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150t冷藏船结构设计
一、概述
1.1本船主要工作于长江的内河小型货船，结构按《钢质内河船入级与建造规范》（2002）简称《内规》和对A级航区要求进行设计。
1.2 骨架设计
船底：机舱后壁至防撞舱壁为双层底横骨架式。
舷侧：横骨架式肋骨交替肋骨制。
甲板：横骨架式。
1.3 结构材料
全船结构采用一般强度船用结构钢，即ZCA钢，σ3=235Mpa。
1.4 结构尺寸选择的原则：
（1）主要构件的布置确保结构的有效连续性。
（2）主要构件的腹板厚度tw=0.01sw（sw为扶强材的腹板高度，tw为腹板的厚度）面板的剖面面积Af=dwtw/150（cm2）
（3）主要构件防倾肋板
1.5 主要尺寸数据
总长Loa=49.9m 计算船长 L=45.00m
设计吃水 T=2.80m 最大吃水 T=3.10m
型宽 B=8.60m 型深 D=4.00m
设计排水量 D1=598t 最大排水量 D2=684t
肋骨间距 s=0.55m 骨架形式：双底单甲板横骨架式
L/D=11.25 B/D=2.15
二、外板设计
2.1 船底板
船舶中部底板厚度应不小于按式（10－9）计算所得之值
T=a（αL+BS+r）
a航区系数，A级航区取a=1，α=0.076 β=4.5 γ=－0.4
t1=1×（0.076×45+4.5×0.55－0.4）=5.495mm≈5.5mm
船底板
t2=4.8sd+r
取s=0.55m d=2.8m r=1.25m
得 t2=4.8×0.55×2.8+1.25=5.3mm
实取 t=7mm
2.2平板龙骨
按《内规》平板龙骨宽度应部小于b，船中部平板龙骨应按船底厚度增加1mm。
b≥0.1B=0.1×8500mm=850mm
实取 t=8mm b=1000mm
2.3 舭列板
按《内规》舭列板厚度应按船中部船底厚度增加0.5mm，实取t=8mm。
2.4 舷侧外板
按《内规》其厚度部小于强甲板边板厚度的085倍，宽部小于0.1D.
T>0.85×8mm=6.8mm 实取t=8mm
b=0.1D=0.1×4000mm=400m 实取 b=500mm
三、甲板
3.1 甲板半剖面积
该船甲板板为横骨架式按《内规》
按A= B2（αL+β）
查表10-9 取α=0.48，β=1.08
A=8.524×（0.48×45+10.8）=137.70cm2
实际甲板半剖面积
甲板板 7×26.50=185.5cm2
甲板纵桁 ⊥5×1607×50=11.5cm2
合计 197cm2
A1=197cm2>137.70cm2 满足强度
四、双底骨架设计
按实际情况双底高h=900mm，每2档肋位一实肋板，不设实肋板的部位设组合肋板，肋距 s=0.55m
0.55×2=1.1m<2.5m 满足要求
4.1 中桁材合旁桁材
该船中部货舱区平板龙骨厚度 t=8mm
按《内规》中桁厚度 t=8mm
h/t= 900/8=112.5>100 设置垂直扶强材
按《内规》扶强材宽度为厚度的8倍，故采用扁钢8×70为扶强材。
按《内规》旁桁材与船底板同厚 t=7mm
4.2 实肋板和水密肋板
按《内规》实肋板厚度与所在部位的船底的厚度相同，取
t=7mm。水密肋板与实肋板高度比为900/7=128.57>100
设置加强筋。加强筋其间距部小于双层底高度的2倍，实取1800mm 故采用8×70为加强筋。
4.3内底板
按《内规》 t1=0.04L+4.5S+0.4
t2=5.5sh
本船内底板计算水柱按规范规定为 h=3.1m
将各已知条件代入上面两式分别得
t1=0.04×45+4.5×0.55＋0.4=4.67mm≈5mm
t2=5.5×0.55×3.1=5.326mm
实取厚度 t=7mm>5.326mm
4.4 组合肋板
按《内规》，组合板的船底骨材剖面模数应部小于按下式计算所得值 W=3.8s（d+r）l3
本船航行于A级航区，取r=1.25，s=0.55，d=2.8m，l=1.65m
得W1=3.8×0.55×（2.8+1.25）×1.652=23.045cm3
实取该船舶底骨材为不等边角钢 L 100×63×6
（查表）其连带板在内底剖面模数w=54.6015cm3＞23.045cm3
内底板的剖面模数应不小于船底骨板的0.85倍
23.045×0.85=19.59cm3
实取船内底骨材为不等边角钢 L 100×63×6
其连带板在内的剖面模数
W=54.6015cm3>19.59cm3 (满足要求)
五、舷侧骨架
5.1 主肋骨
按《内规》，主肋骨剖面模数W应不小于按下列计算所得之值 W=ks（d+r）l3 （cm3）
取k=3.8，s=0.55m，d=2.8m，r=1.25m，l=3m
得w=3.8×0.55×（2.8+1.25）×32=76.18cm3
实取L=110×70×8
（查表）其连带板在内的剖面模数 w=89.76cm3>76.18
（带板6×550）
六、甲板骨架设计
6.1普通甲板横梁
按《内规》横梁的剖面模数w应不小于按下式计算所得之值。
w=5cshl3 （cm3）
按强力板A级航区取 c=1.45，s=0.55m，h=0.5，l=2.6m
得W=5×1.45×0.55×0.5×2.62=13.478=cm3
按《内规》，强力甲板横梁的剖面惯性矩I应不小于按下式计算所得值：
I=3wl=3×13.478×6=105.13cm4
实取L=63×40×6
(查表)连带板载内的剖面模数 W=21.55>13.478
剖面惯性矩I=128.9>105.13（带板6×550）满足要求
6.2甲板纵桁
按《内规》，横骨式的甲板纵桁剖面模数W应不小于按式中计算所得值 W=kcbhl2 （cm3）
取强力甲板 k=0.03L+48=0.03×45+4.8=6.15
c=1.45 b=1.6 h=0.5m c=3.3 代入
得 W=6.15×1.45×1.6×0.5×3.32=77.69cm3
按《内规》甲板纵桁的剖面惯性矩I应不下雨下式计算所得值
I≥2.75wl （cm4）
=2.75×77.69×3.3
=705.04 cm4
试取⊥5×1607×50
编号
构件名称尺寸（mm）
构件面积
Ai（cm2）
至参考轴距离Zi（cm）
静 矩
AiZi（cm3）
惯性矩
自身惯
性矩
1
带板6×550
33
16
528
8448
0
2
腹板5×160
8
8
64
512
170.7
3
面板7×50
3.5
0
0
0
0
4
总和 ∑
A=44.5

