2019礦砂船船體結(jié)構(gòu)高級(jí)屈曲評(píng)估指南

礦砂船船體結(jié)構(gòu)2019中國(guó)船級(jí)社礦砂船船體結(jié)構(gòu)高級(jí)屈曲評(píng)估指南目錄中國(guó)船級(jí)社礦砂船船體結(jié)構(gòu)高級(jí)屈曲評(píng)估指南目錄目錄第1章一般規(guī)定 1一般要求 1高級(jí)屈曲方法 1應(yīng)用及評(píng)估流程 3屈曲利用因子 4屈曲接受衡準(zhǔn) 5厚度折減 6計(jì)算應(yīng)力修正 6第2章屈曲評(píng)估應(yīng)用 7一般要求 7評(píng)估方法 7礦砂船結(jié)構(gòu)板格類(lèi)型及適用的評(píng)估方法 8加筋和非加筋板格的模型化 11板格的平均厚度 13板格的屈服應(yīng)力 14參考應(yīng)力 14側(cè)向壓力 14槽形艙壁 14附錄1直接計(jì)算的參考應(yīng)力 18符號(hào)說(shuō)明 18一般規(guī)定 18參考應(yīng)力 19第3章加筋板格屈曲/極限強(qiáng)度的閉合公式評(píng)估方法（CFM） 22符號(hào)說(shuō)明 22一般要求 24板和加強(qiáng)筋 25主要支撐構(gòu)件的腹板 36支桿、支柱和橫撐材 40槽形艙壁 44閉合公式法的計(jì)算軟件COMPASS-ABA-CFM 45附錄2板格的屈曲因子和折減因子 46符號(hào)說(shuō)明 46平面板格 46曲板板格 46第4章加筋板格屈曲/極限強(qiáng)度的彈塑性評(píng)估方法（EPM） 58一般要求 58基本方法 58理論分析模型 60彈塑性法的計(jì)算軟件COMPASS-ABA-EPM 66第5章加筋板格屈曲/極限強(qiáng)度的非線性有限元分析方法（NLFEM） 69一般要求 69模型理想化 70單元和網(wǎng)格 71邊界條件和載荷 72初始缺陷 76求解流程 79非線性有限元法的計(jì)算軟件COMPASS-ABA-NLFEM 79中國(guó)船級(jí)社礦砂船船體結(jié)構(gòu)高級(jí)屈曲評(píng)估指南中國(guó)船級(jí)社礦砂船船體結(jié)構(gòu)高級(jí)屈曲評(píng)估指南1PAGEPAGE1第1章一般規(guī)定一般要求//1.61.7CCS高級(jí)屈曲方法1.2（。（1.2（1.2（圖1.2.1(1)加筋板格的線彈性屈曲模型圖1.2.1(2)加筋板格的垮塌模型圖1.2.1(3)加筋板格極限能力分析過(guò)程的應(yīng)力-變形示意圖1.2.3圖1.2.3高級(jí)屈曲方法考慮的相關(guān)因素（CFM：Close-FormedMethod）——（EPM：Elasto-PlasticMethod）——（NLFEM：Non-linearFiniteElementMethod）——1.2.4（/加筋/（CCS應(yīng)用及評(píng)估流程1.3.1）1章——2章——3章——）4章——5章——圖1.3.1有限元直接計(jì)算高級(jí)屈曲強(qiáng)度評(píng)估主要應(yīng)用章節(jié)和流程（應(yīng)滿足SP-BSP-A屈曲利用因子ηηactact

=Wact1W 1u c式中：Wact——等效工作應(yīng)力，見(jiàn)圖1.4.2；Wu——等效屈曲極限能力，見(jiàn)圖1.4.2；c——（）c3.1。圖1.4.2屈曲能力和屈曲利用因子示例屈曲接受衡準(zhǔn)actall——/3章3.2.5章4.2.21.4。all——許用屈曲利用因子，見(jiàn)表1.5.1。許用屈曲利用因子all

表1.5.1結(jié)構(gòu)部件ηall，許用屈曲利用因子開(kāi)口處腹板1.0支桿、支柱、橫撐材0.75受液體載荷的側(cè)向壓力作用的有底凳的垂直槽形艙壁槽條和水平槽形艙壁槽條，僅指板殼單元無(wú)底凳槽形艙壁下端的支撐結(jié)構(gòu)0.9受液體載荷的側(cè)向壓力作用的無(wú)底凳的垂直槽形艙壁槽條，僅指板殼單元0.81注：①槽形橫艙壁的支撐結(jié)構(gòu)是指沿著縱向位于橫艙壁前、后各半個(gè)強(qiáng)框架間距以內(nèi)，且沿著垂向一個(gè)槽深以內(nèi)的區(qū)域。②槽形縱艙壁的支撐結(jié)構(gòu)是指沿著橫向位于其兩側(cè)各三個(gè)強(qiáng)框架間距以內(nèi)，且沿著垂向一個(gè)槽深以內(nèi)的區(qū)域。1.5.1中的許用屈曲利用因子需另行考慮，且應(yīng)經(jīng)CCS同意。厚度折減厚度trtr1.6.1。標(biāo)準(zhǔn)薄度 表1.6.1位置標(biāo)準(zhǔn)減薄厚度，mm壓載水艙艙頂下1.5m范圍內(nèi)一邊與壓載水相連1.0兩邊與壓載水相連2.0其他部位1.01.5.1allCCS計(jì)算應(yīng)力修正（A

