主船體結(jié)構(gòu)初算船DNV

1、1符號(hào)說(shuō)明-常規(guī)參數(shù) L，設(shè)計(jì)船長(zhǎng)，單位m，粗算時(shí)可以取總長(zhǎng)。 L1，取L，但不必大于300m。 B，船寬，單位m。 Ds或D，型深，單位m。 T，設(shè)計(jì)吃水，單位m。 TM，最小設(shè)計(jì)吃水，單位m。通常，對(duì)干貨船取0.35T，對(duì)液貨船取2+0.02L。 y，計(jì)算位置距中性面的垂直距離，單位m。 z，計(jì)算位置到基線(xiàn)的垂直距離，單位m。2符號(hào)說(shuō)明-常規(guī)參數(shù)l，跨距，或者叫做支撐長(zhǎng)度，單位m。 S，強(qiáng)梁之間的間距，單位m。 p, 設(shè)計(jì)壓力kN/m2，具體計(jì)算在后面的計(jì)算中會(huì)再次提到。 ，艙內(nèi)液體的密度，如果是海水，取值，1.025t/m3 。 方型系數(shù)CB，可以從做穩(wěn)性的同事處得到。 s，型材間距，未

2、注明情況下單位取m,通常我們?nèi)⌒筒拈g距在0.55m到0.75m之間。3符號(hào)說(shuō)明-應(yīng)力參數(shù) ZB，中剖面模數(shù)，單位cm3。 ，系數(shù)。遠(yuǎn)洋船取1，港口或遮避海域取0.5。 Ms，靜水彎距，單位kNm。 Mw，波浪彎距，單位kNm。 Mw=-0.11* *Cw*L2*B*(CB+0.7)，中垂； Mw=0.19* *Cw*L2*B*(CB+0.7)，中拱。 f2b(f2d)，應(yīng)力系數(shù),f2b(f2d)=5.7*(Ms+Mw)/ZB。4符號(hào)說(shuō)明-穩(wěn)性參數(shù) GM，初穩(wěn)性高，metacentric height, in m。 kr，橫搖回轉(zhuǎn)半徑，單位m。 以下是近似計(jì)算值5符號(hào)說(shuō)明-穩(wěn)性參數(shù) TR，橫搖周

3、期，單位s。由下式和30s中取小值。 k，系數(shù)。有舭龍骨取1.2；無(wú)舭龍骨取1；有有效的減搖裝置取0.8。 c，系數(shù)。c=(1.25-0.025*TR)*k。 橫搖角，單位弧度。=50*c/(B+75)6符號(hào)說(shuō)明 波浪系數(shù)Cw，按下表選?。?設(shè)計(jì)最高航速或最大拖航速度V，單位knots. 重力加速度g0，取9.81m/s2.7符號(hào)說(shuō)明-加速度系數(shù) 加速度參數(shù)a0，由下面的公式計(jì)算得到：8符號(hào)說(shuō)明-垂向加速度 合成垂向加速度av，從下面的式中計(jì)算： 式中的系數(shù)kv見(jiàn)下頁(yè)的圖。9符號(hào)說(shuō)明-系數(shù)kv 式中的系數(shù)kv的系數(shù)選擇：10符號(hào)說(shuō)明-螺旋升角 螺旋上升周期按下式計(jì)算。11符號(hào)說(shuō)明-壓力相關(guān)系數(shù)

4、 f，從所在的橫向位置的水線(xiàn)到舷頂列板的最高點(diǎn)的距離，單位m 。 kf,計(jì)算吃水，單位m，kf=min(T,f)。 ks，系數(shù)， 計(jì)算如下：12符號(hào)說(shuō)明-壓力相關(guān)系數(shù) 壓力參數(shù)pl，單位kN/m2，從下式計(jì)算。 壓力參數(shù)ppd，單位kN/m2，從下式計(jì)算。13符號(hào)說(shuō)明-壓力相關(guān)系數(shù) pdyn，計(jì)算壓力損失，由做P&ID的人提供，如果沒(méi)有，壓載艙取0.25kN/m2，其余艙取0。 hs，從計(jì)算位置到艙頂?shù)拇怪本嚯x，單位m。 HC，干貨的垂直裝載高度，單位m 。 H，艙室垂直高度，單位m 。 p0，壓力，單位kN/m2。通常取25，干貨船的壓載艙取15，壓力閥的開(kāi)啟壓力，如果它超過(guò)常規(guī)值。

