邮轮门窗开孔区域结构板厚朝向设计分析.pdf

第 卷 第 期 年 月 船 海 工 程 .:./.邮轮门窗开孔区域结构板厚朝向设计分析崔桂媛冯昌宁刘大明郑瑾赵小林李晨驹(上海外高桥造船有限公司上海)摘 要:针对门窗所处位置及安装要求的不同总结大型邮轮门窗开孔区域结构板厚朝向的设计方案提出优化建议结合某型邮轮的门窗布置阐述大型邮轮门窗开孔区域结构板厚朝向设置一般原则归纳门窗开孔区域结构的板厚朝向的设计方案分析开孔区域结构板厚差对不同类型门窗安装的影响提出板厚朝向设计的优化方案关键词:大型邮轮门窗开孔板厚朝向设计优化中图分类号:文献标志码:文章编号:()收稿日期:修回日期:基金项目:国家科技部(国科发区 号项目编号:)第一作者:崔桂媛()女学士高级工程师研究方向:大型邮轮等高技术船舶设计建造管理 大型邮轮的设计是非常复杂的系统工程不仅要满足安全要求还要保证舒适性、美观性 以门窗为例为满足邮轮的功能性、舒适性等需求其应用数量就非常庞大这使得需要在邮轮板架结构上设置大量安装开孔 为了满足邮轮结构的强度要求、保证安全性这些门窗开孔区域特别是角隅处往往需要设置厚板予以加强而门窗的安装对于相应区域的板厚朝向和板厚差均有比较严格的要求 如果门窗开孔区域的结构板厚朝向设置不合理将可能增加安装施工的难度和敷料的使用也可能安装后外观参差不齐而影响邮轮外观的美观甚至导致门窗无法安装为造成大量的建造返工在船舶的设计中结构板厚朝向的设置一般以理论线为基准、板厚朝向非构件面 非构件面即构件安装面的反面而理论线则是确定船体构件安装位置的基准线 船体构件理论线的确定遵守一些基本原则对于船体板来说一般遵守如下原则:甲板以靠近基线一边为理论线横舱壁以靠近船舯一边为理论线纵舱壁以靠近船体中心线一边为理论线外板则以板的内缘为理论线等大型邮轮门窗开孔区域结构板厚朝向的设置总体上遵循上述原则 但考虑到门窗开孔区域结构板厚差以及不同类型门窗安装要求的差异则位于不同区域的门窗开孔处结构板厚朝向设置方案不一样为此就具体情况展开分析 设计方案结合某型邮轮的门窗布置情况以及相应的船体结构强度要求大型邮轮的门窗分布大致可以分为三类:位于船体外部、设计水线以上集中布置了阳台区域和公共区域所需门窗位于船体内部根据不同房间和处所的功能需求分散布置位于 区域这类门窗从属于上述两类但因 区域对结构强度的特殊要求使得位于该区域的门窗开孔加强需要特殊考虑)船体外部门窗船体外部门窗集中布置在 甲板以上的船体外板上其开孔区域的板厚朝向分两种方案设置阳台区域对应范围主要集中在 甲板以上以及 甲板间的尾部、甲板间的中部如图 阴影区域所示 该区域门窗开孔对应的结构以理论线为基准板厚朝船体外侧、板厚差朝船体内侧见图 公共区域范围为 甲板间除部分阳台区域对应范围之外的区 该区域门窗开孔对应的结构以理论线为基准板厚朝船体外侧、板厚差朝船体外侧见图)船体内部门窗船体内部门窗主要包括布置在横舱壁和纵舱壁上的门窗其开孔区域结构的板厚朝向设置方案遵循上述一般原则即以理论线为基准板厚朝向非构件面、板厚差也朝向非构件面这样在满 年第 期崔桂媛等:邮轮门窗开孔区域结构板厚朝向设计分析船海工程第 卷图 阳台区域范围图 阳台区域门窗开孔结构板厚朝向及局部放大示意图 公共区域门窗开孔结构板厚朝向及局部放大示意足门窗安装需求的前提下可为结构构件的装配和焊接提供便利有利于保证建造效率和质量)区域范围的门窗 区域为邮轮结构的高应力区域位于该区域的结构往往处于高应力状态对结构强度要求比较高对位于该区域的结构加强及连接方式也就提出了更严格的要求比如位于该区域加厚板的对接均需要中心线对齐 因此位于该区域的门窗开孔的加厚板即需要中心线对齐结构板厚以理论线为基准朝向非构件面、板厚差分别位于理论线的两侧见图 需要说明的是如果上述)和)中所对应 年第 期崔桂媛等:邮轮门窗开孔区域结构板厚朝向设计分析船海工程第 卷图 区域门窗开孔结构板厚朝向及局部放大示意门窗开孔也位于 区域内结构板厚和板厚差的朝向也应此执行 优化方案.板厚差影响分析不同类型的门窗安装方式不同、对相应开孔区域板厚朝向的要求也不一样 比如对于嵌入式安装的旋转门、卷帘门、冷库门、滑移防火门等而言板厚差的朝向不会影响其安装对于内贴式焊接安装的柚木门来说板厚差朝外因为安装面是平的存在板厚差也不影响门的安装对于外贴式焊接安装的阳台玻璃滑移门、金属门、风雨密门根据理论线要求板厚差朝外板厚差的存在就可能影响安装需局部调整加厚板与周边板的板厚差朝向如在理论线不变的情况下通过偏移一个板厚差值的方法局部调整外表面至平齐以满足安装要求 全船门窗开孔区域结构板厚差对其安装影响的相关情况分析详见表.