t ttr

N/mm2式中：AN2；——有限元計(jì)算得到的應(yīng)力（包括正應(yīng)力和剪應(yīng)力的各個(gè)分量）,N/mm2；t——建造厚度，mm；tr——標(biāo)準(zhǔn)減薄厚度，mm，見(jiàn)表1.6.1。注：若工作應(yīng)力僅為總體彎曲產(chǎn)生的應(yīng)力，如總縱彎曲應(yīng)力，則對(duì)應(yīng)于該載荷下的屈曲評(píng)估，可不必進(jìn)行計(jì)算應(yīng)力的修正，但應(yīng)經(jīng)CCS同意。中國(guó)船級(jí)社礦砂船船體結(jié)構(gòu)高級(jí)屈曲評(píng)估指南中國(guó)船級(jí)社礦砂船船體結(jié)構(gòu)高級(jí)屈曲評(píng)估指南2PAGEPAGE10第2章屈曲評(píng)估應(yīng)用一般要求（；（3（（；CCS評(píng)估方法（B：A對(duì)于方法A”和B”2.3.1。礦砂船結(jié)構(gòu)板格類(lèi)型及適用的評(píng)估方法（A/方2.3.12.3.1(1)～2.3.1(44SP-A——ASP-B——BUP-A——AUP-B——B板格型對(duì)的估法 表2.3.1結(jié)構(gòu)單元評(píng)估方法常規(guī)板格定義縱向結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖2.3.1(1)縱向加筋板格外殼板甲板內(nèi)殼底邊艙斜板縱艙壁SP-A長(zhǎng)度：強(qiáng)框架之間寬度：主要支撐構(gòu)件(PSM)之間與縱艙壁對(duì)齊或與底邊艙斜板相連的雙層底縱桁SP-A長(zhǎng)度：強(qiáng)框架之間寬度：整個(gè)腹板高度不與縱艙壁對(duì)齊或與底邊艙斜板相連的雙層底縱桁腹板SP-B長(zhǎng)度：強(qiáng)框架之間寬度：整個(gè)腹板高度雙殼邊艙內(nèi)，與底邊艙斜板相連的縱向平臺(tái)板SP-A長(zhǎng)度：強(qiáng)框架之間寬度：整個(gè)腹板高度雙殼邊艙內(nèi)，不與底邊艙斜板相連的縱向平臺(tái)板SP-B長(zhǎng)度：強(qiáng)框架之間單殼縱桁腹板UP-B局部加強(qiáng)筋/面板/PSM之間艙口圍板SP-B局部加強(qiáng)筋/頂板/PSM之間橫向結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖2.3.1(2)甲板橫向桁材腹板，包括肘板SP-A局部加強(qiáng)筋/面板/PSM之間雙殼邊艙橫隔板SP-A長(zhǎng)度：整個(gè)腹板高度寬度：主要支撐構(gòu)件之間所有不規(guī)則的加筋板格，如底邊艙和舭部處的腹板板格UP-B局部加強(qiáng)筋/面板/PSM之間雙層底肋板SP-A長(zhǎng)度：整個(gè)腹板高度寬度：主要支撐構(gòu)件之間垂直桁材，包括肘板SP-A垂直桁材加強(qiáng)筋/面板/PSM之間橫撐材腹板SP-A垂直桁材加強(qiáng)筋/面板/PSM之間橫艙壁，見(jiàn)圖2.3.1(3)所有規(guī)則的艙壁加筋板格，包括與常規(guī)加強(qiáng)筋垂直的次要屈曲加強(qiáng)筋(如短梁)SP-A長(zhǎng)度：主要支撐構(gòu)件之間寬度：主要支撐構(gòu)件之間所有不規(guī)則的艙壁加筋板格，如底邊艙和舭部處的腹板板格UP-B局部加強(qiáng)筋/面板之間艙壁水平桁腹板，包括肘板UP-A局部加強(qiáng)筋/面板之間頂/底凳，包括加強(qiáng)筋SP-A長(zhǎng)度：隔板之間寬度：凳的邊長(zhǎng)凳的隔板UP-B局部加強(qiáng)筋/面板/PSM之間艙口間甲板，見(jiàn)圖2.3.1(4)艙口間甲板SP-A局部加強(qiáng)筋/PSM之間注：①SP表示加筋板格；②UP表示非加筋板格；AA；BB；圖2.3.1(1)典型礦砂船的縱向板格圖2.3.1(2)典型礦砂船的橫向強(qiáng)框架圖2.3.1(3)典型礦砂船的橫艙壁（槽形艙璧）圖2.3.1(4)艙口間及艙口外甲板加筋和非加筋板格的模型化2.3.1。（）（2對(duì)于一般非規(guī)則幾何形狀的非加筋板格，應(yīng)根據(jù)以下步驟，將其理想化為等效矩形板格（ab：①確定板格多邊形邊界上的最接近直角（90°）的四個(gè)角；②計(jì)算角與角之間沿板格多邊形邊界的距離，即端點(diǎn)之間所有直線線段的總和；③確定總長(zhǎng)度較小的一組對(duì)邊，即d1d3和d2d4中的較小者；（a。⑤短邊長(zhǎng)度b，mm式中：A——板的面積，mm2；

bA/aa——上面步驟④中定義的長(zhǎng)度，mm；（ab：①畫(huà)出如下所示的中線；②找出最長(zhǎng)的中線。該中線的長(zhǎng)度設(shè)為l1，mm，即定義了能力模型的縱向；③模型的寬度l2，mm式中：A——板的面積，mm2。

l2A/l1④等效矩形板格的短邊長(zhǎng)度b和長(zhǎng)邊長(zhǎng)度a，mm，取為：bl2Ctri其中：

al1Ctri0.4l20.6l1板格的平均厚度nnAitintavri1 mmnAii1i式中：A——第i個(gè)板單元的面積，mm2；iti——第imm；n——板格的屈服應(yīng)力_P參考應(yīng)力11.71EP）NLF側(cè)向壓力n：nAiPiPi1 N/mm2navrnAii1i式中：A——第i個(gè)板單元的面積，mm2；iiP——第i個(gè)板單元的側(cè)向壓力，N/mm2；in——屈曲板格內(nèi)單元的個(gè)數(shù)。槽形艙壁對(duì)于槽形艙壁應(yīng)針對(duì)以下3種屈曲失效模式進(jìn)行評(píng)估：②槽條的柱式整體屈曲，適用情況見(jiàn)表2.9.1；槽形壁柱整屈應(yīng)用 表2.9.1槽條方向水平垂直縱艙壁有要求當(dāng)承受局部垂向力(如起重機(jī)載荷)的時(shí)候有要求橫艙壁有要求槽形艙壁屈曲評(píng)估所采用的參考應(yīng)力，應(yīng)按照以下要求進(jìn)行計(jì)算和選?。?1.7（①在距離槽形艙壁端部b/2處平行于槽條方向的正應(yīng)力，b為翼板（或腹板）的寬度；如果槽條端部有卸貨板，則對(duì)于端部位置處平行于槽條方向的正應(yīng)力，應(yīng)選取在翼（b/22.9.2(1)2.9.2(2)所示。b/2處的應(yīng)力，而不是局部的高應(yīng)力。②在槽條中部區(qū)域平行于槽條方向的正應(yīng)力。2.9.2(1b/22.9.2(2b/2（（2.9.2(1)2.9.2(2)b/2位置及槽條中部區(qū)域，兩個(gè)位置處的剪應(yīng)力較大者。（）2（）的計(jì)算點(diǎn)處的應(yīng)力x、y和剪應(yīng)力2.9.2(1)2.9.2(2)b/2得到，則應(yīng)力分量x、y3b1b/2（23中國(guó)船級(jí)社礦砂船船體結(jié)構(gòu)高級(jí)屈曲評(píng)估指南中國(guó)船級(jí)社礦砂船船體結(jié)構(gòu)高級(jí)屈曲評(píng)估指南1PAGEPAGE18附錄1直接計(jì)算的參考應(yīng)力符號(hào)說(shuō)明i33.1.1。b——33.1.1。A——i。in——屈曲板格中的板單元數(shù)。——ixN/mm2。——iyN/mm2?！吘墤?yīng)力比，定義見(jiàn)第3章3.1.1。i——屈曲板格第i個(gè)板單元形心位置處的剪應(yīng)力，N/mm2。i一般規(guī)定定義規(guī)則板格——幾何形狀為矩形的板格；非規(guī)則板格——幾何形狀為不規(guī)則的板格，詳見(jiàn)第2章2.4.2。①規(guī)則板格如果一個(gè)規(guī)則板格滿足如下條件，則其參考應(yīng)力應(yīng)按照本附錄1.3.1針對(duì)規(guī)則板格的定義進(jìn)行選取：a1/3x1/3a/4；否則，其參考應(yīng)力應(yīng)按照本附錄1.3.2針對(duì)非規(guī)則板格的定義進(jìn)行選取。②非規(guī)則板格和曲板板格非規(guī)則板格的參考應(yīng)力應(yīng)按照本附錄1.3.2的定義進(jìn)行選取。參考應(yīng)力①縱向應(yīng)力x作用在屈曲板格短邊上的縱向應(yīng)力x，應(yīng)按如下方法計(jì)算：對(duì)于板的屈曲校核，將x(x)的分布假設(shè)為如下二階多項(xiàng)式曲線形式：xCx2DxEx對(duì)于應(yīng)力x(x)的最佳擬合曲線，可采用將各個(gè)單元的面積作為加權(quán)因子的面積加權(quán)平方差為最小而計(jì)算得到：nnii