5、14符號(hào)說(shuō)明-材料系數(shù) 材料系數(shù)f1,請(qǐng)看下面的說(shuō)明： NV-NS: f1=1.00 NV-27: f1=1.08 NV-32: f1=1.28 NV-36: f1=1.39 NV-40: f1=1.4715符號(hào)說(shuō)明-腐蝕余量16符號(hào)說(shuō)明-修正系數(shù) 長(zhǎng)寬比修正系數(shù)ka,通常取1。由下面的公式計(jì)算得到： ka=round(max(min(1.1-0.25*s/l)2,1),0.72),2)。 wk，壓載艙腐蝕修正系數(shù)。有面板的型材wk=1+0.1tk；球扁鋼wk=1+0.06tk；17符號(hào)說(shuō)明-艙室參數(shù) bt，艙頂?shù)膶挾?，單位m。 b，計(jì)算位置到艙頂上橫向的最大跨度，單位m。 bb，艙的兩艙壁間

6、的距離或到其間的防撞艙壁的距離，單位m。 h0，從吃水所在的水線(xiàn)位置到計(jì)算甲板的垂直距離，單位m。18符號(hào)說(shuō)明-剖面幾何參數(shù) Zn，基線(xiàn)或甲板距中性軸的距離，取相關(guān)的參數(shù)，單位m。 Za，基線(xiàn)或甲板距計(jì)算位置在中性軸以上或以下的距離，分別計(jì)算，單位m。19強(qiáng)力甲板板厚的確定主甲板邊板寬度：b=max(1800,5*L+800)mm。如果長(zhǎng)上建的一端在0.5L內(nèi)，甲板邊板的板厚至少要增加20%，長(zhǎng)度每邊3m。板厚由下面兩式計(jì)算：p=p1-p13，見(jiàn)下面的表格。20甲板壓力表格21強(qiáng)力甲板參數(shù) ，許用應(yīng)力。船舯0.4L內(nèi)見(jiàn)下表： t0,沒(méi)有防風(fēng)雨措失的貨船取5.5；露天的生活區(qū)甲板或有木甲板的貨物

7、甲板取5。 k,單層甲板取0.02；在0.07D以上有2層甲板的取0.01；露天甲板船首0.02L取0.01；在0.07D以上有2層甲板以上的取0。 ka, s,tk見(jiàn)前面的定義。22強(qiáng)力甲板下面甲板板厚計(jì)算 最小板厚由下面的兩式計(jì)算： 式中： =160f1; t0與前面的定義一樣； k,首樓甲板距首0.2L以?xún)?nèi)取0.01；0.7D以上有2層甲板的中間甲板，或上建或甲板室把船舯0.4L覆蓋50%以上的第一層在此范圍的甲板，取0.01；其余取0。23強(qiáng)力甲板縱骨計(jì)算 縱骨的剖面模數(shù)由下式計(jì)算： p=p1-p13; ,在船中0.4L見(jiàn)下表，其它的強(qiáng)力甲板取160f1。24強(qiáng)力甲板橫梁計(jì)算 橫梁的剖

8、面模數(shù)要滿(mǎn)足下面的要求： 橫梁的剖面模數(shù)要滿(mǎn)足下面的要求： 式中p=p1-p13；其余的參數(shù)見(jiàn)上一頁(yè)的定義。25強(qiáng)梁尺寸的選取 對(duì)于強(qiáng)梁，一般我們選用T型材，除了滿(mǎn)足剖面模數(shù)的要求外，還要滿(mǎn)足下面的要求。 請(qǐng)看下頁(yè)的示意圖。 支撐距離就是L1和L2中的大值。 通常B 20*tf，如果采用偏心的T型材，單邊的寬度B1 5 m 應(yīng)該在跨距的中點(diǎn)加防傾肘板。78二層甲板和尖艙肋骨 二層甲板肋骨是在下甲板或邊上的下水平桁與最上層的上建甲板在防撞艙壁和尖艙之間的肋骨。79二層甲板和尖艙肋骨 剖面模數(shù)不能小于下面兩式中的大者。 k = 6.5 對(duì)尖艙骨材 = 4.0 對(duì)二層甲板骨材 p = p1 p8,

9、哪一個(gè)相關(guān)80舷側(cè)外板強(qiáng)梁厚度要求 腹板和面板厚度要求： k = 0.01 L1 通常情況下 = 0.02 L1 在貨油艙和壓載艙放貨區(qū)的邊界 = 0.03 L1 (最大= 6.0) 在尖艙位置 對(duì)于單殼船，腹板同時(shí)還要滿(mǎn)足: t = 12 s + tk (mm)81舷側(cè)外板強(qiáng)梁面板寬度 如果是對(duì)稱(chēng)的，厚度不能小于寬度的1/30 如果是非對(duì)稱(chēng)的，厚度不能小于單邊面板寬度的 1/15 對(duì)于機(jī)艙區(qū)域，面板寬度還不能小于35S mm82尖艙垂向強(qiáng)梁跨距 尖艙垂向強(qiáng)梁跨距不能大于2.25+ L/400 m，否則需要水平桁或平臺(tái)甲板支撐83舷側(cè)簡(jiǎn)單強(qiáng)梁的剖面模數(shù) p = p1 p4 = 1.15 p5

10、= p6 p8, 哪一個(gè)相關(guān) b 支撐寬度，單位 m84舷側(cè)簡(jiǎn)單強(qiáng)梁的許用應(yīng)力 在船中0.4L對(duì)縱向連續(xù)強(qiáng)梁適用上式，最大取 160 f1 = 160 f1 對(duì)船中0.4L內(nèi)的其它強(qiáng)梁 在其它位置可以線(xiàn)性插值 縱向強(qiáng)梁 = 160 f1 可以適用于壓力為 p6 和p8的任何情況下 f2 = 距中性軸的應(yīng)力系數(shù) f2b =距中性軸的應(yīng)力系數(shù) f2d85舷側(cè)強(qiáng)梁腹板的許用最小截面積 k = 0.06 對(duì)水平連續(xù)強(qiáng)梁和垂向梁的上端 = 0.08 對(duì)垂向梁的下端 h = 腹板高度，單位 m p = p1 p7, 看哪個(gè)相關(guān)腹板面的載面積在中部可以為0.5 A86首部砰擊加強(qiáng)壓力 首部砰擊加強(qiáng)的范圍為從

11、首柱向后0.1L。 砰擊壓力： C = 0.18 (CW 0.5 ho), 最大為 1.0 CW = 波浪系數(shù)，見(jiàn)第6頁(yè) ho = 從計(jì)算點(diǎn)到吃水的垂直距離 (m) Cf = 1.5 tan ( + ) = 4.0, 最大87首部砰擊加強(qiáng)壓力 = 0.4 ( cos + sin) , 橫搖角，見(jiàn)第5頁(yè)，螺旋升角，見(jiàn)第10頁(yè) = 外飄角，單位弧度， 在計(jì)算位置的舷側(cè)外板和垂線(xiàn)之間的夾角 =計(jì)算位置水線(xiàn)和縱骨線(xiàn)之間的夾角，單位弧度，參考下頁(yè)的圖示,外飄角 通常 tan =(a1+a2)/hd88首部砰擊加強(qiáng)示意圖89首部砰擊部分板厚 首部砰擊部分板厚計(jì)算： 首部砰擊部分板厚計(jì)算： ka = (ka

12、1 0.25ka2)2 kal = 1.1 通常情況下 = 1.22 在圓柱形或錐形首部，扶強(qiáng)材是垂向或徑向，當(dāng)s R/10時(shí)，要特殊考慮 R = 外板的曲率半徑，單位 m90首部砰擊部分板厚 ka2 = s/l , 但不能小于 0.4, 也不必大于 1.0l = 板厚的長(zhǎng)度，單位 m f= 材料的最小屈服極限，單位 N/mm291艙壁結(jié)構(gòu)的計(jì)算壓力92艙壁的板厚不小于下面二式 p = p1 p9, 看哪個(gè)相關(guān) = 160 f1對(duì)縱艙壁在中性軸位置與船長(zhǎng)無(wú)關(guān)時(shí)的垂向扶強(qiáng)材 = 140 f1對(duì)縱艙壁上縱向扶強(qiáng)材在船中0.4L內(nèi)中性軸位置，但是，當(dāng)取用壓力p6或p7 時(shí)可以用160f1 在中性軸以

13、上或以上，可以到甲板或底板線(xiàn)性減小，前提是假設(shè)扶強(qiáng)材方向和材料系數(shù)與板材一樣93艙壁的板厚 = 160 f1對(duì)艙壁在距首垂線(xiàn)0.05L以?xún)?nèi)或距尾垂線(xiàn)0.1L以?xún)?nèi)，或橫艙壁 = 220 f1對(duì)水密艙壁，防撞艙壁例外，當(dāng)應(yīng)用壓力為p1時(shí) 在這些特殊位置之外 可以進(jìn)行線(xiàn)性插值94艙壁的板厚 k = 0.03 對(duì)縱艙壁，貨油艙和壓載液貨艙的雙殼艙壁除外 = 0.02 在尖艙，橫艙壁，貨油艙和壓載液貨艙的雙殼艙壁 = 0.01 對(duì)其它的艙壁95槽形艙壁的板厚 tn = 相連接的面板或幅板的板厚，單位 mm，但不能大于t 其余的參數(shù),s,p,tk見(jiàn)前面其它艙壁的取值96貨艙區(qū)縱艙壁板厚 貨艙區(qū)縱艙壁板厚還

14、要滿(mǎn)足下式： 參數(shù)的定義和前面的一樣97艙壁上扶強(qiáng)材的剖面模數(shù) p = p1 p9, 看哪個(gè)相關(guān) 在船中0.4L內(nèi)，最大160 f1 = 160 f1 距離垂線(xiàn)0.1L內(nèi) 在這些特殊位置之外的地方可以線(xiàn)性插值98艙壁上扶強(qiáng)材的剖面模數(shù) 對(duì)縱骨 = 160 f1 可以用在適于壓力p6到p7附帶震蕩壓力p9的任何情況下 當(dāng)壓力p1適用時(shí)，對(duì)水密艙壁許用應(yīng)力可以增加 60 f1 ，防撞艙壁除外 f2 = 應(yīng)力系數(shù)，在中性軸以下為 f2b =在中性軸以上為 f2d99扶強(qiáng)材的尺寸要求 k = 0.01 L1 通常情況下 = 0.015 L1 在貨油艙和壓載艙放貨區(qū)以及尖艙 h = 型材高度 mm g

15、= 65 有面板的型材 = 20 扁鋼100垂向和橫向扶強(qiáng)材 p = p1 p9, 看哪一個(gè)相關(guān) = 160 f1對(duì)液艙，貨艙和防撞艙壁 = 220 f1對(duì)水密艙壁 m = 7.5對(duì)垂向扶強(qiáng)材簡(jiǎn)支一端或兩端 = 10對(duì)橫向或垂向扶強(qiáng)材兩端剛性固定 = 10 對(duì)水平槽形艙壁兩端固定 = 13 對(duì)垂向槽形艙壁,上端固支101垂向和橫向扶強(qiáng)材 m= 20對(duì)垂向槽形艙壁, 上端柔性連接 = ms對(duì)垂向槽形艙壁, 下端連接到stool(漏斗) = 8ms/(ms-4)對(duì)垂向槽向艙壁在跨距的中點(diǎn) m(max) = 13102垂向和橫向扶強(qiáng)材 bc = stool和槽形艙壁焊接處stool的寬度，單位m b

16、s = stool在內(nèi)底板處的寬度，單位 m HS = stool 的高度，單位m hdb = 雙層底的高度，單位 ml db = 在stool之間的貨艙長(zhǎng)度，單位m，如果沒(méi)有stool不能大于 6 HS 或 6 hdb103艙壁上強(qiáng)梁尺寸要求 k = 0.01 L1 通常 = 0.02 L1 對(duì)腹板, 面板和肘板在貨油艙和壓載艙的放貨區(qū) = 0.03 L1 (= 6.0 最大) 對(duì)腹板, 面板在尖艙 腹板除了滿(mǎn)足上面的要求外，還要滿(mǎn)足： t = 12 s + tk (mm) s，腹板上加強(qiáng)筋間距，單位 m.104艙壁上強(qiáng)梁剖面模數(shù) p = p1 p3 = 1.15 p4 = p5 p9, 看

17、哪個(gè)相關(guān) b = 支撐寬度，單位 m 在船中0.4L縱向連續(xù)強(qiáng)梁 = 160 f1 對(duì)其它的強(qiáng)梁105艙壁的特殊要求-軸隧 在彎曲部分的板厚可以取相同型材間距的平板的90% 如果頂部沒(méi)有天花板，在貨艙開(kāi)孔下方的板厚要增加2mm 軸隧需要保證水密 在有限航區(qū)R2,R3,R4可以沒(méi)有軸隧，需要有效的保護(hù)措施，軸承和填料函可以接受106艙壁的特殊要求-槽形艙壁 在垂向槽形艙壁的上端和下端必需有足夠?qū)挼钠桨鍋?lái)支撐 當(dāng)槽形艙壁的面板被取消時(shí)應(yīng)正常設(shè)計(jì)強(qiáng)梁 設(shè)計(jì)槽形艙壁上下端時(shí)要謹(jǐn)慎，在雙底底的下方要有與面板成一條線(xiàn)的對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)107艙壁的特殊要求-支撐艙壁 艙壁做為甲板的支撐時(shí)應(yīng)作為柱子考慮，帶板取40t

18、，t為艙壁的板厚 扶強(qiáng)材的剖面模數(shù)Z=2l2s cm3支撐甲板結(jié)構(gòu)的扶強(qiáng)材間距不應(yīng)超過(guò)甲板型材間距的2倍，同時(shí)也不超過(guò)1. 5m在最下層板厚不小于7.5mm，在二層艙不小于6.5mm在最下層槽深不小于150mm，在二層艙不小于100mm108艙壁的特殊要求-大艙沖擊壓力 當(dāng)艙室寬度大于0.56B或長(zhǎng)度0.13Lls0.15L時(shí)，需要考慮大艙的沖擊壓 對(duì)距離橫艙壁0.25ls的強(qiáng)構(gòu)件，沖擊壓： 對(duì)距離縱艙壁0.25bs的強(qiáng)構(gòu)件，沖擊壓：109艙壁的特殊要求-大艙沖擊壓力 kf=1-2(0.7-h/H)2 h = 注入液體的高度 (m) H = 液艙高度 (m) ，在0.15 ls 或 0.15

19、bs之內(nèi) GM = 最大GM 包括自由液面修正系數(shù) GMminimum = 0.12 B (m)110艙壁的特殊要求-大艙沖擊壓力ls = 有效受沖擊艙室長(zhǎng)度，單位 m ，對(duì)兩端艙壁：對(duì)制蕩艙壁：111艙壁的特殊要求-大艙沖擊壓力 bs = 受沖擊的艙的有效寬度，單位 m，對(duì)無(wú)制蕩艙壁： 對(duì)有制蕩艙壁：112艙壁的特殊要求-大艙沖擊壓力l = 艙室長(zhǎng)度，單位m b = 艙室寬度，單位 m nt = 在艙內(nèi)的制蕩艙壁的數(shù)量，要求t 0.5 t= 在考慮注入液位線(xiàn)以下的制蕩艙壁上開(kāi)孔的面積與該液位線(xiàn)以上的總面積比113艙壁的特殊要求-大艙沖擊壓力 如對(duì)注入液位高度沒(méi)有限制，h= 0.7 H. n2