优化方案在邮轮门窗开孔区域结构板厚朝向的设计过程中需要综合考虑多种因素的影响 满足船体结构强度要求、保证邮轮的安全性是需要考虑的第一要素在此基础上结合门窗安装要求充分考虑门窗安装施工的难易程度、安装后对邮轮外观美观性的影响、减少敷料使用等因素 因此根据所处位置主要影响因素的不同对大型邮轮门窗开孔区域的结构板厚朝向的设计进行优化具体优化方案如下)对于位于 区域内的门窗开孔处结构板厚中心线对齐板厚差位于中心线的两侧 该区域处于高应力作用、容易产生结构破坏因此结构的安全性是主要考虑因素位于该区域的结构板对接均需要中心线对齐以保证应力的有效传递)对于位于船体外部区域的门窗开孔处结构板厚外缘对齐板厚差朝向船体内侧 该区域集中布置了大量的移门和舷窗特别是 甲板以上容易因板厚差的存在导致门窗安装后外观参差不齐从而影响邮轮的整体美观性 因此美观性成为重点关注因素开孔区域结构板厚外缘对齐从而保证门窗安装后外侧平齐 以窗户为例该区域板厚处理及效果对比见图 图 窗户区域结构板厚处理及效果对比示意)对于位于船体内部区域的门窗开孔处结构以理论线为基准板、厚朝向非构件面板厚差朝向根据门窗安装要求局部调整 该区域门窗布置一般较为分散多单独分布对结构强度和外观美观性要求不突出或影响较低 因此门窗安装施工便利性、减少敷料使用等因素变得更为重要以理论线为基准、局部调整板厚差朝向可以有效减少填充敷料的使用 以移门为例该区域板厚处理及效果对比见图 年第 期崔桂媛等:邮轮门窗开孔区域结构板厚朝向设计分析船海工程第 卷表 窗开孔区域结构板厚差对其安装的影响情况门窗类型安装方式开孔区域结构板厚差情况说明安装影响门铰链防火门嵌入式焊接板厚差不影响安装否金属门 嵌入式焊接/外贴附式焊接 板厚差仅对 型和 型外贴附式焊接安装的门有影响但经核查此类型门结构开孔处无板厚差否滑移防火门嵌入式焊接板厚差不影响安装否柚木门内贴附式焊接 部分板厚差()朝外对内贴附式焊接安装的门无影响其它门结构开孔处无板厚差否二甲板风雨密门外贴附式焊接 板厚差对外贴附式焊接安装的门有影响但经核查此类型门结构开孔处无板厚差否阳台玻璃滑移门 夹片式非焊接/外贴附式焊接 部分板厚差(或 )朝外不影响安装其他区域无板厚差或板厚差朝内不影响安装否公共区域玻璃门外贴附式非焊接 板厚差朝外对外贴附式非焊接安装的门有影响但经核查此类型门结构开孔处板厚差均朝内不影响安装否旋转门板厚差不影响安装否卷帘门板厚差不影响安装否冷库门嵌入式焊接板厚差不影响安装否水密门 甲板 扇(附壁)甲板 扇(带底座)甲板 扇(带底座)扇存在安装面板厚差问题其中 扇板厚差小于 扇间隙小于 、且仅涉及角焊缝根据相关安装工艺要求 以下可直接焊缝填充 以下可贴衬垫焊接因此不影响安装其余 扇需要局部换板以满足安装需求部分影响安装窗矩形窗嵌入式焊接板厚差不影响安装否舷窗嵌入式焊接板厚差不影响安装否阳台玻璃窗夹片式非焊接无板厚差或板厚差朝内不影响安装否公共区域窗嵌入式焊接板厚差不影响安装否图 移门区域结构板厚处理及效果对比示意 结论大型邮轮的设计建造中门窗开孔区域结构板厚朝向的设置对不同类型门窗的安装存在不同的影响 结合某型邮轮的门窗布置针对门窗所处位置及安装要求的不同总结大型邮轮门窗开孔区域结构板厚朝向的一般设置原则以及设计方案并提出板厚朝向设计的优化方案厘清大型邮轮门窗开孔区域结构板厚朝向的设置问题可避免因板厚差的存在而带来的门窗安装施工问题提高建造质量和效率为大型邮轮的实船设计和建造提供技术支持和借鉴参考文献 罗小林甘水来.大型豪华邮轮结构设计的难点及对策分析.船舶工程():.李美兰黄斐陈明铭.豪华邮轮建造特点初步分析.造船技术():.叶笛.大型邮轮居住类舱室配置设计.船舶工程():.国家标准局./金属船体构件理论线.国防科学技术委员会./中国造船质量标准.(下转第 页)年第 期黄峻渊等:船用铸钢件无损检测技术船海工程第 卷测时还要注意覆盖重叠参考文献 向延平吴妙武.船用铸钢件气孔的分析.广船科技():.甘水来吴幼奇.大型船舶挂舵臂设计研究.船舶工程():.谢敬佩.我国铸钢技术发展现状及趋势.铸造():.任新民赵福志.某海损大型散货船舵系的修复工艺.广东造船():.高一祺.铸钢节点铸造缺陷的随机特征和评定方法研究.南京:东南大学.于学峰.双晶直探头对船用铸钢件的超声波检测.无损检测():.宫维佳.铸造缺陷对含铸钢节点钢结构的力学性能影响.南京:东南大学.(.):().:(上接第 页)(.):.: