船体结构与制图课件

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1、2023-2-25船体结构节点绘制与识读板材与常用型材的表达方法 板、型材连接的画法 船体结构图样的表达方法 绘制和识读节点视图 计算机绘制结构节点图2023-2-25船体结构受力和强度船体骨架结构形式典型船体结构重点掌握：典型船体结构名称（中英文）结构型式和结构受力特点2023-2-251、船体的受力行驶于水中的船舶可能受到哪些力呢？2023-2-25l重力：船舶本身重量（如船壳、机器、设备重量）和船舶载重量（如燃油、货物、人员重量）之和l水压力l其它作用力：l波浪冲击力l冰块撞击力l机器和螺旋桨运转的振动力等浮力水压力2023-2-25l船体的总纵弯曲是指：作用在船体上的重力、浮力、波浪水

2、动力和惯性力等引起的船体绕水平横轴的弯曲。l船体的总纵弯曲是由静水总纵弯曲和波浪总纵弯曲两部分叠加而成。2023-2-25BGGBPAPDl船舶在静水中的总纵弯曲总体平衡局部不平衡中拱hogging中垂sagging2023-2-252023-2-252023-2-252023-2-25中拱hogging中垂saggingl在波浪状况下，船体内产生的总纵弯矩会比静水中大；l当波长与船长相等或接近时，船体的弯曲最严重；l中性面：在甲板与船底之间，沿水平方向有一层在船体总纵弯曲时既不拉伸，也不被压缩。船舶在中垂和中拱时甲板和船底的受力和变形特点？2023-2-25l船体横剖面：中和轴船横梁剖面弯曲

3、正应力l船长方向：最大弯矩MIMZWM2023-2-25l什么叫船体强度？船体承受外力而不被外力破坏的能力l主要包括三方面的强度要求：船体的总纵强度：船体结构抵抗纵向弯曲使整体结构不遭受破坏或产生不允许变形的能力称为总纵强度；总纵弯曲可使整条船舶发生断裂或永久性纵向变形，一条船必须有足够的纵向构件来抵抗总纵弯曲；船体结构中主要有甲板、外壳板、连续的纵向舱壁和连续的纵向骨材。横向强度：横向构件抵抗横向载荷的能力。局部强度：个别构件对局部载荷的抵抗能力。规范计算直接计算2023-2-251、骨架的作用抗弯2023-2-25船体结构必须由板和骨材组成板架，才具有足够的抗弯能力和稳定性！2023-2-

4、251底部板架；2舷侧板架；3甲板板架；4舱壁板架1桁材；2骨材；3板2023-2-25v 横骨架式如果船体结构的某一部分（如船底、舷侧、甲板等）横向构件布置的密，间距小，而纵向构件布置的稀，间距大，该布置方式称为横骨架式。（Transversal system of framing）v 纵骨架式如果船体结构的某一部分纵向构件布置的密，间距小，而横向构件布置的稀，间距大，该布置方式称为纵骨架式。（Longitudinal system of framing）对于整个船体而言，有些部分采用横骨架式，有些部分采用纵骨架式，这种结构形式称为纵横混合骨架式。何谓何谓纵向构件？纵向构件？何谓何谓横向构件

5、？横向构件？2023-2-25o纵骨架式：纵向布置骨材多，骨材参与船梁抵抗纵向弯曲的有效面积大，提高了船梁的纵向抗弯能力，增加了船体的总纵强度；在同样受力情况下，板的厚度较横骨架式薄，结构重量轻。施工比较麻烦。大型船舶一般采用纵骨架式结构。o横骨架式：总纵强度差、横向强度比较强；同样受力的情况下，需要的外板和甲板的厚度大，结构重量较大；施工较方便，建造成本比较低。一般应用在中小型船舶中。2023-2-25船首船尾2023-2-25船首船尾2023-2-252023-2-252023-2-252023-2-25学习思路：受力特点结构特点：几何尺寸骨架形式结构名称（中英文）不同船体部位：中剖面整船

