船体结构与制图

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舭肘板
双层底舭肘板的结构形式
1-主肋骨；2-舭肘板；3-趾端；4-加强筋；5-肋板；6-强肋骨；7-舭肘板面板
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纵骨架式双底受力及力的传递
• 纵骨和船底桁材、内外底板一起承 受总纵弯曲。
力的传递：
内底板、外板－>船底纵骨－>肋板（横舱 壁）－>底桁材、舷侧骨架－>横舱壁
纵骨架式双层底与横骨架式双层底的区别
纵骨架式双层底结构中，在内底板下和船底板上布置大量的 纵骨，这些纵骨与船底纵桁、内外底板等一起承担总纵强度
及局部强度，可以减小船底板厚度
纵骨架式双层底结构中，每隔3~4个肋位布置一道主肋板， 而在主肋板之间不设置框架肋板。
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散货船底部结构特点
2020/4/16
设置纵骨的底边舱结构
重点掌握： 典型船体结构名称（中英文） 结构型式和结构受力特点
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一、船体的受力和强度
1、船体的受力
行驶于水中的船舶可能 受到哪些力呢？
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作用在船体上的力
重力：船舶本身重量（如船壳、机器、设备重量）和船
舶载重量（如燃油、货物、人员重量）之和
水压力
其它作用力：
问题：中内龙骨、旁内龙骨与肋板，谁断，谁连续？与横骨架式
单底的区别？
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纵骨架式单底受力及力的传递
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• 纵骨是纵向连续构件，参与船体总 纵弯曲。
• 所有龙骨连续贯通，肋板间断。 力的传递：
外 板－>船底纵骨－>肋板－>中内龙骨、旁 内龙骨、纵舱壁、舷侧骨架－>横舱壁
目前，单底船舶越来越少，逐步被 双底结构代替。
.Hale Waihona Puke Baidu
3、横骨架式双底
内底板
中底桁：bottom center girder 旁底桁：bottom side girder 内底板：inner bottom plate 主肋板：solid floor 水密肋板：watertight floor 框架肋板：bracket floor 人孔：manhole 减轻孔：lightening hole
✓ 船体结构中主要有甲板、外壳板、连续的纵向舱壁 和连续的纵向骨材。
✓ 横向强度：横向构件抵抗横向载荷的能力。
规范计算
✓ 局部强度：个别构件对局部载荷的抵抗能力。
直接计算
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二、船体骨架的布置形式
1、骨架的作用
抗 弯
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板架受压的稳定性
船体结构必须由板和骨材组成板架，才具有 足够的抗弯能力和稳定性！
旁内龙骨 中内龙骨
肋板
舭肘板
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流水孔
注意：中内龙骨、旁 内龙骨与肋板，谁断 ，谁连续？
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中内龙骨与横舱壁的连接
1-肋板；2-中内龙骨；3-横舱壁；4-扶强材； 5-船底板；6-肘板；7-水平肘扳；8-中内龙骨面板
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横骨架式单底受力及力的传递
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龙骨及外板承受总纵弯曲应力 众多的横向肋板承受横向载荷，具
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中拱 hogging
中垂 sagging
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P
G B
P
D
G B A
总体平衡
局部不平衡
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船舶在波浪中的总纵弯曲
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船舶在波浪中的总纵弯曲
在波浪状况下，船体内产生的总 纵弯矩会比静水中大；
中拱 hogging
当波长与船长相等或接近时，船 体的弯曲最严重；
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1—底部板架；2—舷侧板架；3—甲板板架；4—舱壁板架
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1—桁材；2—骨材；3—板
2、船体骨架的两种布置形式
何谓 横向构件？
何谓 纵向构件？
❖ 横骨架式——如果船体结构的某一部分（如船底、舷侧、
甲板等）横向构件布置的密，间距小，而纵向构件布置的稀，间 距大，该布置方式称为横骨架式。
甲板开口处以及甲板间断处应该进行局部加强
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（二）船底结构
单底（single bottom） – 横骨架式 – 纵骨架式
双底（double bottom） – 横骨架式 – 纵骨架式
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1、横骨架式单底
