
稳性衡准
自由液面
当船内液舱中存在自由液面时，舱内液体将随船舶 的倾斜而移动，对于船舶的稳性是不利的。
稳性衡准
自由液面修正
修正范围 存在自由液面的液舱，按照装载50%舱容计算自由 液面的影响； 满载液货舱按照98%舱容计算0°横倾自由液面影 响； 除满载液货舱外，装载98%以上或5%以下的液体舱 柜，可不计自由液面影响； 对于应计算的液体舱柜，凡符合以下条件者，可 不计自由液面影响。
破损稳性考虑
对客船、散装化学品船、散装液化气船、油船， 提出了破损稳性的要求。
稳性衡准
初稳性要求 稳性基本要求 复原力臂曲线要求 稳性衡准数要求 稳性衡准 稳性特殊要求
破损稳性要求 （客船、特殊货物运输类型船舶）
稳性衡准
第二节 初稳性和复原力臂曲线要求
衡量船舶稳性的主要参数：
初稳性高度；
稳性衡准
第三节 稳性衡准数要求
初稳性要求 稳性基本要求
复原力臂曲线要求
稳性衡准数要求
稳性衡准
稳性特殊要求
特殊货物运输类型船舶的破损稳性要求
稳性衡准
稳性衡准数要求
法规对动稳性的基本要求：
考虑船舶受风浪联合作用、风压或水流倾侧力矩 作用后的动稳性，以稳性衡准数表示。
稳性衡准
风浪的联合作用
复原力矩与风倾力矩的共同作用
假定破损部位
横舱壁间、船内任何位臵、局部破损
稳性衡准
渗透率
船体破损后，进水舱室能被海水浸占得容积与该舱室总容 积的比值，称为该舱室的（体积）渗透率。 为了计算破损稳性，各个规则都规定了各舱室的渗透率：
处
所
渗透率 0.6
0.85 0.95 0-0.95*
货物、煤、物料专用处所
机器处所 起居处所 装载液体的处所
稳性衡准
进水角曲线
船舶的进水角随排水体积的变化而变化。
稳性衡准
静稳性曲线
动稳性曲线
稳性衡准
上层建筑和舷伸甲板
得到船体主体部分（上甲板）的稳性曲线后，对 于水密的上层建筑和封闭式的舷伸甲板，也应计入稳 性曲线。
上层建筑应符合结构强度要求和载重线规范要求。 干舷甲板以上的水密上层建筑相当于提高了干舷，增 大了船舶入水体积，增大了回复力矩，对提高稳性有 利。


船舶在一舱或数舱进水后浮态和稳性的计算；
从保证船舶抗沉性的要求出发，计算分舱的极限长 度，即可浸长度的计算。
稳性衡准
国际公约对破损稳性的要求
客船 SOLAS90（II-1章）, IMO A.265(VIII)等效，MSC216（82）
油船 SOLAS90（II-1章）, MARPOL73/78及92修正案
遮蔽航区 海岸与岛屿、岛屿与岛屿围成的遮蔽条件较好、风浪 较小的海域，且该海域内岛屿之间、岛屿与海岸之间的 横跨距离不超过10海里，或具有类似条件的水域。
稳性衡准
遮蔽航区
稳性衡准
稳性规范制定原则
在船舶与海上设施法定检验规范中，稳性规则是船 舶安全中的重要内容。稳性规则制定的基本原则，体 现在以下5个方面：

因此，规范从实际出发，选择最具危险性且发生 概率最大的外力进行衡准。

稳性衡准
区别对待原则
航区不同，稳性要求不同；

船舶种类不同，稳性要求不同；
装载条件不同，稳性要求不同；
船舶大小不同，稳性要求不同。
稳性衡准
完整稳性原则
考虑进水角的影响。当船舶横倾至进水角时，水能 进入干舷甲板下的主船体内，则认为船舶已完全丧失 稳性，此前的稳性称为完整稳性。
拖船稳性特殊衡准； 起重船稳性特殊衡准； 挖泥船稳性特殊衡准。
稳性衡准
初稳性要求 稳性基本要求 复原力臂曲线要求
稳性衡准数要求 稳性衡准
稳性特殊要求
特殊货物运输类型船舶的破损稳性要求
稳性衡准
第五节 完整稳性规范计算步骤和内容
计算内容及文件 计算内容（稳性计算书）
所需图纸、资料
计算程序和方法
A级 B级 C级
2.5 1.5 0.5
30.0 15.0 5.0
＞ 1.5~2.5 ＞ 0.5~1.5 ≤ 0.5
稳性衡准
有限航区（国内海船航区）
国内海船航区划分表 类别 近海航区 航行限制 离岸距离（n mile） 200（夏季/热带） 100（冬季）
沿海航区
遮蔽航区
20（夏季/热带）
遮蔽水域
10（冬季）
稳性衡准
稳性衡准数
船舶在需要核算的各种载况情况下，其稳性衡准 数应符合：
式中：
—— 计入横摇影响的最小倾覆力臂，m ； —— 风压倾侧力臂，m 。
稳性衡准
最小倾覆力臂
船舶所能承受的三种倾斜力矩 船在横摇至 时， 是该船所能承受的最大倾斜力 矩，即倾斜力矩达到或超过此值，船将倾覆。 从倾覆角度讲，该力矩又是使船倾覆的最小力矩，因此称 为最小倾覆力矩（力臂），记为 。