6、l外板l船底结构l舷侧结构l甲板结构l舱壁结构l首尾端结构l上层建筑结构l其它结构2023-2-251首柱；2球鼻首；3锚链舱；4首尖舱；5横舱壁；6首楼甲板；7首楼；8甲板间舱；9货舱；10双层底；11上甲板；12下甲板；13机舱；14轴隧；15尾尖舱；16舵机舱；17尾楼；18尾楼甲板；19艇甲板；20驾驶甲板；21罗经甲板；22桅屋；23舷侧；24平板龙骨；25舭部；26梁拱船体的基本构成2023-2-25l接缝：端接缝(Butt)和边接缝(Seam)l外板板列名称：船底板（Bottom Plate）平板龙骨（Plate Keel）(K列板)舭列板（Bilge Strake）舷侧外板（S

7、ide Plate）舷顶列板（Sheer Strake）(S列板)1、外板2023-2-25端接缝边接缝2023-2-25K 平板龙骨ABCD 舭列板EFGS 舷顶列板2023-2-25 总纵弯曲：船底和舷侧分别为船梁的下翼板和腹板，承受总纵弯曲；横向载荷：舷外水压力和舱内液体压力；动力载荷：首部波浪冲击力、尾部螺旋桨工作时的水动压力等；意外载荷：碰撞、搁浅等。2023-2-25沿船长方向变化0.4L区域内外板厚度较大，在首尾端0.075L外板较薄。思考：为何如此布置呢？沿肋骨围长方向变化平底龙骨、舷顶列板的板厚相对较厚 思考：为何如此布置呢？局部加强：首端锚孔区域、尾端螺旋桨区域、外板开口等

8、；冰区船体外板的加强。将结构布置与受力特点结合考虑受力决定结构布置2023-2-25n名称：上甲板（Upper Deck）、下甲板（lower deck）第二甲板（Second Deck）、第三甲板(Third Deck)平台甲板（Platform Deck）、甲板边板（deck stringer）舷弧（sheer）、梁拱（camber）n甲板板承受载荷：总纵弯曲：上甲板是船梁的上翼板，承受总纵弯曲应力。横向载荷：甲板货物或甲板上浪水压力等2023-2-25n上甲板板厚在所有甲板板中最厚n在船中0.4L区域内的甲板应厚些，向首尾两端则逐渐减薄。n沿船宽方向，甲板边板是甲板板中自首至尾有效的纵向

9、连续构件，承受总纵弯曲应力，因此甲板边板的厚度厚于其它板列。n甲板开口处以及甲板间断处应该进行局部加强分别找出为什么！2023-2-25l单底（single bottom）横骨架式纵骨架式l双底（double bottom）横骨架式纵骨架式2023-2-25中内龙骨旁内龙骨肋板中内龙骨：center keelson旁内龙骨：side keelson肋板：floor舭肘板：bilge bracket流水孔：drain hole舭肘板流水孔注意：中内龙骨、旁内龙骨与肋板，谁断，谁连续？2023-2-25中内龙骨与横舱壁的连接1-肋板；2-中内龙骨；3-横舱壁；4-扶强材；5-船底板；6-肘板；7-

10、水平肘扳；8-中内龙骨面板2023-2-25n龙骨及外板承受总纵弯曲应力n众多的横向肋板承受横向载荷，具有很强的横向强度n力的传递：外 板肋板中内龙骨、旁内龙骨、纵舱壁、舷侧骨架横舱壁n一般适用于中小型船舶，大型船舶的首尾部分或机舱部分2023-2-25纵骨架式单层底结构1-船底板；2-中内龙骨；3-旁内龙骨；4-肋板；5-船底纵骨；6-肘板；7-加强筋2023-2-25船底纵骨：bottom longitudinal问题：中内龙骨、旁内龙骨与肋板，谁断，谁连续？与横骨架式单底的区别？2023-2-25 纵骨是纵向连续构件，参与船体总纵弯曲。所有龙骨连续贯通，肋板间断。n力的传递：外 板船底纵

11、骨肋板中内龙骨、旁内龙骨、纵舱壁、舷侧骨架横舱壁n目前，单底船舶越来越少，逐步被双底结构代替。2023-2-25内底板中底桁：bottom center girder旁底桁：bottom side girder内底板：inner bottom plate主肋板：solid floor 水密肋板：watertight floor框架肋板：bracket floor人孔：manhole减轻孔：lightening hole中底桁旁底桁主肋板框架肋板水密肋板对应单底是什么构件？2023-2-25主肋板水密肋板框架（组合）肋板2023-2-25内底板(a)下倾式；(b)上倾式；(c)水平式；(d)折曲

12、式轻型肋板内底边板类型2023-2-25 船底板、内底板、中底桁材纵向连续，承受总纵弯曲。肋板承受横向载荷n力的传递：外 板肋板旁底桁、中底桁、纵舱壁、舷侧骨架横舱壁2023-2-25中底桁旁底桁内底板船底纵骨内底纵骨主肋板水密肋板2023-2-25箱形中底桁的结构形式1-肋板；2-中底桁；3-纵骨；4-水密底纵桁；5-内底横骨；6-肘板箱形中底桁1-船底横骨;2-水密底纵桁;3-纵骨;4-内底板;5-内底横骨;6-主肋板;7-肘板;8-船底中心线2023-2-25 纵向强度 布置管系侧板2023-2-25纵骨与肋板的连接形式肋板结构(a)主肋板；(b)肋板间结构1-减轻孔；2-主肋板；3-加

13、强筋；4-内底纵骨；5-人孔；6-船底纵骨；7-内底边板；8-肘板；9-内底板；10-旁底桁，11-中底桁肋板纵骨2023-2-25双层底舭肘板的结构形式1-主肋骨；2-舭肘板；3-趾端；4-加强筋；5-肋板；6-强肋骨；7-舭肘板面板舭肘板2023-2-25 纵骨和船底桁材、内外底板一起承受总纵弯曲。n力的传递：内底板、外板船底纵骨肋板（横舱壁）底桁材、舷侧骨架横舱壁纵骨架式双层底与横骨架式双层底的区别 l纵骨架式双层底结构中，在内底板下和船底板上布置大量的纵骨，这些纵骨与船底纵桁、内外底板等一起承担总纵强度及局部强度，可以减小船底板厚度l纵骨架式双层底结构中，每隔34个肋位布置一道主肋板，

14、而在主肋板之间不设置框架肋板。2023-2-25设置纵骨的底边舱结构1-纵骨；2-强框架腹板；3-围绕扁钢；4-小肘板；5-水密旁底桁；6-横框架；7-斜顶板；8-加强筋；9-肋板2023-2-25无纵骨的底边舱结构(a)主肋板结构；(b)肋板间结构1-内底板；2-肋板；3-纵骨；4-箱形中底桁；5-间断旁底桁；6-连续旁底桁；7-旁底桁；8-斜顶板；9-加强筋；10-肘板纵骨架式全底桁船底结构2023-2-25油船纵骨架式双层底结构1-开孔横隔板；2-舷侧纵骨；3-舷侧外板；4-舭肘板；5-斜板纵骨；6-人孔；7-实肋板；8-旁底桁；9-内底板；10-水平加强筋；11-中底桁；12-内底板；

15、13-船底纵骨；14-船底外板2023-2-25集装箱船底部结构1-中底桁；2-内底板；3-内底纵骨；4-舭龙骨；5-加强筋；6-旁底桁；7-船底纵骨2023-2-25n下图船舶底部结构为何种形式？并说出结构名称。n中内龙骨与中底桁材有何区别？n单底横骨架式和纵骨架式均有肋板和内龙骨，它们的作用有什么区别？n纵骨架式双层底与横骨架式双层底结构上有哪些不同？n单底结构与双层底结构的优缺点？2023-2-2512342023-2-25l单层、双层、多层l横骨架式、纵骨架式l舷侧结构的受力：l舷外水压力l舱内货物的横向压力或液体压力l总纵弯曲时的作用力l波浪冲击、碰撞、冰块撞击或挤压力等2023-2

16、-25l主要优点：l制造方便l横向强度好l根据肋骨布置方式不同，有三种形式：单一肋骨形式强肋骨、舷侧纵桁和主肋骨组成双层壳舷侧结构形式2023-2-252023-2-25主肋骨：main frame甲板间肋骨：tween-deck frame强肋骨：web frame中间肋骨：intermediate frame舷侧纵桁：side stringer2023-2-252023-2-25l肋骨支撑舷侧外板，保证舷侧横向强度。l舷侧纵桁支撑主肋骨。l强肋骨用于减小舷侧纵桁的跨距从而减小舷侧纵桁的腹板高度。因此，舷侧纵桁遇强肋骨时，舷侧纵桁间断，强肋骨连续。l力的传递：外板主肋骨舷侧纵桁强肋骨、舱壁甲

17、板骨架、底部骨架2023-2-25舷侧纵骨 ：side longitudinal强肋骨：web frame舷侧纵桁：side stringer2023-2-252023-2-25l舷侧纵骨是纵骨架式舷侧结构的纵向连续构件，舷侧纵骨支撑外板承受舷侧水压，参与总纵弯曲。l强肋骨支撑舷侧纵骨。l舷侧纵桁的作用是增加舷部的刚度，并将一部分载荷传给横舱壁。l力的传递：外板纵骨强肋骨甲板骨架、舷侧纵桁、底部骨架2023-2-252023-2-25散货船舷侧结构1-顶部边水舱；2-主肋骨；3-底部边水舱散货船双层舷侧结构l-舷侧外板；2-内壳纵壁；3-舷侧纵桁；4-强肋骨(开孔横隔板)；5-顶边舱；6-底边

18、舱；7-平台；8-加强筋2023-2-251-主肋骨；2-平台甲板；3-肋骨；4-舷侧纵骨；5-甲板；6-外板；7-舷侧纵舱壁；8-舷边舱2023-2-25 纵、横骨架式舷侧结构都可能有强肋骨和舷侧纵桁，它们的作用有何不同？双舷侧的优势和劣势 纵向强度 大开口纵向强度补偿 抗沉性 舱容损失 结构重量 压载水管理2023-2-25l横骨架式l纵骨架式上甲板主要承受总纵弯曲应力，因此在大中型船舶中普遍采用纵骨架式；而下甲板主要承受横向载荷，一般采用横骨架式结构。2023-2-25纵骨架式横骨架式甲板纵骨强横梁甲板横梁n甲板纵骨：deck longitudinal 甲板纵桁：deck girdern

19、强横梁：web beam 肘板：bracketn横梁：transversal n舱口纵桁：hatch side girdern梁肘板：beam knee舱口围板2023-2-25横向强度好，制造方便；横梁设置在每档肋位上，支持甲板板，并将甲板的横向载荷传给舷侧和甲板纵桁；甲板纵桁作用是支持横梁，同时起着纵向强度和力的传递作用。2023-2-25纵向强度好，但装配施工比较麻烦；主要用于总纵强度要求较高的大中型船舶的上甲板；甲板纵骨参与总纵强度；强横梁不仅保证横向强度，而且作为甲板纵骨的支点；甲板纵桁支撑强横梁，纵向连续，承受总纵弯曲。2023-2-252023-2-25横骨架式甲板纵骨架式甲板图

