船舶结构强度专业课程设计之散货船.doc

《船舶强度与构造设计》
课程设计

成 绩：

姓 名： 潘 睿
班 级： A13船舶4
学 号：
日 期： /6/12

目 录

1船体构造设计任务书………………………….………………..……………………...………...1
2船体构造尺寸拟定

2.1外板......................................................................................................................................4

2.2甲板......................................................................................................................................6

2.3双层底..................................................................................................................................7

2.4舷侧骨架..............................................................................................................................8

2.5甲板骨架..............................................................................................................................9
3中剖面构件尺寸汇总...................................................................................................................11
4中剖面模数计算...........................................................................................................................12
5总强度校核...................................................................................................................................15
6第二货舱中剖面构造图...............................................................................................................16
7参照文献.......................................................................................................................................17

船体构造设计任务书

1 按CCS颁布《钢质海船入级与建造规范》（）设计下述船舶船中剖面构造
船 型：双甲板尾机型散货船
主尺度：船 长 L=110m
船 宽 B=15.0m
型 深 D=9.0m
吃 水 d=6.5m
方型系数 Cb=0.707
该船纵中剖面草图见图1
2 与设计关于条件
该船重要装运谷物、粮食等散货。
上甲板舱口两侧及货舱船底采用纵骨架式构造，别的采用横骨架式。
甲板间高：H=3m
纵骨间距：自9＃～131＃ 肋位，s=700mm；别的s=600mm
双层底高：第一货舱h=2.2m；别的H=1.3m
舱口宽度：b=8m
舱口长度：按阐明选用
最大静水弯矩（压载出港）：Ms=13876t.m
船容系数：η=1.51m3/t（即装载率r =1/1.51=0.66 t/m3）
上甲板货品计算载荷 p=1.3t/m2
规定设计第二货舱中横剖面构造。该横剖面草图见图2。
设计甲板骨架若需支柱时，规定在货舱内只设在中心线上，如图3所示。
推荐纵骨间距为600mm或700mm。
3 提交作业
a) 船体构造设计计算书。
b) 用1：50比例绘出设计横剖面构造图。
计算书涉及：（a）对设计船特性（船型、主尺度、构造形式等）概述，设计所依照规范版本阐明等；（b）按船底、船侧、甲板顺序，分别写出拟定每一构件尺寸详细过程，并明确标出所选用尺寸。
注意事项：计算书应简要、清晰、便于检查。构造图应符合船舶制图规定，图上所标构件尺寸应与计算书中所选用尺寸一致。
4 货舱设计方案
该设计可采用下述两种方案之一：
（1）第一货舱：舱口从108＃～124＃肋位，舱口长l=11.2m
第二货舱：舱口从77＃～93＃肋位，舱口长l=11.2m
第三货舱：舱口从43＃～59＃肋位，舱口长l=11.2m
骨架采用常规构造形式。
（2）第一货舱：舱口从106＃～124＃肋位，舱口长l=12.6m
第二货舱：舱口从70＃～94＃肋位，舱口长l=16.8m
第三货舱：舱口从38＃～59＃肋位，舱口长l=14.7m
骨架采用悬臂梁构造形式。
5 设计参照书目
〖1〗 《钢质海船入级与建造规范》（）中华人民共和国船级社
〖2〗 《船舶设计手册》（构造分册）国防工业出版社
〖3〗 《船体强度与构造设计》（王杰德等主编）国防工业出版社 1995年出版
〖4〗 《船舶计算构造力学》（聂武等主编）哈工大学出版社 出版
6 船体构造尺寸拟定样例
2 船体构造尺寸拟定
1.外板
1.1 船底外板
1.1.1船底为纵骨架式，船中0.4L区域内船底板厚度t应不不大于按下列两式计算所得之值:

式中：s—纵骨间距，0.7m；
d—吃水，6.5m；
L1=L，L为船长99.0m；
— 取

规范（2.3.1.3）

船底外板取：
t=15mm

规范（2.3.1.5）

主尺度&数据
船 长 L=110m
110.00
船 宽 B=15.0m
15.00
型 深 D=9.0m
9.00
吃 水 d=6.5m
6.50
方型系数 Cb=0.707
0.707
Fb=1
1.00
Fd=1
1.00
自9＃～131＃ 肋位，s=0.7m
0.70
水密隔壁扶强材s
0.60
舭部半径r=2100mm
2100.00
材料系数KL=1
1.00
f=1
1.00
l纵骨=2.8m
2.80
l主肋骨=3.5m
3.50
l舱口纵桁=8m
8.00
l水密隔壁扶强材=2.1m
2.40
b=7.5m
7.50
顶边仓h1
2.00
顶边仓b1
3.50
顶边仓h
3.48

1.外板

8.13
规范2.2.3.1

1.30
规范6.2.2.1

0.68
规范1.2.8.1

2.34
规范2.3.4.2

(1)船舯0.4L区域内船底板厚度

10.23
规范2.3.1.3

10.95
规范2.3.1.3
实取t=11mm

(2)离船端0.075L区域内船底板厚度

10.02
规范2.3.1.4
实取t=11mm

(3)平板龙骨

1285.00
规范2.3.2.1

12.95
规范2.3.2.2
实取t=1500mm×13mm

(4)舭列板

10.23
规范2.3.3.1

10.95
规范2.3.3.1

12.73
规范2.3.3.2
实取t=13mm

(5)船舯部0.4L区域内纵骨架式舷侧外板厚度
距基线D/2以上舷侧外板厚度

9.24
规范2.3.4.3

8.74
规范2.3.4.3

10.49
规范8.3.2.1
实取t=13mm
‚距基线D/4如下舷侧外板厚度

9.24
规范2.3.4.3

10.56
规范2.3.4.3

10.49
规范8.3.2.1
实取t=13mm

(6)离船端 0.075L 区域内舷侧外板厚度

10.02
规范2.3.4.4
实取t=13mm

(7)舷顶列板

1350.00
规范2.3.5.1

9.24
规范2.3.5.3

8.57
规范2.3.5.3
实取t=1500mm×14mm

(8)艏楼舷侧外板

8.73
规范2.17.4.2
实取t=10mm

(9)艉楼舷侧外板

7.89
规范2.17.4.2
实取t=10mm

2.甲板
(1)船舯部0.4L区域内开口线以外强力甲板厚度

9.24
规范2.4.2.1

8.57
规范2.4.2.1
实取t=15mm

(2)船舯部0.4L区域内开口线以内强力甲板厚度

8.57
规范2.4.2.2
实取t=15mm

(3)离船端0.075L区域内强力甲板厚度

8.57
规范2.4.2.2
实取t=15mm

(4)船舯部0.4L区域内甲板边板

1248.00
规范2.4.3.1

15.00
规范2.4.3.1
实取t=1500mm×16mm

(5)艏楼甲板板

8.34
规范2.7.5.5
实取t=14mm

(6)艉楼甲板板

7.89
规范2.7.5.4
实取t=14mm

3.双层底
(1)中桁材

948.00
规范2.6.2.1

11.30
规范2.6.2.2

9.30
规范2.6.2.2
实取:船中0.4L区域内1300mm×12mm
0.75L区域内1300mm×10mm

(2)旁桁材

8.30
规范2.6.10.1
实取t=10mm

(4)实肋板及垂直加强筋

9.13
规范2.6.11.2

7.64
规范2.6.11.2
实取：实肋板t=10mm,垂直加强筋10mm×150mm

(5)内底板
船中0.4L区域内
10.00
规范2.6.13.1
实取t=10mm
机舱区域
10.85
规范2.6.13.1
实取t=11mm

(6)船底纵骨
外底纵骨
498.43
规范2.6.12.2
实取HP270×55×12 W=556.1cm3
内底纵骨
423.67
规范2.6.12.2
实取HP240×54×14 W=471.6cm3