B=592
C=9130.7
e =BA=59244.5=13.3cm
I1=c-Ae2=9130.7-44.5×13.32=1259cm4
满足要求
I1=1259>705.04
W1=466.3×77.69
实取⊥5×1607×50 （带板6×550）
6.3 甲板强横梁
按《内规》强横梁的剖面尺寸取与甲板纵桁相同
实取⊥5×1607×50
七、平面舱壁
7.1舱壁板厚度
按《内规》 t=ksh+l
取k=3.2，s=0.55m，h=3.2，c=0
得t=3.2×0.55×3.2+0=3.15mm
实取底列板 t=6mm，其它t=5mm。
7.2 平面舱壁扶强材
按W=kshl3 （cm3）
取k=3.0，s=0.55m，h=3.2m，l=2.5m
取 W=3.0×0.55×3.2×2.52=33 cm3
试取L=90×56×5 W=37.592>33 满足要求
实取 L 90×56×5
八、舱口
8.1 舱口围板厚度
按《内规》，t=0.1L+2.5=0.1×45+2.5=7mm
实取 t=8mm
舱口围板伸出甲板以上600mm，下缘伸入甲板以下350mm
8.2 舱口水平桁
实取 L90×56×5 (舱口围板顶缘以下150mm)
8.3 舱口围板
实取 -55×6
编号
构件名称
构件尺寸A
（mm）
剖面积A（cm2）
至基线距离Z
静距Az （m2m）
惯性矩
自身惯性
1
平板龙骨
8×1000
80
-
-
-
-
2
船底板
7×1650
115.5
-
-
-
-
3
船底板
7×1200
84
0.15
12.6
1.89
-
4
舭列版
8×650
52
0.45
23.4
10.53
18.3
5
船侧外板
8×2750
220
2.5
550
1357
1386.3
6
舷侧顶列板
8×500
40
3.4
136
462.4
8.33
7
中桁材
8×950
76
0.4
30.4
12.16
5.72
8
旁桁材
7×950
66.5
0.4
26.6
10.48
5.01
9
内底板
7×4150
290.5
3.2
929.6
2974.72
-
10
甲板纵桁
5×1607×50
11.5
3.9
44.9
175.71
-
11
甲板板
6×2650
159
4
636
2544
-

A=1195

B=2389.5
C=8990.15

(1)剖面中和轴到基线距离 d=BA=2389.51195=2.0
剖面惯性矩： I= 2(c-dB)
=2﹙8990.15－2.0×2389.5﹚
=8422.3 cm2·m2
船底板处剖面模数为：
W=Id=8422.32.0=4211.15 cm2·m2
（2）按规范校核总纵强度。
规范确定的船体中部最小剖面模数按
W0=AkLBD(Cb+1.2) （cm2·m2） 式计算
取 a=1，k=2.2L·0.26=0.8 L=45m B=8.5m，d=2.8m
Cb=Δ/LBd=59845×8.5×2.8=0.56 代入得
W0=1×0.8×45×8.5×2.8×﹙0.56＋1.2﹚=1507.97 cm2·m2
由此可见 W>W0
因此该船总强度满足《内规》要求。