船舶结构与强度课设计算书范本供参考2.docx

目 录
1设计计算标准
1.1设计标准…………………………………………………………………3
1.2结构型式…………………………………………………………………3
1.3主尺度及尺度比…………………………………………………………3
2外板及内底板
2.1船底板……………………………………………………………………3
2.2平板龙骨…………………………………………………………………4
2.3舭列板……………………………………………………………………4
2.4舷侧外板…………………………………………………………………4
2.5舷侧顶列板………………………………………………………………4
2.6局部加强…………………………………………………………………4
2.7内底板……………………………………………………………………5
3甲板板
3.1舯部强力甲板半剖面面积………………………………………………5
3.2强力甲板板………………………………………………………………5
3.3甲板边板…………………………………………………………………5
3.4甲板开口…………………………………………………………………5
3.5上层建筑甲板……………………………………………………………5
4船底骨架
4.1实肋板……………………………………………………………………5
4.2中内龙骨…………………………………………………………………7
4.3旁内龙骨…………………………………………………………………7
4.4主机基座…………………………………………………………………7
4.5内底骨材…………………………………………………………………8
5船侧骨架
5.1普通肋骨…………………………………………………………………8
5.2强肋骨……………………………………………………………………8
5.3舷侧纵桁…………………………………………………………………9
5.4肘板………………………………………………………………………9
6甲板骨架及支柱
6.1甲板横梁…………………………………………………………………9
6.2甲板强横梁…………………………………………………………… 10
6.3梁拱…………………………………………………………………… 10
6.4甲板纵桁……………………………………………………………… 10
6.5舱口端横梁…………………………………………………………… 11
6.6支柱…………………………………………………………………… 11
7舱壁及扶强材
7.1横舱壁板…………………………………………………………………11
7.2垂直扶强材…………………………………………………………… 11
7.3桁材…………………………………………………………………… 12
7.4纵舱壁………………………………………………………………… 12
8艏艉结构、艉轴架结构
8.1艏柱…………………………………………………………………… 12
8.2艏尖舱骨架…………………………………………………………… 12
8.3艉轴架………………………………………………………………… 12
9上层建筑与甲板室
9.1围壁板………………………………………………………………… 13
9.2横梁…………………………………………………………………… 13
9.3纵桁…………………………………………………………………… 13
10舷墙、栏杆、护舷材
10.1舷墙、栏杆…………………………………………………………… 14
10.2护舷材………………………………………………………………… 14

附:思考回答题及设计体会

货船结构规范计算书
1.设计计算标准
1.1 设计标准
本拖轮为钢质工程船舶，按照CCS《钢质内河船舶入级与建造规范》(2002)、《钢质内河船舶入级与建造规范》（修改通报）（2004）对B级航区的要求设计并校核强度。
1.2 结构型式
本货船为双底单甲板横骨架式交替肋骨制结构。
1.3 主尺度及尺度比
总 长 Loa=49.98 m , 垂线间长 Lpp =47.78 m
型宽 B＝10.20 m 型深 D=3.38 m
设计吃水 d =2.78 m (A级) , d=2.90 m(B级)
肋骨间距 s=0.5 m 方型系数 Cb=0.920

2.外板及内底板
2.1船底板（2.3.2.1）
按2.3.2.1,2.3.2.2及7.2.1.1要求，船底板厚度t应不小于按下列式计算所得之值：
t1=a(αL+βs+γ) mm
式中： a=1,α=0.05,β=3.9,γ=1.0,L=47.78,s=0.5,
则t=1×(0.05×47.78+3.9×0.5+1.0)=5.24mm
t2=K mm
式中: K=0.85,L=47.78
则t=0.85×=5.88mm
实取t=6mm.
2.2 平板龙骨（2.3.1., 7.2.1,2）
按2.3.1 ,7.2.1.2在全船长度范围内按船底板厚度增加1 mm.宽度b≥0.1B,且不小于750mm, t=4.89+1.0 mm=5.89mm,b≥0.1×10.20 m=1020 mm.
实取t=7 mm, b=1020 mm.
2.3 (2.3.3, 7.2.3)
按2.3.3, 7.2.3，舭列板厚度为船底板厚度增加1mm, t=5.88+0.5=6.38 mm . 实取为t=7mm。
2.4舷侧外板(2.2.4, 7.2.2)
舷侧外板的厚度在全船长范围内与船底板厚度相同,取t=6mm.
2.5 舷侧顶列板(2.3.5)
按2.3.5.1要求，舷顶列板的宽度应不小于0.1D，且不小于250mm.
舷侧顶列板的宽度b=0.1×3.38m=338 mm.