20、 = web-ring frames 在整個(gè)艙室內(nèi)的數(shù)量 t= web-ring frames在考慮液位線(xiàn)以下的開(kāi)孔面積與該線(xiàn)以下的總面積比114艙壁的特殊要求-大艙沖擊壓力 nl = 縱向制蕩艙壁的數(shù)量，要求l 0.5 l= 和t 類(lèi)似，只是取的是縱向制蕩艙壁 n4 = 縱向 ring-girders 的數(shù)量 l= 類(lèi)似t 只不過(guò)取的是縱向 ring-girders115艙壁的特殊要求-大艙上部沖擊壓力 距離艙室端部或制蕩艙壁 0.15 ls 處116艙壁的特殊要求-大艙上部沖擊壓力 距離艙室端部或制蕩艙壁 0.15 bs 處 距離艙室端部或制蕩艙壁 0.15 bs 處 分別在 0.15 l

21、s 和 0.15 bs 之外到0.3 ls 和 0.3bs的壓力可以過(guò)渡到0 在 0.15 ls 和0.15 bs拐角處的壓力不能小于pi (橫向的) 或 pi (縱向的)+ 0.4 pi (橫向的)117艙壁的特殊要求-大艙上部沖擊壓力 垂向艙壁距離水平甲板或斜甲板0.1ls 或 0.1bs范圍內(nèi)可以從上面拐角處的壓力減少50% h = 最大允許注入液面高度 (m) H = 艙室高度 (m)，在 0.15ls或0.15bs內(nèi) = 計(jì)算平板和垂向平面的夾角118艙壁的特殊要求-大艙下部沖擊壓力 在有雙層底的大艙中如果沒(méi)有內(nèi)部橫向或縱向的梁來(lái)限制液體的流動(dòng)，在高度(2 h0.2ls 或 2h0.

22、2bs) 范圍內(nèi)垂向或斜的艙室的表面沖擊壓,橫艙壁到高度0.2ls范圍內(nèi): 縱艙壁到高度0.2bs范圍內(nèi):119艙壁的特殊要求-大艙下部沖擊壓力 在上面給的高度以上1米，壓力可以減小到0 k = 1 對(duì) L 200 = 下部邊界板和水平面的夾角 對(duì)艙室上部平板高于最低遠(yuǎn)航線(xiàn)L/20 m 的沖擊壓力應(yīng)該考慮放大因素： 1 + 6ze/L 對(duì)縱向晃蕩 1 + 7.5 ze GM/B2對(duì)橫向晃蕩 1 + 18ze/L 對(duì)縱向沖擊120艙壁的特殊要求-大艙下部沖擊壓力 1 + 17.5 ze GM/B2對(duì)橫向沖擊 ze = zt Ts L/20 (m) zt= 從基線(xiàn)到計(jì)算位置的距離(m) TS =

23、最小遠(yuǎn)航吃水 (m)，通?？梢匀?.50 T121艙壁的特殊要求-大艙下部沖擊壓力 對(duì)光滑邊界的艙對(duì)光滑邊界的艙(無(wú)內(nèi)部構(gòu)件)， 艙底部高于 D/2時(shí), 下面的沖擊壓力需要考慮系數(shù)： 和 = 螺旋升角和橫搖角，分別見(jiàn)第10和第5頁(yè) zi = 從計(jì)算位置到 D/2的距離，單位m.122艙壁的特殊要求-大艙抗沖擊 艙室的自由液面長(zhǎng)度 ls 0.13 L 或?qū)挾萣s 0.56 B 應(yīng)該計(jì)算沖擊壓力pi的作用 板厚不小于： 艙壁上扶強(qiáng)材的剖面模數(shù)不小于：123艙壁的特殊要求-大艙抗沖擊 每一端的抗剪面積都不能小于：lp = 扶強(qiáng)材的受沖擊的長(zhǎng)度, 最大為跨距 l, 但不必大于0.1 ls 或0.1 bs kp = 對(duì)沖擊壓結(jié)果的修正系數(shù) = 1.1-10l/ls, 最小 0.35. h = 扶強(qiáng)材高度，單位 m1