2x2xE)i1上式中的未知系數(shù)C、D和E應(yīng)使得分別對(duì)C、D和E的一階偏導(dǎo)數(shù)為零，即：2n

Ax2

(Cx2DxE)0C i1

ii

xi i i 2n

Ax

(Cx2DxE)0D i1

ii

xi i i 2n

A(Cx2DxE)0E i1

ixi i i 未知系數(shù)C、D和E可以通過(guò)求解上述聯(lián)立方程組得到。b 1 b3 bb1b0x(x)xa 1 2a

C DE2b3 bx2b

x(x)dx

ab )C(a)DE3 2ab如果D/2Cb/2或D/2Cab/2，則x3應(yīng)予以忽略，否則x3應(yīng)按下式計(jì)算：1x31

xx

x(x)dx

b2 D2C E式中：x bD

12 min 2 x bD2 縱向應(yīng)力按下式計(jì)算：且邊緣應(yīng)力比取為：

xmax(x1,x2,x3)x1x(x)nnxix 1x Ai1且應(yīng)力x的邊緣應(yīng)力比取為1.0。橫向應(yīng)力y施加在屈曲板格長(zhǎng)邊上的橫向應(yīng)力y，應(yīng)通過(guò)對(duì)所計(jì)算屈曲板格內(nèi)的所有單元橫向應(yīng)力進(jìn)行插值計(jì)算到短邊邊緣上得到。圖1.3.1屈曲板格y(x)的分布假設(shè)為直線，即：y(x)ABxy(x)的最佳擬合曲線應(yīng)通過(guò)最小二乘法，采用將各個(gè)單元的面積作為加權(quán)因子的面積加權(quán)平方差為最小而計(jì)算得到：nn

A(ABx)2i1

iyi i未知數(shù)A和B應(yīng)使得分別對(duì)A和B的一階偏導(dǎo)數(shù)為零。2n

A(ABx)0A i1

iyi i2n

Ax

(ABx)0B i1

ii

yi i求解上述兩個(gè)方程，可解得未知數(shù)A和B如下：iiy nAiiy

Ax2

Ax

AxiiiiiiiyAi1 i1 i1 iiiiiiiy n n n 2i ii i AAx2Ai ii i i

i

i1 n

n

n iyAiiyBi1 i1 i1 i1 n n n 2 AAx2Ax i

i ii1

i1

iiymax(A,ABa)且應(yīng)力y的邊緣應(yīng)力比y，按如下取用：如y0，則y

min(A,ABa)max(A,ABa)如y0，則y1剪應(yīng)力剪應(yīng)力應(yīng)采用面積加權(quán)平均方法，按下式計(jì)算得到：（1）參考應(yīng)力

nnAiini1 nAii1n參考應(yīng)力的縱向、橫向應(yīng)力和剪應(yīng)力均應(yīng)采用面積加權(quán)平均方法，按下列各式計(jì)算：nxix ix Aini1nAiyiy iy Aii1且邊緣應(yīng)力比取為：

nnAiini1 nAii1x1y1中國(guó)船級(jí)社礦砂船船體結(jié)構(gòu)高級(jí)屈曲評(píng)估指南中國(guó)船級(jí)社礦砂船船體結(jié)構(gòu)高級(jí)屈曲評(píng)估指南3/極限強(qiáng)度的閉合公式評(píng)估方法（CFM）PAGEPAGE22第3章加筋板格屈曲/極限強(qiáng)度的閉合公式評(píng)估方法（CFM）符號(hào)說(shuō)明s——（）mm2。a——21.2.1，mm。b——21.2.1，mm。sd——在附錄2表1.3.1中，平行于圓柱軸方向的曲板板格邊長(zhǎng)，mm。ff——33（5beff1——不考慮剪滯效應(yīng)的加強(qiáng)筋有效帶板寬度，mm，取為：beff1

Cxbb

x0x0Cx——附錄2表1.2.1工況所定義的板格折減因子。bf——加強(qiáng)筋的翼板寬度，mm。b1、b2——加強(qiáng)筋兩側(cè)各自的板格寬度，mm。ef——從帶板到翼板中心的距離，mm，如圖3.1.1所示，取為：hwh

對(duì)扁鋼對(duì)球扁鋼ew ff h

對(duì)角鋼、L2和T型材w fhd對(duì)L3w e f——3.3.2（4）——3.3.2（5）hw——加強(qiáng)筋的腹板高度，mm，如圖3.1.1所示。ls——加強(qiáng)筋跨距，mm，取主要支撐構(gòu)件之間的間距。R——曲板板格的半徑，mm。eH_R ——N/mmeH_eH_R ——N/mmeH_E——楊氏模量，N/mm2，對(duì)鋼，E2.06105。ν——泊松比，對(duì)鋼，0.3。S——分項(xiàng)安全因子，取為：S=1.1，對(duì)于承受局部集中載荷（如艙口蓋上的集裝箱載荷、基座）的露天結(jié)構(gòu)；中國(guó)船級(jí)社礦砂船船體結(jié)構(gòu)高級(jí)屈曲評(píng)估指南3中國(guó)船級(jí)社礦砂船船體結(jié)構(gòu)高級(jí)屈曲評(píng)估指南3/極限強(qiáng)度的閉合公式評(píng)估方法（CFM）PAGEPAGE23S=1.0，對(duì)于其他結(jié)構(gòu)。tp——板格的厚度，mm。tw——。tf——。x軸——y軸————附錄2表1.2.1中定義的板格長(zhǎng)寬比，取為：ab————min(3,)

1x——xN/mm2。xy——yN/mm2。y1——最大應(yīng)力，N/mm2，見(jiàn)附錄2表1.2.1。12 2 ——N/mm222 2 E——彈性屈曲參考應(yīng)力，N/mm2，定義為：E3.3.2（1）2E t2 pE 12(12)b3.3.2（6）2E t2 pE 12(12)d——作用的剪應(yīng)力，N/mm2。c——N233.23c——邊緣應(yīng)力比，定義為：21——應(yīng)力倍增因子，當(dāng)該因子使得屈曲能力相關(guān)方程成立時(shí)，c。c——失效時(shí)的應(yīng)力倍增因子。中國(guó)船級(jí)社礦砂船船體結(jié)構(gòu)高級(jí)屈曲評(píng)估指南中國(guó)船級(jí)社礦砂船船體結(jié)構(gòu)高級(jí)屈曲評(píng)估指南3/極限強(qiáng)度的閉合公式評(píng)估方法（CFM）PAGEPAGE24圖3.1.1 強(qiáng)橫面尺寸數(shù)一般要求x 、和22.7x 3.3.1、3.3.2、3.3.3（4）1.03.5（1、表3.2.（2加筋格屈失模和理方要求 表3.2.5（1）分析模型失效模式計(jì)算方法和要求描述屈曲利用因子加筋板格整體屈曲overallSPA——加筋板格的最大屈曲利用因子，取為下列各項(xiàng)屈曲利用因子的最大值：①3.3.1中定義的整體加筋板屈曲能力；②3.3.2（1）A到的板的屈曲能力；③3.3.3其屬性(厚度、尺寸)、2.4.1注:只有當(dāng)3.3.1中定義的整體加筋板屈曲能力滿足后才進(jìn)行加強(qiáng)筋的屈曲能力檢查?；诜椒ˋ的板格屈曲plate加筋板格方法A（SP-A）加強(qiáng)筋屈曲，計(jì)算中應(yīng)分別考慮每一個(gè)基本板筋的剖面特性（厚度、stiffener尺度）和參考應(yīng)力。加筋板格方法B（SP-B）加筋板格的整體屈曲overallSPB——加筋板格的最大屈曲利用因子，取為下列各項(xiàng)屈曲利用因子的最大值：①3.3.1中定義的整體加筋板屈曲能力；②根據(jù)3.3.2（1）中定義的方法B計(jì)算得到基于方法B的板格屈曲plate加強(qiáng)筋屈曲，計(jì)算中應(yīng)分別考慮每一個(gè)基本板stiffener筋的剖面特性（厚度、尺度）和參考應(yīng)力。的板的屈曲能力；③3.3.3中定義的加強(qiáng)筋的屈曲強(qiáng)度，且對(duì)于屬性(厚度、尺寸)和參考應(yīng)力。注:只有當(dāng)3.3.1中定義的整體加筋板屈曲能力滿足后才進(jìn)行加強(qiáng)筋的屈曲能力檢查。A（UP-A）基于方法A的板格屈曲plateUPA——A算得到的板的最大屈曲利用因子。B（UP-B）基于方法B的板格屈曲plateUPB——B算得到的板的最大屈曲利用因子。開(kāi)口腹板開(kāi)口腹板的板格屈曲openingopening——3.4中定義的開(kāi)口處腹板最大屈曲利用因子。曲板曲板板格屈曲curve-platecurve-plate——3.3.2（6）中定義的曲板板格屈曲的最大利用因子。支柱支、撐和形艙的曲效式理論法求 表分析模型失效模式計(jì)算方法和要求描述屈曲利用因子支桿、支柱和橫撐材柱屈曲扭轉(zhuǎn)/柱屈曲pillarpillar——3.5的最大屈曲利用因子pillar。槽形艙壁整體柱屈曲overalloverall——3.6.1式整體屈曲。Corr_p、Corr_w——按照3.6.2中定義的槽形艙壁面板和腹板的局部屈曲計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算。槽條面板局部屈曲Corr_p槽條腹板局部屈曲Corr_w板和加強(qiáng)筋加筋板格的整體彈性屈曲能力分析應(yīng)基于以下相關(guān)方程：屈曲利用因子：

1overall1c

PZ1cf式中：cf和Z——3.3（4c——通過(guò)求解本章3.3.3（4）的PZ公式，得到滿足本相關(guān)方程的之值。板的屈曲能力板的極限能力分析應(yīng)基于下列相關(guān)方程：S

S2

S

S

Sc1x

Bc1x c1y

c1

1cx

2

cy

2

cy

c S Sc2x c2

1 對(duì)0 x cx c 22S Sc3y

c3

1 對(duì)y0由此得到：

cy

c cc4Sc屈曲利用因子：

plate

cmin(c1,c2,c3,c4)1c1x 式中：,N2,33.（7x ——作用在板格邊界上的剪應(yīng)力，N/mm2；cx——N2,3.32（cxcy——N2,3.32（cyc1,c2,c3,c4——c2和c3僅分別當(dāng)x0和當(dāng)y0B——3.3.2（1）——3.3.2（1）p——板的長(zhǎng)細(xì)比參數(shù)，定義為：b _P,1.0)tEptEp系數(shù)B和的義 表3.3.2（1）作用的應(yīng)力Be0x0且y0 2p20.25px0或y01.02.0參考細(xì)長(zhǎng)度定義如下：ReH_PReH_PKE式中：K——屈曲因子，定義見(jiàn)本章附錄2表1.2.1和表1.3.1。N/mm2cxCx_PcyCy_P受剪板格的極限屈曲應(yīng)力，N/mm2，按下式計(jì)算：C

ReH_P3c 3式中：Cx,Cy,C——折減因子，定義見(jiàn)本章附錄2表1.2.1。①對(duì)于本章3.1.3.2（1）方程組的第一個(gè)方程式，當(dāng)x0或y0時(shí)，折減因子應(yīng)取為：CxCyC1②對(duì)于其他情況：SP-AUP-A，應(yīng)采用如下21.2.1計(jì)算Cy：c1101 SP-BUP-B，應(yīng)采用如下21.2.1計(jì)算Cy：c1121.2.1?CCS21.2.1lg3.32（。對(duì)c值應(yīng)得到CCSCCSc3.3.2（2）修正因子Flong

表3.3.2（2）結(jié)構(gòu)單元類(lèi)型Flongc非加筋板1.0--加筋板兩端都不固支的加強(qiáng)筋1.0--兩端固支的加強(qiáng)筋扁鋼(1)如果tw1，則F c1；t longp3如果tw1，則F ctw1long tp tp0.1球扁鋼0.3角鋼、L2、L30.4T型材0.3剛度較大的桁材(如船底肋板)1.4N/A注：tw為腹板厚度，mm，且不按照本章3.3.3（2）中的定義進(jìn)行修正。修正因子Ftran，應(yīng)取為1.0。R/t曲板板格的極限能力分析應(yīng)基于以下相關(guān)方程：

S1.25

S

S

3S2cax

0.5cax

ctg

1.0Cax_P Cax_P_P_P _P屈曲利用因子：

curveplate1c1xN2x0；tg——tg0；Cax,Ctg,C——曲板板格的屈曲折減因子,定義見(jiàn)附錄2表1.3.1。對(duì)于曲板板格，其應(yīng)力倍增因子c，應(yīng)不小于將其伸展為平面板格，且按照本章3.3.2所給出的c值。x 作用在板格上用于本章3.3.2（1）中板格能力計(jì)算的雙軸向應(yīng)力和，N/mm2，應(yīng)x ①對(duì)于有限元分析，見(jiàn)第2章2.6中的參考應(yīng)力定義；②對(duì)于交叉梁系分析，按以下各式進(jìn)行計(jì)算：xbx 12yby 12xb ,x和yN2xb τ——用于3.3.2（1）板格能力計(jì)算的剪應(yīng)力，N/mm2，按以下取用：3.3.3（4）0。加強(qiáng)筋的屈曲能力應(yīng)對(duì)下列兩種屈曲模式進(jìn)行校核：①加強(qiáng)筋失效導(dǎo)致的屈曲失效(SI)；②附連帶板失效導(dǎo)致的屈曲失效(PI)。為計(jì)及局部側(cè)向變形引起的剛度降低影響，對(duì)于扁鋼加強(qiáng)筋，在本章3.3.3（4）中計(jì)算其截面積As、模量Z和慣性矩I時(shí)，應(yīng)采用以下定義的有效腹板厚度tw_red： 2h

2

b t t

1

w 1

eff1mmw_red w

3s s

對(duì)于球扁鋼，其截面特性應(yīng)理想化為等效角鋼的截面特性。等效的角鋼截面尺寸，mm，按下列公式計(jì)算：

hh2w w 9.2bt2f w 6.7 t2f 9.2twt式中：h’w，t’w——球扁鋼的高度和厚度，mm，如圖3.3.3所示；α——系數(shù)，按如下取用：1.1

0hww3000ww

對(duì)h'

120w1.0w

對(duì)h'

120球扁鋼 等效鋼圖3.3.3球扁鋼等效為角鋼當(dāng)abw0時(shí)，加強(qiáng)筋的極限屈曲能力應(yīng)根據(jù)以下相關(guān)方程進(jìn)行校核：cabwS1ReH屈曲利用因子：

stiffener1c1a式中：——加強(qiáng)筋跨中位置處作用在加強(qiáng)筋及其帶板上的有效軸向應(yīng)力，N/mm2，按下式計(jì)算：a

stpAsa xbtAeff1p sx——作用在加強(qiáng)筋及其帶板上的名義軸向應(yīng)力，N/mm2，按如下取用：xx3.3.2xxR ——N/mm2(SI)_S；(PI)_P；b——加強(qiáng)筋的彎曲應(yīng)力，N/mm2，按下式計(jì)算：bMoM1b 1000ZZ——加強(qiáng)筋的剖面模數(shù)，包括根據(jù)本章3.3.3（5）定義的帶板有效寬度，cm3，按如下取用：(SI)(PI)CPI——帶板導(dǎo)致的失效模式的壓力系數(shù)，按如下取用：CPI1；；CSI——加強(qiáng)筋導(dǎo)致的失效模式的壓力系數(shù)，按如下取用：1；CSI1；1M——由于側(cè)向壓力P引起的彎矩，Nmm，按如下計(jì)算：1

Psl2sM1Ci24Psl2sM1

Ci8103Psl2sPsl2sPsl2sM1Ci14.2Psl2sP——側(cè)向壓力，kN/m2，為第2章2.8中定義的帶板平均壓力；Ci——壓力系數(shù)，按如下取用：(SI)CSI；(PI)；0M——由于加強(qiáng)筋的側(cè)向變形w引起的彎矩，Nmm，按下式計(jì)算：0MF

Pzw

c，且cc

P00 E

f zf zFE——加強(qiáng)筋的理想彈性屈曲壓力，N，按下式計(jì)算：FEI104l lsI——加強(qiáng)筋的慣性矩，cm4，包括按本章3.3.3（5）要求的帶板有效寬度，且應(yīng)符合如下要求：pst3pI12104tp——板厚，mm，定義為計(jì)算的加強(qiáng)筋一側(cè)的基本板格厚度；Pz——由帶板上的應(yīng)力xy、引起的，作用在加強(qiáng)筋中間跨距位置處的名義側(cè)向壓力，N/mm2,按下式計(jì)算：tsPps

sls ls

2c

其中：xlx1

z0

xl

y 1st stp

ReH_PEReH_PE2 2a by——作用在屈曲板格邊緣上沿著y軸方向的應(yīng)力，N/mm2，但不小于0，且；yy3.3.3（6）yy——作用的剪應(yīng)力，N/mm2，且：22.70；m1,m2——系數(shù)，按如下取用：m11.47

m20.49

當(dāng)2m1.96 m

當(dāng)21 2c——考慮帶板中垂直于加強(qiáng)筋軸線方向應(yīng)力影響的系數(shù)，按如下取用：0.5(1)當(dāng)01c 1 1)

當(dāng)0——根據(jù)附錄2表1.2.1中定義的工況②的邊緣應(yīng)力比；w——加強(qiáng)筋的變形，mm，按下式計(jì)算：ww0w1其中：w0——假定的缺陷，mm，一般可按如下取用：w0ls/1000；(SI)：w0wna(PI)：w0wnawna——帶板中點(diǎn)到計(jì)及本章3.3.3（5）定義的帶板有效寬度的加強(qiáng)筋中和軸的距離，mm；w1——由側(cè)向載荷P導(dǎo)致的加強(qiáng)筋在其跨距中點(diǎn)處的變形，mm。如為均布載荷，w1可按如下取用：Psl4s一情，wPsl4s1 i3841075Psl4s對(duì)兩削的筋，w5Psl4s1 i384107fc——加強(qiáng)筋提供的彈性支撐，N/mm2，按如下計(jì)算：f2cfFEl(1cp)cp

s10.9112I 1 31014cxa——l

2s

cxa

stp

2s，則cxa

s ；2s lsls2s，則

1

ls

222sxa 2s w——扭轉(zhuǎn)變形引起的應(yīng)力，N/mm2，按如下取用：w(SI)： wt 2 1 wEy

fh

1；sw w2s

0l

0.4ReH_S ET (PI)：中國(guó)船級(jí)社礦砂船船體結(jié)構(gòu)高級(jí)屈曲評(píng)估指南3中國(guó)船級(jí)社礦砂船船體結(jié)構(gòu)高級(jí)屈曲評(píng)估指南3/極限強(qiáng)度的閉合公式評(píng)估方法（CFM）PAGEPAGE34w0；yw——從加強(qiáng)筋橫截面中心到加強(qiáng)筋翼板自由邊緣的距離，mm，按如下取用：ytw；w 2ht2tb2

wbf

ww f2As

；ht2t

(b22bd)對(duì)剖面材，yb

ww f f f fw fout w

2As(ht)t2t(bt)2對(duì)剖面材，yb

f w f f ww fout wTybf；

2Asw 200——系數(shù)，按下式計(jì)算：0

lshw

103ET ——N/mm2ET E2I102 ET 2s

0.385ITlpIlpIp其中：I——加強(qiáng)筋關(guān)于點(diǎn)C的極慣性矩，cm4，按表3.3.4定義，點(diǎn)C如圖3.1.1所示；pTI——加強(qiáng)筋的圣維南慣性矩，cm4，按表3.3.3定義；TI——加強(qiáng)筋關(guān)于點(diǎn)C的剖面扇形慣性矩，cm6，按表3.3.3定義，點(diǎn)C如圖3.1.1所示；

——固定度，按下式計(jì)算：

ls

103I0.75seI0.75se0.5tfft3pt3wwA——腹板面積，mm2；wA——mm2。中國(guó)船級(jí)社礦砂船船體結(jié)構(gòu)高級(jí)屈曲評(píng)估指南中國(guó)船級(jí)社礦砂船船體結(jié)構(gòu)高級(jí)屈曲評(píng)估指南3/極限強(qiáng)度的閉合公式評(píng)估方法（CFM）PAGEPAGE35典型截的性矩 表3.3.3橫截面特性扁鋼(1)球扁鋼、角鋼、L2、L3和T型材IPh3tww3104A(e)2 wf f Ae2104ff 3 ITht3 tww10.63w3104 hw(e0.5t)t3 t f fw w 3104 10.63e0.5t f fbt3 tff f310410.63b fIh3t3ww36106對(duì)球扁鋼、角鋼及L2、L3剖面型材：Ae2b2A2.6Afff f w12106AA f w對(duì)T型材：b3te2fff12106注(1)：tw為腹板厚度，mm，本表不用于3.3.3（2）中定義的tw_red。加強(qiáng)筋的有效帶板寬度beff，mm，按如下取用：b minCxb,ss

當(dāng)x0eff s

當(dāng)0s x式中：s——有效寬度系數(shù)，按如下取用： 1.12

leffmin 1

1.75;1.0

當(dāng) 1ss l eff s0.407leff

當(dāng)leff1 s sleff——加強(qiáng)筋有效長(zhǎng)度，mm，按如下取用：3ls對(duì)兩固的筋，leff 3ls；leffls；當(dāng)根據(jù)第2章2.7，從有限元分析得到的參考應(yīng)力x和y均為壓應(yīng)力時(shí)，應(yīng)根據(jù)下列公式進(jìn)行修正：如xy，則：如yx，則：對(duì)于其他情況，則：

xcor0yx0xyyx主要支撐構(gòu)件開(kāi)口腹板的屈曲評(píng)估應(yīng)基于軸向壓應(yīng)力和剪切應(yīng)力的聯(lián)合作用。與開(kāi)口兩邊鄰接的腹板應(yīng)作為單獨(dú)的非加筋板格，如表3.4.2所示。應(yīng)采用3.3.2（1）的相關(guān)方程，且：屈曲利用因子：

1opening1c

xavy0avav——21.2.1c——33.（1在應(yīng)用表3.4.2時(shí)，加權(quán)平均剪應(yīng)力按如下取用：①如果模型中建立了主要支撐構(gòu)件上的開(kāi)口模型，則：av——3.4.2中的P1PP3N2；②如果模型中沒(méi)有建立主要支撐構(gòu)件上開(kāi)口的模型，則：av——表3.4.2中給出的加權(quán)平均剪切應(yīng)力，N/mm2。與開(kāi)口兩邊鄰接的腹板板格的折減因子Cx或Cy與C組合，應(yīng)按表3.4.2所示選取。3.4.3圖3.4.3主要支撐構(gòu)件腹板的理想化3.4.12.3.12.3.1（1）~（6）中指明之外，一般采用UP-B的方法。也可根據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)際布置情況，經(jīng)CCS同意，采用更為合適的板格屈曲評(píng)估方法。中國(guó)船級(jí)社礦砂船船體結(jié)構(gòu)高級(jí)屈曲評(píng)估指南中國(guó)船級(jí)社礦砂船船體結(jié)構(gòu)高級(jí)屈曲評(píng)估指南3/極限強(qiáng)度的閉合公式評(píng)估方法（CFM）PAGEPAGE38支撐構(gòu)件上的開(kāi)口未建在模型中支撐構(gòu)件上的開(kāi)口已建在模型中CCx，支撐構(gòu)件上的開(kāi)口未建在模型中支撐構(gòu)件上的開(kāi)口已建在模型中CCx，Cy21.2.1?適和P2?avav(web)；21.2.1?不和P2??avav(web)h/(hh0)對(duì)于P1和P22表1.2.1中的工況?或?選取。avavP1avavP2對(duì)于P1和P2區(qū)域，21.2.1＝1.0。(a)邊緣未加強(qiáng)結(jié)構(gòu)布置有加強(qiáng)

av

avP1P2

av

av

對(duì)于P1和P22且板邊應(yīng)力比取ψ＝1.0。

對(duì)于P1和P22表1.2.1中的工況?選取。

對(duì)于P1和P221.2.1中的?avav(web)h/(hh0)腹板例 TB

P1

P2 TB

P1P2(a)P3(b)評(píng)估。

P3

注：1.P1P2hav(web)

——主要支撐構(gòu)件開(kāi)口腹板的高度，m；——沿著腹板高度方向量得的開(kāi)口高度，m；——本表中，腹板上用點(diǎn)劃線標(biāo)識(shí)的矩形區(qū)域的加權(quán)平均剪應(yīng)力，N/mm2。中國(guó)船級(jí)社礦砂船船體結(jié)構(gòu)高級(jí)屈曲評(píng)估指南中國(guó)船級(jí)社礦砂船船體結(jié)構(gòu)高級(jí)屈曲評(píng)估指南3/極限強(qiáng)度的閉合公式評(píng)估方法（CFM）PAGEPAGE40支桿、支柱和橫撐材對(duì)于軸向受壓的支桿、支柱和橫撐材，其桿件屈曲的利用因子pillar，按下式計(jì)算：pillar