按2.3.5.2要求，舷侧顶列板的厚度应不小于强力甲板边板厚度的0.85倍或舷侧外板厚度增加1mm，即t=0.85×7=5.95 mm,或t=4.89+1=5.89 mm.
实取为舷侧顶列板7×500。
2.6 内舷板(纵舱壁)
内舷板与舷侧外板厚度相同,t=6mm.
2.7局部加强
(1)按2.3.8.1主机机座下的船底板较中部船底板厚度增加1～2mm,5.88+2=7.88mm,
实取t=8 mm.
(2)按2.3.8.1轴架、轴出口处的外板另加复板t=8 mm.
(3)按2.3.9 外板开口处设与外板等厚的复板补强.
2.8 内底板
内底板高度750mm
t=5.5s
装金属矿石时:q=9.67,装非金属矿石时:q=7.37
q取9.67
则t=5.5×0.5×=8.56mm
t=Kt=1.3×6=7.8mm
实取t=9mm.
3.甲板板
3.1强力甲板
(1):舯部强力甲板半剖面面积
按7.2.5.1 A=0.5B(αL+β)=0.5×10.20×(0.30×47.78+3.80)=92.48cm
实际半剖面面积a=a+a+a=172.5cm,式中:a=110×0.8=88cm,
a=15.6cm,(甲板纵桁⊥),a=20cm (护舷材半剖面面积(π×17/4+11.5)×0.8)(护舷材剖面积50%有效).
(2):最小厚度
根据表2.4.1.2,t>4mm.现取t=6mm.
(3):载货部位甲板厚度
根据规范:t=6.3s=6.3×0.5×=3.52mm.现取 t=6mm.
3.2甲板边板
(1):船中部甲板边板
t=1.1=1.1×=7.6mm.实取8mm.
(2):船中部以外货舱区域内的甲板边板
可较中部甲板边板小1mm，现取8mm.
(3):货舱区域外的甲板边板
可以逐渐减至甲板相同厚度，即t=5mm.
3.4甲板开口
按2.4.1.5 本船开口宽度7.0m＜0.8B=8.16 m,
⑴ 2.4.1.6 机舱开口角隅应为圆角,圆角半径r≥7.0×0.1=0.7 m,实取舱口角隅半径r=800 mm.
⑵ 圆角半径大于或等于610mm或采用抛物线，椭圆形的舱口角隅时，可不须补强。抛物线形，椭圆形舱口角隅的尺寸应符合图2.4.1.6(2)的规定
3.5上层建筑甲板
按2.4.3 非强力甲板厚度一般不小于3.0 mm,本船参考型船实取
主甲板=6mm,驾驶甲板=4mm,顶蓬甲板=4mm.
4.船底骨架
按双底纵骨架式计算,分为机舱和船员舱二个主要部分.
4.1实肋板 (2.6.2)
按2.6.2.1不论骨架形式，其间距应不大于2.5m,实取2m。
按2.6.2.2实肋板厚度与所在部位的船底板厚相同，应不小于5mm,实取6mm
按2.6.2.3实肋板的腹板高度与厚度之比大于100时应在实肋板的腹板上设置垂直的加强筋。加强筋厚度与实肋板的厚度相同，宽度为厚度的8倍，间距不大于双层底高度的2倍。实取加强筋厚度为6mm，宽度为48mm，间距为500mm。
4.2水密肋板(2.6.3)
水密舱壁的下方尽可能设置水密肋板，其厚度与实肋板相同，加强筋设置除符合本节2.6.2.3的规定外，其间距应不大于双层底高度，实取500mm。
4.3中桁材(2.6.4)
中桁材应连续贯通，厚度应与所在部位的平板龙骨的厚度相同，不小于相连实肋板的厚度，实取船中部位中桁材厚度为7mm。
4.4旁桁材(2.6.5)
旁桁材是由间断的板构成，厚度规定同中桁材，实取中部为7mm。
纵骨架式的旁桁材应在实肋板间距的中点设置一道加强筋，其厚度与桁材厚度相同，实取7mm，宽度为厚度的8倍，实取56mm。
旁桁材间距:纵骨架式应不大于4.5m,实取4mm。
4.5船底纵骨与内底纵骨
4.5.1船底纵骨
W=0.85×112.65=95.75cm3
取L8×120×120,带办为6×500,计算得w=145.65>95.75.符合要求.
4.5.2内底纵骨
装金属矿石时:w=8.8
装非金属矿石时:w=8.6(LB/l1b1)sdl3
取二者中大者:计算得w=112.65cm3
取纵骨L8×120×120,带板取9×500.w=148.05>112.65,符合要求.
4.5.3开孔
内底板上的人孔应尽量开在双层底舱的对角出，并用水密盖封闭。
实肋板与旁桁材均应开始人孔,开孔位置应沿船长,船宽方向尽量呈直线排列.孔与孔之间的距离应不小于双层底的高度(750mm).
按2.6.2.2 W=Ks(fd+r)l cm
4.5.4主机基座
⑴ 按2.14.1.1及2.14.1.3
主机机座纵桁面板厚度 t=1.55+3.6 (mm)= (mm)
式中:=331KN,(单机额定功率450HP), 实取t=15 mm.
⑵主机机座纵桁腹板厚度t=(0.1h+0.6)=(0.1×0.9+0.6)×14.301=mm. 式中: 腹板高度h=0.9m,实取t=12 mm.
⑶ 横隔板及横肘板厚度t=0.77t=0.77×9.87=mm.
实取t=10 mm.
取主机机座纵桁⊥,横隔板及横肘板⊥。
5.舷侧骨架
5.1普通肋骨
按1.2.1.4; 2.7.1.1;2.7.1.2肋距≤600mm,本船采用交替肋骨制,肋距取500mm, 按2.7.2;7.3.1普通肋骨的剖面模数W应不小于按下式计算所得之值：
W = Ks(d +r)l2 cm3 式中：s=0.50m d=2.90 m r=1.25 m K=4.9 l=2 m
W=4.9×0.50×(2.78+1.25)×22=39.49cm
式中:自航船,设舷侧纵桁,K=4.9, =m,普通肋骨跨长,取舷侧纵桁至船底的距离。实取L6×75×75，带板6×500 ，其W=43.82>39.49 。符合要求
5.2强肋骨
强肋骨模数W应不小于按下式计算所得之值：W = 6s(d+r)l2cm3
式中：s:每四档设一强肋骨,故s=2m.d=2.78m,r=1.25m,l=1.3.
W=81.73cm
强肋骨尺寸取⊥,带板为6×500,计算得w=119.05>81.73,符合要求.
5.3舷侧纵桁(2.7.4，2.13.2.2，7.3.3)
舷侧纵桁的剖面尺寸应与强肋骨相同。实取机舱内舷侧纵桁⊥
5.4撑材
水平撑材的的剖面积a应不小于按下式计算所得之值
a=sl2
s=0.5,l=2.6
a=0.5×2.62=3.38cm2
5.5舷侧纵骨
规范要求的剖面模数W=4.63s(d+r)l2. s=0.5,l=2,d=2.78(A级航区),r=1.25(A级航区).
所以W=4.63×0.5×(2.78+1.25) ×2×2=37.50 cm
实际取L6×75×75,带板取7×500,计算得W=43.82>37.50.符合要求.
5.6肘板
⑴ 舭肘板（图9.6.6.1）
与船内底板:9×200×200.
⑵ 梁肘板（图9.6.6.3）
根据规范要求取5×100×100
6.甲板骨架及支柱
6.1甲板横梁(2.8.1)
每个肋位上设置横梁,隔四档设强横梁.
按2.8.1.1,2.8.1.2,甲板横梁的剖面模数W和惯性矩I应分别不小于按下列两式计算所得之值：
W = 5csh2 cm=5×1.45×0.5×0.5×2.6＝12.25cm
I =3Wcm =3×12.25×2.6=95.55cm.
式中：c=1.45 (A级强力甲板)h=0.5 m,=2.6 m,(横梁跨长)
实取机舱内:L50×75×6 ,带板6×500 ,W=27.02>12.25,I=113.5>95.55.符合要求.
机舱外:L50×75×6 , 带板6×500 ,W=27.02>12.25,I=113.5>95.55 ,符合要求.
6.2甲板强横梁(2.8.1, 2.8.5.4)
在强肋骨的部位应设置强横梁.
纵骨架式强横梁：W=8csh=8×1.45×0.5×2×2.6=78.42cm
其中c=1.45(A级行区)，h=0.5m,s=2m,l=2.6m
实取⊥，带板为6×500，模数为130.00>66.81.符合要求
6.3甲板纵桁
纵骨架式甲板纵桁剖面尺寸与纵骨架式强横梁相同
6.4梁拱
按2.8.1.3 h=B/50=1020/50=20.4 mm, 实取h=21 mm.
6.5 机舱内甲板纵桁(舱口纵桁)
按2.8.4:2.8.3.3
W = K(ch= 5.19×(1.45×0.5×+0.25××2.6=44.45cm
式中: K=0.025L+4.0=0.025×47.78+4.0=5.19,按四角设支柱,取K=5.19, c=1.45, h=0.5,h=0.25,b=4,b=2.4,=2.5 m. 取⊥带板6×500, W=244.37>44.45 cm .符合要求.