20、中舱口之间采用横骨架式，两侧采用纵骨架式，为何这样选用？2023-2-25l甲板纵桁在纵、横甲板骨架形式下的作用有何不同？l分别指出下图中的甲板、舷侧、底部结构的结构形式和典型构件名称。2023-2-252023-2-25 船上有许多横向和纵向布置的舱壁（bulkhead），它们将船体内部空间分隔成若干舱室，供居住、工作、载货等。u横舱壁（transverse bulkhead）：保证船体的横向强度和刚性，作为纵向构件的支撑结构u纵舱壁（longitudinal bulkhead）：长纵舱壁提供船体总纵强度，分隔自由液面。2023-2-25n按用途分类：u水密舱壁：在规定的水压力下能保持不透水

21、；u液体舱壁u制荡舱壁u轻舱壁u防火舱壁n按结构形式分：u平面舱壁（plane bulkhead）u槽形舱壁（corrugated bulkhead）2023-2-25纵舱壁n舱壁板（bulkhead plate）n舱壁骨架 u垂直扶强材垂直扶强材（vertical stiffener）u水平扶强材水平扶强材（horizontal stiffener）u水平桁水平桁（horizontal girder）u竖桁竖桁（vertical girder）2023-2-252023-2-25 2023-2-25n三角形n矩形n梯形n弧形 其中以梯形应用较广。下墩上墩槽体2023-2-25n优点：优点：与

22、平面舱壁比较，在保证同样的强度条件下，可以减轻结构重量，节省钢材。同时，由于取消扶强材及其肘板，从而减少了装配和焊接的工作量。在散货船和油船上更便于清舱工作。n缺点缺点：它在垂直于槽形方向的承压能力较差；对于杂货船舱容有影响。2023-2-25首尾部的受力特点：u首尾部与船中相比，所受的总纵弯距较小，局部外力是主要的。如波浪冲上甲板和对船底的砰击作用。在冰区航行的船舶首部还受浮冰的撞击和冰层的挤压。u船尾除受静水压力外，还承受舵和螺旋桨的自身重量和螺旋桨运转时的水动压力、激振力。2023-2-25(a)直立型首 (b)前倾型首 (c)飞剪型首 (d)球鼻型首(a)椭圆型尾 (b)巡洋舰型尾 (

23、c)方型尾 2023-2-252023-2-25方尾2023-2-252023-2-25n首尖舱（fore peak），首柱（stem），防撞舱壁（collision bulkhead）n强胸横梁（panting beam）：上面没有甲板覆盖，起着加强作用的结构。n制荡舱壁（wash bulkhead）：设置在首尖舱中线面上的开孔的舱壁，它的作用是防止首尖舱内的压载水左右摇荡和缓和冲击的作用。n锚链舱（chain locker）2023-2-25球首首柱2023-2-252023-2-25n尾尖舱（aft peak）n舵机舱n尾柱（stern frame）n扇形肋骨（斜肋骨cant frame

24、）n斜横梁（cant beam）n强胸横梁n制荡舱壁（wash bulkhead）2023-2-25n上层建筑（superstructure）u船楼:两侧伸出的两舷或距离舷边的距离小于船宽的4%u甲板室（deck house）n船楼u首楼（forecastle）u桥楼（bridge）u尾楼（poop）1、基本概念：2023-2-25n总纵弯曲：主要由中部较长的上层建筑提供，因其侧壁作为舷侧板的延续，将随主体一起弯曲，承受很大的总纵弯曲应力。n风、波浪冲击n重力n船舶主体沿船长方向是连续的，而上层建筑是间断的，船体在上层建筑端部附近结构发生突变，当船舶总纵弯曲时，在船中的上层建筑端部会产生严重的应力集中现象。2023-2-25为了满足不同的强度要求，上层建筑与主船体一样须使用不同的结构形式。主要是甲板和围壁的板和扶强材。2023-2-252023-2-25n支柱（pillar）n基座结构 n舷墙（bulwark）n护舷材（fenderbeam）结构 n舭龙骨（bilge keelson）2023-2-252023-2-252023-2-252023-2-25附录1：英译中第二篇102谢谢！谢谢！103