(7)底边仓斜板厚度

12.00
规范2.6.13.2
实取t=12mm

(8)斜板纵骨

423.67
规范8.5.3.1
实取HP240×54×14 W=471.6cm3

4.舷侧骨架
(1)主肋骨

4.17
规范2.7.2.1

232.16
规范2.7.2.1

2600.25
规范2.7.2.7
实取HP200×44×10 W=269.0cm3 I=4851cm4

5.甲板骨架
(1)计算压头

1.24
规范2.8.1.1

(2)露天强力甲板纵骨

85.78
规范2.8.5.1

1.49
规范2.8.5.1
实取HP270×55×12 W=556.1cm3

(3)舱口甲板纵桁

4179.84
规范2.8.8.1

86940.67
规范2.8.8.1
实取 W=5342cm3 I=334662cm4

(4)顶边舱斜板

7.72
规范8.6.2.1

8.40
规范8.6.2.1
实取t=13mm

(5)顶边舱斜板纵骨

191.09
规范8.6.3.1
实取HP240×54×14 W=471.6cm3

(6)水密隔壁

6.98
规范8.6.6.1

7.20
规范8.6.6.1
实取t=7mm

(7)水密隔壁扶强材

163.79
规范8.6.6.2
实取HP180×40×9 W=199.7cm3

(8)非水密隔壁扶强材

81.90
规范8.6.7.2
实取HP140×33×7 W=97.5cm3

中剖面构件尺寸汇总

构件名称
构件尺寸
外板
船底板
11mm
平板龙骨
1500mm×13mm
舭列板
13mm
舷侧外板
t=13mm（距基线D/2以上）
t=13mm（距基线D/4如下）
t=12mm（距基线D/4以上和D/2如下）
舷顶列板
1500mm×14mm
甲板
强力甲板
15mm
下层甲板
14mm
甲板边板
1500mm×16mm
舱口甲板纵桁

双层底
中桁材
船中0.4L区域内1300mm×12mm
0.75L区域内1300mm×10mm
旁桁材
1000mm×10mm
船底纵骨
HP270×55×12
內底纵骨
HP240×54×14
内底板
10mm
加强筋
10mm
舷侧骨架
主肋骨
HP200×44×10
甲板骨架
露天强力甲板纵骨
HP270×55×12
顶边舱斜板
13mm
顶边舱纵骨
HP240×54×14
底边舱斜板
12mm
底边舱斜板纵骨
HP240×54×14
水密隔壁
7mm
水密隔壁扶强材
HP180×40×9
非水密隔壁扶强材
HP140×33×7

中剖面模数计算
编号
构件名称
构件尺寸（cm）
A（cm2）
距离(cm)
件数
静矩(cm3)
惯性矩 (cm4)
Ix（每件自身惯性矩）(cm4)
i（自身惯性矩之和）(cm4)
1
甲板边板
1.6
150
240
900
1
216,000.00
194,400,000.00

0
2
主甲板
1.5
200
300
900
1
270,000.00
243,000,000.00

0
3
甲板纵桁
⊥1.2*75/1.6*28
134.8
862.5
1
116,265.00
100,278,562.50

86073.17
4
甲板纵骨
HP27*5.5*1.2
175.28
891
4
156,174.48
139,151,461.68
274
1096
5
下层甲板
1.4
350
490
600
1
294,000.00
176,400,000.00

0
6
下层甲板纵桁
⊥1.2*75/1.6*28
134.8
562.5
1
75,825.00
42,651,562.50

86073.17
7
下层甲板纵骨
HP24*5.4*1.4
174.2
591
4
102,952.20
60,844,750.20
274
1096
8
顶边仓斜板
1.3
373.5
485.55
487.5
1
236,705.63
115,393,992.19

9
顶边仓斜板纵骨
HP24*5.4*1.4
43.55
551
1
23,996.05
13,221,823.55
274
274

顶边仓斜板纵骨
HP24*5.4*1.4
43.55
518.2
1
22,567.61
11,694,535.50
274
274

顶边仓斜板纵骨
HP24*5.4*1.4
43.55
485.5
1
21,143.53
10,265,181.39
274
274

顶边仓斜板纵骨
HP24*5.4*1.4
43.55
452.7
1
19,715.09
8,925,018.98
274
274

顶边仓斜板纵骨
HP24*5.4*1.4
43.55
419.9
1
18,286.65
7,678,562.24
274
274
10
底边仓斜板
1.2
312.4
374.88
230
1
86,222.40
19,831,152.00