avcrav式中：——N/mm2；av——最小臨界屈曲應(yīng)力，N/mm2，按如下取用：cr ①，對(duì)E0.5ReH_cr ② 1_S

，對(duì)0.5Rcr

4E

eH_

E eH_SE——最小彈性受壓屈曲應(yīng)力，N/mm2，由各個(gè)屈曲模式分別得出，分別對(duì)應(yīng)于本章E3.5.4中的EC、EI和ETF；H_S——N2軸向壓件彈柱曲應(yīng)力 ，N/mm2，按下計(jì)算： 2Ef I 104EC end 2pill式中：I——橫截面的最小慣性矩，cm4；A——構(gòu)件的橫截面積，cm2；lpill——構(gòu)件的長(zhǎng)度，m，按如下取用：①對(duì)于支柱和支桿及槽形艙壁槽條：構(gòu)件的無(wú)支撐長(zhǎng)度；pill②對(duì)于橫撐材：對(duì)于邊貨艙的橫撐材：與橫撐材水平桁相連的縱艙壁上的縱骨翼板與內(nèi)殼板上的縱骨翼板之間的距離；fend——端部約束因子，按如下取用：enfend1.0,兩端簡(jiǎn)支；fend,fend4.0，兩端固定；②對(duì)于橫撐材：fend2.0③對(duì)于槽形艙壁槽條：應(yīng)根據(jù)槽條兩端的約束情況，選用合適的端部約束因子之值。對(duì)于任意一端，如果凳的寬度超過(guò)了槽深的2倍，則該端約束可視為固定，否則視為簡(jiǎn)支。如支柱的端部裝設(shè)有效的肘板，則可視為固定。該肘板應(yīng)由比支柱彎曲剛度大的構(gòu)件支持。軸向受壓構(gòu)件的彈性扭轉(zhuǎn)屈曲應(yīng)力ET，N/mm2，按下式計(jì)算：2f Ec sv end warp104ET I Il2pol polpill式中：ISV——圣維南慣性矩，cm4，對(duì)于一些橫截面示例，參見(jiàn)表3.5.3；Ipol——關(guān)于橫截面剪切中心的極慣性矩，cm4，按下式計(jì)算：I IIAy2z2pol y z 0 0cwarp——翹曲常數(shù)，cm6，對(duì)于一些橫截面示例，參見(jiàn)表3.5.3；pill——m3.5.2；y0——相對(duì)于橫截面形心的剪切中心位置y坐標(biāo)，cm，對(duì)于一些橫截面示例，參見(jiàn)表3.5.3；z0——相對(duì)于橫截面形心的剪切中心位置z坐標(biāo)，cm，對(duì)于一些橫截面示例，參見(jiàn)表3.5.3；A——橫截面積，cm2，定義見(jiàn)本章3.5.2；4Iy——ycm；4Iz——zcm。3.5.4/中國(guó)船級(jí)社礦砂船船體結(jié)構(gòu)高級(jí)屈曲評(píng)估指南中國(guó)船級(jí)社礦砂船船體結(jié)構(gòu)高級(jí)屈曲評(píng)估指南3/極限強(qiáng)度的閉合公式評(píng)估方法（CFM）PAGEPAGE42對(duì)于形心和剪切中心不重合的橫截面，應(yīng)校核扭轉(zhuǎn)和柱屈曲模式之間的相互作用。對(duì)應(yīng)于軸向受壓的彈性扭轉(zhuǎn)/柱屈曲應(yīng)力ETF，按下式計(jì)算： 1 2 N2ETF E ET E ET EET式中：——系數(shù)，按下式計(jì)算：y2z2A1 0 0Ipol其余符號(hào)——見(jiàn)本章3.5.2和3.5.3。中國(guó)船級(jí)社礦砂船船體結(jié)構(gòu)高級(jí)屈曲評(píng)估指南中國(guó)船級(jí)社礦砂船船體結(jié)構(gòu)高級(jí)屈曲評(píng)估指南3/極限強(qiáng)度的閉合公式評(píng)估方法（CFM）PAGEPAGE43典型截的性 表3.5.3I 1t3dt3sv 3 ff wtw cm4d2b3tc wtff106warp 24 cm6I 1t3dt3sv 3 ff wtw cm4y0=0cm0.5d2t z0 wtw dwttwbftfcmb3t34d3t3c ff wtw106warp 144 cm6I 1t32dt3svnet50 3 fuf wtw cm4y0=0cmd2t101 0.5d2t101z0 wtw wtw 2dwttwbftf dwttwbfutf/6cmb2d3tttfuwtw wtw fuf 6cwarp tbt wtw fuf cm6I 1t3t3bt3dt3sv 3 f1f1 f2f2 f3f3 wtw cm4y0=0cm(b dt 0.5d2t)101zz f3wtf3 wtwo s dtb t t b twtw f1f1 f2f2 f3f3 cm Ib2 d 2c IZ2f2f1I wtZ cm6warp f1s 200 f310 s b t 3t b t b2I ( f1 f2 f1 f2f2 f1f1 12 2 4cmb3tI f2f2104f2 12 cm4b3tI f3f3104f3 12 cm4zIf3dwt101s I If1 f3 cm1）；（2）給出了幾種典型橫截面的屬性，其他類(lèi)型橫截面的屬性應(yīng)根據(jù)直接計(jì)算確定。槽形艙壁槽形艙壁柱式整體屈曲的計(jì)算對(duì)象為每一個(gè)由1/2面板+1腹板＋1/2面板構(gòu)成的槽條單元，如圖3.6.1中的灰色區(qū)域所示的單個(gè)槽條；圖3.6.1槽條單元示意圖overall3.5.23.5.1lpillfend槽形艙壁面板和腹板的局部屈曲利用因子Corr，應(yīng)基于面內(nèi)應(yīng)力和剪應(yīng)力的組合進(jìn)行計(jì)算。參考應(yīng)力的計(jì)算方法見(jiàn)第2章2.9.2，且應(yīng)考慮以下兩種應(yīng)力組合：①平行于槽條方向的正應(yīng)力x達(dá)到最大值，以及該位置處相應(yīng)的剪應(yīng)力和垂直于槽條方向的正應(yīng)力y；②剪應(yīng)力力xy；附錄2表12.1152xy1COMPASS-ABA-CFM本軟件是CCSExcelVBA3.7.2圖3.7.2COMPASS-ABA-CFM軟件主界面CCS/關(guān)于中國(guó)船級(jí)社礦砂船船體結(jié)構(gòu)高級(jí)屈曲評(píng)估指南中國(guó)船級(jí)社礦砂船船體結(jié)構(gòu)高級(jí)屈曲評(píng)估指南2PAGEPAGE46附錄2板格的屈曲因子和折減因子符號(hào)說(shuō)明33.1.1。平面板格1.2.1。曲板板格R/tp1.3.1。中國(guó)船級(jí)社礦砂船船體結(jié)構(gòu)高級(jí)屈曲評(píng)估指南中國(guó)船級(jí)社礦砂船船體結(jié)構(gòu)高級(jí)屈曲評(píng)估指南2PAGEPAGE47平面格屈因和減因子 表1.2.1工況應(yīng)力比長(zhǎng)寬比屈曲因子K折減因子C10KF 8.4x long1.1當(dāng)x0Cx1當(dāng)x0時(shí)：Cx1 Cc10.22 x 2 c 其中：c(1.250.12)1.25c110.88c 2 c ①01KxFlong7.63(6.2610)1KF 1)2x long②10 12212KF y tran (1)2.4 110026.9f1 當(dāng)y0時(shí)，Cy1；當(dāng)y0時(shí)：1 RF2(HR)Cyc 2 其中：c(1.250.12)1.25R(1c) Rc0.5c(110.88c)6f1(1)(1)6f0.6(16)(14)1 0.35但不大于14.5214030F 122K trany (1f2.426.9f23f)3 1 26(1)f0.6(114)1 但不大于14.50.352f2f30F1K12c0 0.91 p1 22且123p pc11的定義見(jiàn)3.3.2（3）②。H 2 Rc(TT24)T14133(1)6(1)f111 f2f301.5(1)3(1)f1(2)49(1)(2)1 3f2f3011.5(1)如果1.5，則1 41f121613(1) f22；f30如果1.5，則f21.51111 1 (116f2)f 4 f02 1 ；3f41.5Min(1.5;)20.75(1)(1)f10f1484f22 3 4 f3f(f413 4 1.811.31 f41.5Min(1.5;)21432Ky1f3式中，fff513 51.81 5.24 f91x()25 ③104(0.42512)Kx 1Cx1 C 1 0.7x 20.5101K4(0.42512)(1)x5(13.42)④ 11K0.42513x 22 ⑤--1.64Kx1.281.64K10.560.132x 2⑥104(0.4252)Ky(31)2Cy1 C 1 0.7y 20.5101K40.42521111y 2 2⑦11K0.42523y 2⑧--K10.560.13y 2 4⑨--Kx6.97Cx1 C1.1310.22 0.83x 2 ⑩--K42.070.67y 2 4Cx1 C1.1310.22 0.83x 2 ?--4Kx4Cx1 C1.1310.22 0.83x 2 444Kx42.743?--Ky與工況②中的相同。如果2，則CC；y y2如果2，則C1.061C；y y2 上式中，Cy2按工況②計(jì)算。?--4Kx6.97Cx1 C1.1310.22 0.83x 2 444Kx713?--6.97 3.1414Ky24 3 Cy1 C1.1310.22 0.83y 2 ?--K34 21 C0.84 0.84 ?--K 3.34Max4;7.15 2 2.5 ?--KKcase15rKcase15?Kr=開(kāi)口折減因子，取作：r1da1db a bda0.7 且 db0.7a b?--K30.64 2 1 C0.84 0.84 --K=8板格邊緣的約束條件： —————— 注(1)：所列工況為一般性工況，應(yīng)力分量(x,y)基于局部坐標(biāo)系。滿足R/tp的曲板的曲子和減子 表1.3.1工況長(zhǎng)寬比屈曲因子K折減因子Cd0.5R tpd2K1Rtp對(duì)于一般性應(yīng)用：C1對(duì)axC1.2330.933對(duì)0.251axC0.3/2對(duì)11.5axC0.2/2對(duì)1.5ax對(duì)于單個(gè)曲面區(qū)域，如其邊界由平面板格所圍的舭列板，則：C0.651.0ax 21d2 d tp d2K0.267 3 0.4RtpR RRtpd0.5R tp2ad (Rt)0.175K 3 pRt d0.35p對(duì)于一般性應(yīng)用：C1對(duì)tgC對(duì)1.2tgC0.65對(duì)1.2tg 2對(duì)于單個(gè)曲面區(qū)域，如其邊界由平面板格所圍的舭列板，則：d1.63RR tpd1.63Rd2 R22K0.3 2.25R2 dt pR tp2b2pe——外部壓力，N/mm。C0.81.0tg 23d RR tpK Rtp0.3RtpRt d d2p同工況2ad RR tp2d2 R2K0.3 0.291R2 dt p4d8.7R tp0.67d3K328.3R1.5t1.5pC1對(duì)0.4d8.7R tp0.28d2K3 RRtpC1.2740.686對(duì)0.41.2C0.652 對(duì)板格邊緣的約束條件： —————— 中國(guó)船級(jí)社礦砂船船體結(jié)構(gòu)高級(jí)屈曲評(píng)估指南中國(guó)船級(jí)社礦砂船船體結(jié)構(gòu)高級(jí)屈曲評(píng)估指南4/極限強(qiáng)度的彈塑性評(píng)估方法（EPM）PAGEPAGE58第4章加筋板格屈曲/極限強(qiáng)度的彈塑性評(píng)估方法（EPM）一般要求本章引入CCS（EPMEPM方法在下列情況下可以比閉合公式法得到更加準(zhǔn)確的屈曲評(píng)估結(jié)果，因此可有條件允許采用EPM“A”。注：下述情況可作為EPM方法替代閉合公式法的條件：①用閉合公式法計(jì)算扁鋼加筋板結(jié)構(gòu)時(shí)，出現(xiàn)較為明顯的屈曲能力降低情況，如板格長(zhǎng)寬比6時(shí)的扁鋼加筋板結(jié)構(gòu)；②用閉合公式法計(jì)算板格長(zhǎng)寬比12的板格時(shí)，出現(xiàn)板的屈曲能力隨減小而降低的情況；③雙向加筋板格，密加筋板格；④輕型加筋板格，如上層建筑圍壁加筋板結(jié)構(gòu)，高速船上的加筋板結(jié)構(gòu)等；⑤其他采用閉合公式法得出不合理結(jié)果的情況。EPMCCS專(zhuān)用軟件COMPASS-ABA-EPMCOMPASS-ABA-EPM使用EPM/EPM2“A”“方法A”——對(duì)應(yīng)于EPM方法給出的彈塑性屈曲評(píng)估結(jié)果。基本方法EPM方法基于彈性大撓度板殼理論分析和剛塑性分析，通過(guò)對(duì)非加筋板/加筋板結(jié)構(gòu)各種可能的屈曲失效模式分析，確定出最危險(xiǎn)失效模式及對(duì)應(yīng)的屈曲能力。EPM方法的主要步驟如下：4.2.2。42.（1。42.（2。圖4.2.1（1）針對(duì)一種屈曲失效模式的彈塑性屈曲計(jì)算分析曲線圖4.2.1（2）針對(duì)各種屈曲失效模式的彈塑性屈曲計(jì)算分析曲線PPP4.2.24.3。加筋格屈失模和理分模型 表4.2.2分析模型失效模式理論分析模型名稱編號(hào)非加筋板格（UP）（）加筋板的彈性屈曲⑤無(wú)筋板格極限強(qiáng)度非加筋板格的極限強(qiáng)度①屈服Mises屈服準(zhǔn)則⑥縱向加筋板格（SP）整體彈性屈曲加筋板的彈性屈曲⑤縱向加筋板格整體屈曲加筋板的整體屈曲②（）加筋板的彈性屈曲⑤（）非加筋板格的極限強(qiáng)度①加強(qiáng)筋彎曲屈曲加強(qiáng)筋的彎曲屈曲③加強(qiáng)筋扭轉(zhuǎn)屈曲加強(qiáng)筋的扭轉(zhuǎn)/側(cè)傾屈曲④全部屈服Mises屈服準(zhǔn)則⑥正交加筋板格（OSP）加筋板的彈性屈曲⑤正交加筋板格整體屈曲加筋板的整體屈曲②縱向加筋子板格整體彈性屈曲加筋板的彈性屈曲⑤縱向加筋子板格整體屈曲加筋板的整體屈曲②加強(qiáng)筋彎曲屈曲加強(qiáng)筋的彎曲屈曲③加強(qiáng)筋扭轉(zhuǎn)屈曲加強(qiáng)筋的扭轉(zhuǎn)/側(cè)傾屈曲④全部屈服Mises屈服準(zhǔn)則⑥理論分析模型注：本小節(jié)主要為原理闡述，條文中將略去或簡(jiǎn)略一些公式和圖示中的符號(hào)說(shuō)明。wA