6.6舱口端横梁
按2.8.6 W = 0.8pcm=0.8×19.89×4.4=70.01cm
I =3Wcm=3×144.79×5.4=2345.6 cm
式中:p=9.8Ch(F0+F6)=9.8×1.45×0.5×(0.6+2.2)=19.89 KN, c=1.45, h=0.5, F0=2.4×0.25=0.6m, F6=4.4×0.5=2.2,=4.4 m(31) 取⊥带板6×500, W=252.38>70.01.符合要求.
6.7支柱
按2.11.2.1 P=9.8cabh=9.8×1.2×4×1.9×0.5=44.69 KN,
(机舱右舷舱口纵桁中点23肋位支柱,19～27 a=4.0 m,b==1.9 m,支柱长度， 查规范表2.11.3.1 采用无缝钢管○76×6 ,许用负荷P=115.7KN 。)
7 舱壁及扶强材
全船设水密横舱壁六道，艏尾升至升高甲板，横舱壁最大间矩11m＜6D=6×3.38=20.28 m,满足2.12.1.3 的要求。水密舱壁上均不开门。
7.1横舱壁板
全部水密横舱壁板厚度均按2.12.2深舱选取。
7.1.1 艏尖舱防撞舱壁：h=3.6 m，扶强材间距s=0.5 m,按2.12.2
t=Ks mm =4.0×0.5×+0.5 =4.72mm,式中:K按表2.12.2.1深舱k=4.0,C=0.5 。实取该舱壁下列板t=5mm，上列板t=5mm 。
7.1.2干货横舱壁
k=3.2,c=0.5,h=2.6m, t=Ks mm =3.2×0.5×+0=2.58mm
实取舱壁下列板t=4mm,上列板t=4mm
7.2 垂直扶强材
7.2.1 一般扶强材
按2.12.3.2要求，平面舱壁扶强材的剖面模数W应不小于按下式计算所得之值：
W= Kshl cm3
按舱壁类型列表计算如下：

K
s(m)
h(m)
l(m)
W(cm3)
实取
W(cm3)
90#防撞舱壁
4.8
0.5
1.3
2.00
10.4
L50×50×6
19.64
17.86#舱壁
3
0.5
1.3
2.00
7.8
L50×50×6
19.64
3#防撞舱壁
4.8
0.5
1.3
2.00
10.4
L50×50×6
19.64
37.39#舱壁
3
0.5
1.3
2.00
7.8
L50×50×6
19.64

7.2.2支持甲板纵桁的扶强材
其连同带板的剖面积a按2.11.3.3 a= cm
式中:P 按2.1.2.1 P=9.8cabh =9.8×1.2×4×1.9×0.5=44.69 KN
=119.56-4.9×10() N/mm 。实取扶强材L50×50×6 ，带板5×425，其面积a=15+6.125=21.13 cm I=188 cm，
惯性半径r= =2.98 cm ,==67.11＜120
∴ =119.56-4.9×10(67.11)=97.49 N/mm 。
a=10×44.69/97.49=4.57cm,实取a=21.13cm＞4.57 cm.满足要求.
7.3桁材
按2.12.4.3，要求，垂直桁及水平桁的剖面模数W应不小于按下式计算所得之值：W= Kbhl cm3
W=4.8×1×3×2×2=57.6cm3
实取: 桁材 ⊥，W=119.04>57.6,符合要求.
7.4 纵舱壁 （19～88）
7.4.1纵舱壁板
按2.12.2实取底列板t=5mm, 上列板t=5mm.
7.4.2扶强材
按2.12.3.2 2.12.3.3 W= Kshl2 cm = 4.0×0.5×2×1.3= 6.76cm
实取 L50×50×6
8艏艉结构、艉轴架结构
8.1艏柱
按2.13.1.1 采用板型艏柱,应较中部船底板增厚2mm, t=5.88+2=7.88 mm,实取t=8 mm.艏柱内设置纵向加强筋,t=8 mm，与中龙骨有效的连接。横肘板取t=8 mm，间距≤0.8 m .
