船舶的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)

第二節(jié)船舶的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)一、船體強(qiáng)度概念船體強(qiáng)度：指船體結(jié)構(gòu)抵抗各種內(nèi)力與外力作用而不被破壞和變形的能力。根據(jù)力的性質(zhì)，可分為：總縱彎曲強(qiáng)度（縱向強(qiáng)度）、橫向強(qiáng)度、局部強(qiáng)度和扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度4種（一）總縱彎曲強(qiáng)度概念：船體結(jié)構(gòu)抵抗總縱彎曲不使其整體遭受破壞或嚴(yán)重變形的能力稱為總縱強(qiáng)度。由于沿著船長(zhǎng)方向重力與浮力的分布不均勻性，導(dǎo)致總縱彎曲力產(chǎn)生。如果船舶不是處在靜水中，波浪力會(huì)使總縱彎曲力加劇。中拱彎曲：當(dāng)波峰處在船中時(shí)，變形趨勢(shì)使船體中部突起，兩端下垂，稱為中拱彎曲。

中垂彎曲：當(dāng)波谷處在船中時(shí)，變化趨勢(shì)使船體中部下垂，兩端上翹，稱為中垂彎曲。

（二）橫向強(qiáng)度、局部強(qiáng)度和扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度1、橫向強(qiáng)度概念：船體結(jié)構(gòu)抵抗橫向作用力的能力。橫向強(qiáng)度承擔(dān)主體：肋骨框架+橫艙壁+相連的外板和甲板板等肋骨框架=橫梁+肋骨+肋板受力來(lái)源：舷外水壓力（浮力）、貨物重力、機(jī)器設(shè)備重力等。2、局部強(qiáng)度

概念：船體結(jié)構(gòu)抵抗局部外力作用的能力。如：船舶的錨穴處、系纜樁與甲板的連接處等等，這些位置有很強(qiáng)大的外力或應(yīng)力，為了保證強(qiáng)度，一般都要對(duì)其進(jìn)行局部強(qiáng)度的加強(qiáng)。3、扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度概念：整個(gè)船體結(jié)構(gòu)抵抗扭轉(zhuǎn)變形和破壞的能力。二、確保強(qiáng)度隨時(shí)保持在安全限度以內(nèi)的方法。方法：保持縱向強(qiáng)度、橫向強(qiáng)度、局部強(qiáng)度和扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度在安全限度內(nèi)。——船體結(jié)構(gòu)組成來(lái)保證。（一）船體。1、外板的組成——船底外板、舭部外板和舷側(cè)外板。2、外板的作用保證船體水密及強(qiáng)度；承受各種作用力。3、外板厚度分布原則：根據(jù)總縱彎曲強(qiáng)度要求。沿船長(zhǎng)和肋骨圍長(zhǎng)方向是變化的，即在受力大的部位取厚些，在受力小的部位取薄些。1.外板厚度沿船長(zhǎng)方向的變化當(dāng)船舶總縱彎曲時(shí)，彎曲力矩的最大值通常在船中0.4L（L為船長(zhǎng)）的區(qū)域內(nèi)，向首尾兩端的彎矩逐漸減小而趨于零。因此，一般在船中0.4L區(qū)域內(nèi)的外板厚度較大，離首尾端0.075L區(qū)域內(nèi)的外板較薄，兩者之間的過(guò)渡區(qū)域，其板厚可逐漸減薄，底板要適當(dāng)加厚。2.外板厚度沿肋骨圍長(zhǎng)方向的變化平板龍骨和舷頂列板的位置在船梁的最下端和最上端，受到較大的總縱彎曲應(yīng)力，因此平板龍骨利舷頂列板要比其他外板厚些。其余從船底列板向上的各個(gè)列板，隨著水壓力減小而逐漸減薄。3.局部加強(qiáng)首部錨孔區(qū)域、尾端螺旋槳區(qū)域、外板開口區(qū)域及機(jī)艙底部區(qū)域等。此外，對(duì)于航行冰區(qū)的船舶，其外板厚度在冰帶區(qū)部分也需作必要的加強(qiáng)。

（二）甲板板作用：保證頂部水密、保證船體總縱強(qiáng)度和橫向強(qiáng)度。一般上層連續(xù)甲板（上甲板）均為強(qiáng)力甲板。強(qiáng)力甲板中：船中0.4L區(qū)域內(nèi)和甲板邊板厚度最大。艙口之間的甲板板厚度最小，原因是不連續(xù)而不能參與總縱彎曲。甲板開口處的加強(qiáng)：容易產(chǎn)生應(yīng)力集中。（三）船底結(jié)構(gòu)橫骨架式的單層底結(jié)構(gòu)主要由肋板、中內(nèi)龍骨和旁內(nèi)龍骨組成，主要適用于拖船、漁船、老式油船和一些小型的內(nèi)河船舶。

2、縱骨架式單層底結(jié)構(gòu)主要由內(nèi)龍骨、船底縱骨、肋板等組成。

3、橫骨架式雙層底結(jié)構(gòu)4、縱骨架式雙層底結(jié)構(gòu)

四、舷側(cè)結(jié)構(gòu)組成：舷側(cè)外板+舷側(cè)骨架1、橫骨架式舷側(cè)結(jié)構(gòu)：橫骨架式舷側(cè)結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)是制造方便，橫向強(qiáng)度好，適用于內(nèi)河船和一般貨船。

2、縱骨架式舷側(cè)結(jié)構(gòu)：優(yōu)點(diǎn)是骨架形式與船底和甲板一致，有利于保證船體總縱強(qiáng)度和外板的穩(wěn)定性，常用于軍艦、油船和一些礦砂船上。采用縱骨架式舷側(cè)結(jié)構(gòu)可以使外板的厚度減薄，從而減小結(jié)構(gòu)重量。

（五）甲板結(jié)構(gòu)分：橫骨架式和縱骨架式兩種。（六）支柱、舷墻和艙壁1、支柱：設(shè)置位置：艙口四角或橫向艙口圍板兩邊中點(diǎn)。作用：支撐甲板和平臺(tái)，加強(qiáng)貨艙開口。材料：大多是空心鋼管，也有采用組合型鋼?！耙?guī)范”規(guī)定油船內(nèi)不得選用管形支柱或空心矩形支柱。2、舷墻及欄桿作用：不參與總縱彎曲（，除首尾端外，舷墻結(jié)構(gòu)一般不與船體的甲板或舷頂列板緊密連接），減少甲板上浪，保障人員安全，防止甲板貨物及物品入水。高度不小于1米。3、艙壁結(jié)構(gòu)作用：分隔船體，滿足使用要求。提高抗沉性。增加船體的強(qiáng)度和剛度。保證防火安全。在提高船舶穩(wěn)性。艙壁的分類艙壁的種類較多，按用途和密閉性的要求分有：1.水密艙壁。2.油