70000DWT成品油船的基本结构设计

70000DWT成品油船的基本结构设计
摘要：70000DWT成品油船的基本结构设计，设计主要参考68000DWT成品油船等相近船为母型船。

遵循《钢质海船入级与建造规范》（2006）等相应规范，设计过程中综合考虑船舶自身性能及经济性等因素。

设计过程主要包括以下内容:结构设计。

本船在货舱区结构为纵骨架式，参照相应规范计算船体各处构件的相关参数,如剖面模数等。

计算所选取构件的总纵强度，以保证结构设计合理。

关键词：成品油船；基本结构设计
1 相关母型资料
母型船为68000吨，航区为近海。

母型船为钢质、单甲板、尾机型、单桨、单舵，由柴油驱动的成品油船，货油舱区域为双底双壳结构。

1.1 主要尺度
总长Lpp 225.00m
型宽B 33.30m
型深D 21.00m
设计吃水d 12.96m
方形系数Cb 0.8414
载重量DW 68000t
载重量系数 0.8082
排水量 84129.71t
排水体积 81997.77m3
1.2 航速、螺旋桨及续航力
螺旋桨考虑了主机功率储备15%，设计吃水（ m），船壳无污底情况，风力小于蒲氏三级深水水域主机达到额定转速服务速度约13.5海里/小时。

1.3 设计船尺度确定
母型船载重量系数为0.75，载重量为20000DWT，设计船载重量为24000DWT，比母型船大，取设计船的载重量系数ηDW =0.77，由此，设计船的排水量Δ=DW/ηDW=31169t。

将设计船主尺度等要素总结如下表：
主要尺度
总长Loa 227.00m
垂线间长Lpp 217.00m
型宽B 32.20m
型深D 20.20m
设计吃水d 12.5m
结构吃水 14.00m
方形系数Cb 0.84
载重量DW 70000t
载重量系数 0.81
排水量 86419.2t
排水体积 84311.2m3
2 结构设计及强度计算
2.1 设计船结构概述
本设计遵照我国船级社《钢制海船入级与建造规范》（2006）第二篇第五章对双壳油船的要求进行设计。

本船以货油舱为例进行结构设计，货油舱区的甲板、船底及舷侧均采用纵骨架式，其余均采用横骨架式。

船底和舷侧采用双底双壳结构形式。

2.2 货舱基本结构计算
2.2.1 外板
1.船底板
根据CCS规范（5.2.2.1），船中部0.4L区域内船底板厚度t应不小于按下列两式计算所得：
代入数据得t1=13.57mm，t2=12.7mm 综合考虑，取为t=15mm
（2）距基线1/4D以下的舷侧外板厚度t应不小于按下列两式计算所得之值：
＝
5.舷顶列板
（1）根据规范（5.2.6.1），舷顶列板的宽度应不小于0.1D（D 为型深）；即>=2.02m，
实取2.1m
（2）根据规范（5.2.6.2），舷侧为纵骨架式时，船中0.4L 区域内的舷顶列板厚度t 应不
小于按下列两式计算所得之值，且应不小于相邻舷侧外板的厚度：
船中部强力甲板厚度应在船中部0.4L区域内保持相同，并逐渐向端部甲板厚度过渡。

2.甲板边板
根据规范5.3.3.1，在船中部0.4L 区域内的强力甲板边板宽度，应不小于（6.8L+500）mm，其中L 为船长。

强力甲板边板厚度，应不小于强力甲板厚度。

因而根据以上规范得到甲板宽度b=3.6m；
强力甲板边板厚度等于强力甲板厚度，t=13mm。

2.2.3 货舱双层底结构
1.船底桁材
根据规范5.4.2，双层底内在船纵中剖面处设置箱形中桁材，纵中剖面两侧设2道旁桁材：（1）箱型中桁材
中桁材高度h0应不小于700mm ，且不小于按下式计算所得之值：
h0＝25B+42d+300=1630mm，双层底高度为h=2000mm，所以中桁材高度也取
ho=2000mm。

箱形中桁材侧板的厚度应不小于按下式计算所得之值，同时也应满足规范（2.13.5）深舱
要求
t＝0.008h0+1.0=13.68mm，实取t=14mm。

（2）根据规范5.4.2.6，旁桁材的厚度应不小于按下式计算所得之值：
t＝0.007h0＋1.0=12.41mm，实取t=13mm。

2.船底肋板
根据规范2.6.11和5.4.3，在机舱和首部0.2L范围内每个肋位上均有实肋板，货油舱区每
隔4个肋位处设实肋板，横舱壁肋位左右各隔一个肋位设为实肋板。

实肋板标准间距应不大于（0.006L+3.2）=4.502m，其中L为船长，实取为2.46 m
实肋板厚度t应不小于按下式计算所得之值
t ＝0.007h0＋1.0
实肋板上应开人孔，开孔的高度应不大于该处双层底高度的50% 将h0=1630mm代入上
式得实肋板厚度t=12.41mm，实取t=13mm。

3.舭肘板
不设纵骨时，在实肋板间的舭部应设与舭部上下端弯曲处纵骨相连接的中间舭肘板。

舭
肘板与实肋板或舭肘板之间距离S，应不超过按下式计算所得之值：
根据剖面模数W 选择角钢：船底纵骨采用HP300×12球扁钢，边厚为12mm，剖面模数WX=701cm2
5.内底板和内底纵骨
内底板的厚度t应不小于按下列两式计算所得之值：
具体计算见表2.1
表.2.1 舷侧纵骨剖面模数计算
3.平台
双壳内与货油舱横舱壁的水平桁材同一高度设置的非水密平台的厚度应满足最小厚度要求：货油舱区域（包括边压载舱、货油舱区两端或货油舱间的隔离空舱）内主要构件的腹板和面板以及外板、甲板、舱壁板、内壳板的最小厚度t 应不小于按下式计算所得之值：
t＝6.5＋L/50
代入数据得t=10.84mm
参考母型船平台的设置，本船在距基线5.2m、和17.96m高度处各设一板厚为11mm的平台。

2.2.5甲板骨架
1.强横梁
（1）根据规范5.6.1.2，强横梁的剖面模数W 应不小于按下式计算所得之值：
W＝CLS（I +1）
根据规范5.6.1要求，在每个设有实肋板的平面内设置强横梁，货油舱区强横梁间距为2.46m。

代入数据得W=12703.9cm3
（2）T型材设计
按照提供的设计公式进行T型材的各要素设计。

①带板的有效面积A应不小于按下式计算所得值
A =10?btp=
得A=307cm3
②确定强横梁腹板高度d，
3 结论
本设计圆满完成了一艘70000DWT近海成品油船的结构设计，其中包括船舶船体结构设计，强度计算及总纵强度计算等内容。

在设计中参考了选定的的母型船，尽可能保持了母型船的优点，使设计船的各项性能得到满足。

船体结构设计时，根据《钢质海船入级与建造规范（2006）》的相关规定，参考母型船的典型横剖面，对设计船进行货油区的结构设计，并进行总纵强度的校核，使其满足规范的要求。

参考文献
[1]盛振邦，刘应中.船舶原理(下册).上海：上海交通大学出版社.2003.
[2]杨永祥，茆文玉，翁士纲.船体制图.哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2001.
[3]李树范.技术经济和船型论证.大连：大连理工大学出版社，1999.
[4]中国船级社.钢质海船入级建造规范.北京：人民交通出版社，2006.。