中内龙骨：center keelson 旁内龙骨：side keelson 肋板：floor 舭肘板：bilge bracket 流水孔：drain hole
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外板的厚度分布
➢ 沿船长方向变化 0.4L区域内外板厚度较大，在首尾端0.075L外板较 薄。
思考：为何如此布置呢？ ➢ 沿肋骨围长方向变化
平底龙骨、舷顶列板的板厚相对较厚
思考：为何如此布置呢？ ➢ 局部加强：
首端锚孔区域、尾端螺旋桨区域、外板开口等 ；冰 区船体外板的加强。
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3、船体强度
什么叫船体强度？
船体承受外力而不被外力破坏的能力
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主要包括三方面的强度要求：
✓ 船体的总纵强度：
✓ 船体结构抵抗纵向弯曲使整体结构不遭受破坏或产 生不允许变形的能力称为总纵强度；
✓ 总纵弯曲可使整条船舶发生断裂或永久性纵向变形， 一条船必须有足够的纵向构件来抵抗总纵弯曲；
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想一想：下面各图采用何种结构形式
船首
船尾
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船首
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船尾
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三、典型船体结构
学习思路：
不同船体部位：
外板
中 船底结构
剖 舷侧结构
整 面 甲板结构
船
舱壁结构
首尾端结构
上层建筑结构
其它结构
旁底桁
对应单 底是什 么构件
？
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中底桁
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主肋板
框架肋板
水密肋板
横 向 双 层 底 肋 板
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主肋板
水密肋板 框架（组合）肋板
轻型肋板
内底板
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内底边板类型
(a)下倾式；(b)上倾式；(c)水平式；(d)折曲式
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横骨架式双底受力及力的传递
• 船底板、内底板、中底桁材纵向连 续，承受总纵弯曲。
• 肋板承受横向载荷
力的传递：
外 板－>肋板－>旁底桁、中底桁、纵舱壁、 舷侧骨架－>横舱壁
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4、纵骨架式双底
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船底纵骨
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旁底桁
内底板 内底纵骨
水密肋板
主肋板
中底桁
箱形中底桁
1-船底横骨; 2-水密底纵桁; 3-纵骨; 4-内底板; 5-内 底横骨; 6-主肋板; 7-肘板; 8-船底中心线
1-纵骨；2-强框架腹板；3-围绕扁钢；4-小肘板；5-水密旁底桁； 6-横框架；7-斜顶板；8-加强筋；9-肋板
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无纵骨的底边舱结构(a)主肋板结构；(b)肋板间结构
1-内底板；2-肋板；3-纵骨；4-箱形中底桁；5-间断旁底桁； 6-连续旁底桁；7-旁底桁；8-斜顶板；9-加强筋；10-肘板
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2、两种布置形式的特点
o 纵骨架式：纵向布置骨材多，骨材参与船梁抵抗纵向 弯曲的有效面积大，提高了船梁的纵向抗弯能力，增 加了船体的总纵强度；在同样受力情况下，板的厚度 较横骨架式薄，结构重量轻。施工比较麻烦。大型船 舶一般采用纵骨架式结构 。
o 横骨架式：总纵强度差、横向强度比较强；同样受力 的情况下，需要的外板和甲板的厚度大，结构重量较 大；施工较方便，建造成本比较低。一般应用在中小 型船舶中。
甲板板承受载荷：
总纵弯曲：上甲板是船梁的上翼板，承受总纵弯曲 应力。
横向载荷：甲板货物或甲板上浪水压力等
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甲板板厚度分布
分别找出 为什么！
上甲板板厚在所有甲板板中最厚
在船中0.4L区域内的甲板应厚些，向首尾两端则逐 渐减薄。
沿船宽方向，甲板边板是甲板板中自首至尾有效的 纵向连续构件，承受总纵弯曲应力，因此甲板边板 的厚度厚于其它板列。
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主讲：夏利娟
Email: xialj@sjtu.edu.cn
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旧的回忆
船体结构节点绘制与识读
• 板材与常用型材的表达方法 • 板、型材连接的画法 • 船体结构图样的表达方法 • 绘制和识读节点视图
• 计算机绘制结构节点图
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新的故事
➢ 船体结构受力和强度 ➢ 船体骨架结构形式 ➢ 典型船体结构
. 纵骨架式全底桁船底结构
油船底部结构特点
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油船纵骨架式双层底结构