11
底边仓斜板纵骨
HP24*5.4*1.4
43.55
290.5
1
12,651.28
3,675,195.39
2542
2542

底边仓斜板纵骨
HP24*5.4*1.4
43.55
245.7
1
10,700.24
2,629,047.74
2542
2542

底边仓斜板纵骨
HP24*5.4*1.4
43.55
200.9
1
8,749.20
1,757,713.28
2542
2542

底边仓斜板纵骨
HP24*5.4*1.4
43.55
156.1
1
6,798.16
1,061,192.00
2542
2542
12
内底板
1
490
490
130
1
63,700.00
8,281,000.00

13
内底板纵骨
HP24*5.4*1.4
217.75
290.5
5
63,256.38
18,375,976.94
2542
12710
14
中底桁
1.2
130
156
65
1
10,140.00
659,100.00

15
旁底桁
1
130
260
65
2
16,900.00
1,098,500.00

16
外底板纵骨
HP27*5.5*1.2
262.92
2.66
6
699.37
1,860.32
3265
19590
17
舭部外板纵骨
HP27*5.5*1.2
43.82
20.5
1
898.31
18,415.36
2542
2542

舭部外板纵骨
HP27*5.5*1.2
43.82
46.4
1
2,033.25
94,342.71
2542
2542

舭部外板纵骨
HP27*5.5*1.2
43.82
90.2
1
3,952.56
356,521.27
2542
2542

舭部外板纵骨
HP27*5.5*1.2
43.82
146
1
6,397.72
934,067.12
2542
2542
18
舷侧纵骨
HP27*5.5*1.2
43.82
210
1
9,202.20
1,932,462.00
2542
2542

舷侧纵骨
HP27*5.5*1.2
43.82
280
1
12,269.60
3,435,488.00
2542
2542
19
舷侧纵骨
HP24*5.4*1.4
43.55
460
1
20,033.00
9,215,180.00
274
274

舷侧纵骨
HP24*5.4*1.4
43.55
530
1
23,081.50
12,233,195.00
274
274
20
舷顶列板
1.4
150
210
825
1
173,250.00
142,931,250.00

21
舷侧外板
1.3
200
260
650
1
169,000.00
109,850,000.00

舷侧外板
1.3
200
260
450
1
117,000.00
52,650,000.00

22
舷侧外板
1.3
120
156
290
1
45,240.00
13,119,600.00

23
舭列板
1.3
200
260
120
1
31,200.00
3,744,000.00

24
舭列板
1.3
200
260
30
1
7,800.00
234,000.00

25
外底板
1.1
200
220
0
2
0.00
0.00

26
平板龙骨
1.3
75
97.5
0
1
0.00
0.00

求和

6361.65

1,532,024,709.83

233976.34

A

B
C

总和

6361.65

2,474,806.36
1,532,258,686.17

总强度校核
参照轴至中和轴距离e
389.02
对中和轴惯性矩I
.07
船底距中和轴距离d1
389.02
船底处Wb
2927927.60
主甲板距中和轴距离d2
510.98
主甲板处Wd
2229089.58
主甲板纵桁距中和轴距离d3
473.48
主甲板纵桁处Wg
2405635.12

船舯最小剖面模数W0
2076425.385
船舯剖面对水平中和轴惯性矩I0

本船中横剖面模数满足规范规定

第二货舱中剖面构造图

参照文献
〖1〗 《钢质海船入级与建造规范》（）中华人民共和国船级社
〖2〗 《船舶设计手册》（构造分册）国防工业出版社
〖3〗 《船体强度与构造设计》（王杰德等主编）国防工业出版社 1995年出版
〖4〗 《船舶计算构造力学》（聂武等主编）哈工大学出版社 出版