sinixsinjy0 0ij a bwA

sinkxsinlykl a b3 kx kywsAskksink1

sina b4311：rtx(=0

y(0,bt

rty(=0

x(0,at) , y(b,bb)，

x(a,aa)rx rcx t

ry rcy t trtx rtx

y(b,

(=0

(a,a)式中：σrtx和σrty——分別為縱向和橫向拉伸殘余應(yīng)力；σrcx和σrcy——分別為縱向和橫向壓縮殘余應(yīng)力；對(duì)低碳鋼：σrtx=σrty=σ0對(duì)高度： σrtx=σrty=0.8σ0σ0——板材的屈服應(yīng)力yyata-2atatbtσrtyσrcy b-2btbtxσrcxσrtx圖4.3.1（1）板格焊接殘余應(yīng)力分布1M1到Nj(k,l)撓度板的相容方程：2w2

2w2w 2w

2w2w4FE

0

0 0邊界條件為：

x2

y2

x2

y2bt

dy

)b

ybdyb

ybdy0,0 x x tx

0 x

bb

x 2 t 2bbt

dy

)(b

bbt

ybdy=0b x x x t b x t t 2at

dx

)a

at

xadxa

xadx0,0 y y ty

0 y

aa

y 2 t 2aat

dx

)(a2a

aat

xadx=0a y y y t a y t t 2xy|x0,a0，xy|xa/20式中，F(xiàn)——應(yīng)力函數(shù)；

y0,b

y0/2E——材料彈性模量。

ECEBWWp0式中：Ec——板格的壓縮應(yīng)變能；EB——板格的彎曲應(yīng)變能；Wσ——板格的雙向軸壓作功；Wp——板格的側(cè)向壓力做功。D 2F2w

2w

2F2w

2w

2F2w

2w4w

s 0

s 0

s 0t s y2

x2

x2

x2

y2

y2

xy相容方程：1 2w

2w2w 2w2w 2w2w 2w2w4F s

s s2 s 0 0 s s 0E

x2 y2 x2 y2 x2 y2CB Cb/lCB Cb/lⅡB—BⅡI I a/kB A—A

ACBC—CI

A—AAAb/lBAa/kIIIIAkl Aa/kIIII

C—CCACAB—Bc2 tc

t2 t22 t2222243212220432122202

=m)0 1 1c 0 1 2 p

1c 2

p 4

1t

1c 2對(duì)于鉸線I，II和III的角度分別為45°和90°，塑性彎矩如下：163-212163-21222x y xyy xmmp

o x y y y x m

mp

222)44122x2xyo y x xy4122y2xy4122y2xym

0o x y ybwt/2σwcrcσsfσswσfcrcbft/24.3.1Tbwt/2σwcrcσsfσswσfcrcbft/2bbwt/2σswσwcrc圖4.3.2（1）T型加強(qiáng)筋的殘余應(yīng)力分布圖4.3.2（2）扁鋼加強(qiáng)筋的殘余應(yīng)力分布具有初始撓度的正交異性板的彈性大撓度相容方程：14F 1

v4F

14FyE x4y

2xG Ex

x2y2E

y4x2w2x

2w2w 2w

2w2w

0

0 0xy

x2y2

x2 y2中國(guó)船級(jí)社礦砂船船體結(jié)構(gòu)高級(jí)屈曲評(píng)估指南4中國(guó)船級(jí)社礦砂船船體結(jié)構(gòu)高級(jí)屈曲評(píng)估指南4/極限強(qiáng)度的彈塑性評(píng)估方法（EPM）PAGEPAGE64正交異性板的壓縮應(yīng)變能EIP和彎曲應(yīng)變能EIB分別為：E t

ab

dxdyP 200 xx yyyabD2(ww)2 D2(ww)2yEIB

x 0 02 222002

2 y yDvDvy

2(w

)2(ww)

2(w

)2xxy x

0

0+H

0dxdy2 x

y

xy 正交異性板的外力功為：abWp00q(w0)yuav1NbxAfxNbxwxabvyavNbyAfyNbyAwy)at應(yīng)用能量原理EIPEIBWp0，得到彈性大撓度變形的如下方程：3Q0正交異性板的內(nèi)力功WI和外力功WE分別為：NNWIln1n

MndlnNNWEln1n

Nnwnndln應(yīng)用塑性上界理論，得到剛塑性變形解為：RklT＝p0pwfAwf(Nbx1)0wf1Awf(Nbx1)式中：p和wf——中國(guó)船級(jí)社礦砂船船體結(jié)構(gòu)高級(jí)屈曲評(píng)估指南中國(guó)船級(jí)社礦砂船船體結(jié)構(gòu)高級(jí)屈曲評(píng)估指南4/極限強(qiáng)度的彈塑性評(píng)估方法（EPM）P