1-开孔横隔板；2-舷侧纵骨；3-舷侧外板；4-舭肘板；5-斜板纵骨； 6-人孔；7-实肋板；8-旁底桁；9-内底板；10-水平加强筋； . 11-中底桁；12-内底板；13-船底纵骨；14-船底外板
集装箱船底部结构特点
（一）外板和甲板板
1、外板
接缝：端接缝(Butt)和边接缝(Seam)
外板板列名称： –船底板（Bottom Plate） –平板龙骨（Plate Keel）(K列板) –舭列板（Bilge Strake） –舷侧外板（Side Plate） –舷顶列板（Sheer Strake）(S列板)
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中性面：在甲板与船底之间，沿 水平方向有一层在船体总纵弯曲
时既不拉伸，也不被压缩。
中垂 sagging
船舶在中垂和中拱时甲板和船底的受力和变形特点？
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船体在总纵弯曲时的受力特点
船体横剖面：
M MZ
WI
船长方向：
船横梁剖面
中和轴 弯曲正应力
最大弯矩M
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箱形中底桁的结构形式
1-肋板；2-中底桁；3-纵骨；4-水密底纵桁； 5-内底横骨；6-肘板
箱形龙骨
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侧 板
• 纵向强度
• 布置管系
纵骨
纵骨与肋板的连接形式
肋板
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肋板结构(a)主肋板；(b)肋板间结构
1-减轻孔；2-主肋板；3-加强筋；4-内底纵骨；5-人孔；6-船底纵骨； 7-内底边板；8-肘板；9-内底板；10-旁底桁，11-中底桁
有很强的横向强度
力的传递： 外 板－>肋板－>中内龙骨、旁内龙骨、
纵舱壁、舷侧骨架－>横舱壁
一般适用于中小型船舶，大型船 舶的首尾部分或机舱部分
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2、纵骨架式单底
纵骨架式单层底结构
1-船底板；2-中内龙骨；3-旁内龙骨；4-肋板；5-船底纵骨；6-肘板；7-加强筋
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船底纵骨：bottom longitudinal
集装箱船底部结构
1-中底桁；2-内底板；3-内底纵骨；4-舭龙骨；5-加强筋；6-旁底桁；7-船底纵骨
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讨论题
下图船舶底部结构为何种形式？并说出 结构名称。
中内龙骨与中底桁材有何区别？ 单底横骨架式和纵骨架式均有肋板和内
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结构名称（中英文）
受力特点
结构特点：
•几何尺寸 •骨架形式
船 体 的 基 本 构 成
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1—首柱；2—球鼻首；3—锚链舱；4—首尖舱；5—横舱壁；6—首楼甲板；7—首楼； 8—甲板间舱；9—货舱；10—双层底；11—上甲板；12—下甲板；13—机舱；14—轴隧；
15—尾尖舱；16—舵机舱；17—尾楼；18—尾楼甲板；19—艇甲板；20—驾驶甲板； 21—罗. 经甲板；22—桅屋；23—舷侧；24—平板龙骨；25—舭部；26—梁拱
将结构布置与受力特点结合考虑——
受力决定结构布置
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2、甲板板
名称：
上甲板（Upper Deck）、下甲板（lower deck） 第二甲板（Second Deck）、第三甲板(Third Deck) 平台甲板（Platform Deck）、甲板边板（deck stringer） 舷弧（sheer）、梁拱（camber）
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端接缝
边接缝
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外板板列名称
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K 平板龙骨
A
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BC
S 舷顶列板 G F E
D 舭列板
外板的受力
➢ 总纵弯曲：船底和舷侧分别为船梁的下翼板 和腹板，承受总纵弯曲；
➢ 横向载荷：舷外水压力和舱内液体压力； ➢ 动力载荷：首部波浪冲击力、尾部螺旋桨工
作时的水动压力等； ➢ 意外载荷：碰撞、搁浅等。
波浪冲击力
冰块撞击力
浮力
机器和螺旋桨运转的振动力等
水压力
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2、总纵弯曲
船体的总纵弯曲是指：作用在船体上的重力、浮 力、波浪水动力和惯性力等引起的船体绕水平横 轴的弯曲。
船体的总纵弯曲是由静水总纵弯曲和波浪总纵弯 曲两部分叠加而成。
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船舶在静水中的总纵弯曲
（Transversal system of framing）
❖ 纵骨架式——如果船体结构的某一部分纵向构件布置的密
，间距小，而横向构件布置的稀，间距大，该布置方式称为纵骨 架式。
（Longitudinal system of framing）
对于整个船体而言，有些部分采用横骨架式，有些部 分采用纵骨架式，这种结构形式称为纵横混合骨架式 。