8.2艏尖舱骨架
按2.13.2.1 每个肋位设实肋板,中内龙骨按型线升高。
8.3艉柱
D<4m:
推进器柱宽度:b=0.55L+11D+80=143.46mm,取144mm
推进器柱厚度:t=0.25L+5D+20=48.85mm,取49mm
8.4艉轴架（2.13.4）
按2.13.4.7 单臂艉轴架在与船壳外板连接处的横剖面对纵向中和轴的剖面模数
W≥1.05d cm =1.05×14× cm= cm
式中:d艉轴架处的螺旋桨轴直径,14 cm 。D，螺旋桨直径，144 cm， 按规范图2.13.4.7量取的轴架跨长0.8 m 。实取单臂艉轴架横剖面如图:

长轴2a=40 cm, 短轴2b=14 cm,其w=0.63ab=0.63×20×7=617.40 cm
9上层建筑与甲板室
按2.16.2.1:2.16.2.2:2.16.2.3 上层建筑围壁板采用平壁板及压筋板两种。
9.1围壁板
9.1.1 机舱棚取t=5 mm 。
9.1.2主甲板室围壁取t=3mm，压筋高度15，压筋轴线间距s=300 mm，顶圆半径R=15 mm，W=0.92 cm,采用半圆压筋板剖面,要求的W=3s cm =3×0.3×2.6=6.08cm 。
9.1.3平围壁扶强材
W=3s cm =3×0.3×2.6=6.08 cm，取L45×28×4 ，带板4×500，其w=7.5 cm,机舱棚围壁扶强材取L63×40×5, 带板5×500, 其w=17.77 cm
9.2 横梁
9.2.1驾驶甲板横梁
h=0.35 m, W=5chs cm=5×1.0×0.35×0.5×2.6=5.92 cm
实取横梁L45×28×4 ，带板4×500，其w=7.61>5.92,符合要求。
9.2.2顶蓬甲板横梁
h=0.2 m, W=5chs cm=5×1.0×0.2×0.5×2.6=3.38 cm
实取横梁L45×28×4 ，带板4×500，其w=7.61>3.38,符合要求。
9.3纵桁
9.3.1 艇甲板纵桁
按2.8.3 ;2.8.1.1 w=Kcbh cm ,I=2.75w cm,式中:K=0.03L+4.8=0.03×33.6+4.8=5.808, W=5.808×1×1.26×0.35×4.5=cm。
I=2.75××4.5=cm
实取31～51⊥ ,带板4×500,其W=79.46 cm,I=981.65 cm。
26～31 ⊥ , 带板4×500, 其W=113.3 cm,I=1305.6 cm。
吊机纵桁取 ⊥ 。
9.3.2驾驶甲板纵桁
W=5.808×1×2.6×0.35×2=cm。I=2.75××2=cm,实取⊥ ，带板3×500,其W=77.78 cm,I=904 cm。
9.3.3顶蓬甲板纵桁
W=5.808×1×2.6×0.2×3=cm。I=2.75××2=cm,实取⊥ ，带板3×500,其W=77.78 cm,I=904 cm。
10舷墙、栏杆、护舷材
10.1舷墙、栏杆
按7.5.2;2.17.1;2.17.2;2.17.3 设内倾式舷墙, 取舷墙高0.7 m,板厚t=5 mm,
舷墙上缘设面板L100×63×6,舷墙设L的肘板加强。 栏杆取竖杆 F 42.25×3.25,横杆为 F 33.55x3.25钢管，栏杆高为0.9 m,竖杆间距为2.0m，横杆间距为0.2m。
10.2 护舷材
按7.5.3;2.17.4 在全船长度范围内沿甲板边线设置护舷材一道,在32～55另设一道局部护舷材,剖面采用矩形加半圆形,板厚t=8 mm ,内设纵向加强筋及横肘板。

附:思考回答题
⒈ 拖轮与普通船相比,在结构上有哪些特点?为什么?
⒉ 平板龙骨为什么设计得比船底板厚?而且还有宽度要求?
⒊ 中国船级社内河船规范对骨材带板宽度的取法是如何规定的?
4．内河船规范规定了L/D（船长/型深），B/D（船宽/型深）的主尺度比值范围，
试说明作这种规定的理由。
⒌ 内河船规范适用于哪些骨架型式的船？为什么规范特别指出，各种骨架型式
中，纵向构件均应有良好的结构连续性？
⒍ 支柱起什么作用？为什么规定支柱上下端应设置在强骨材的交点上，且应加设垫板和肘板并与强骨材牢固焊接？
7．本拖轮船员舱的内底板计算水柱高度应如何取？
8．甲板纵桁与普通梁之间为什么加设防倾肘板？防倾肘板对甲板纵桁本身有什么作用？
9．内河船规范规定什么情况的船舶必须设双层底？什么情况的船舶必须对船体中部最小剖面模数进行校核？为什么？
10．规范对机舱骨架有哪些特别要求？