海洋工程结构复习.docx

船体部分一、移动式平台的种类坐底式平台又称钻驳或插桩钻驳适用30m以下浅水域特点:两个船体：上船体又叫工作甲板，安置生活，舱室和设备下部是沉垫，起压载和海底支撑作用，钻井的基础着底方式：沉垫内注水缺点：作业水深有限，受海底基础制约（平坦及坚硬程度）自升式平台又称甲板升降式或桩腿式平台特点:工作时桩腿着底，平台升离海面；移位时平台降至水面，桩腿升起，平台变驳船优点：钢材少，造价低，适应各种海况缺点：桩腿长度有限，工作水深受限120m自航、助航、非自航（大多数）钻井船浮船式钻井平台，机动船或驳船上安装钻井设备平台靠锚泊或动力定位系统定位推进能力：自航、非自航 船型：端部钻井、舷侧钻井、船中钻井、双体船钻井 定位：一般锚泊式、中央转盘锚泊式、动力定位式船身易受波浪影响，易改装半潜式平台浮于水中，用若干根立柱或沉箱将下部结构的沉垫浮体和上部结构的甲板联结起来三角形、矩形、五角形、 V字形之分采用锚泊定位、动力定位作业水200m~500m半潜式和坐底式钻井装置统称支柱稳定式钻井装置牵索塔式平台对称布置的缆索使塔保持正浮状态，每根钢缆通过旋转接头直到海底，与水泥块或桩连接拉紧适合深水域，作业水深200m~650m。

塔是顺应式的，能随波浪力的响应稍微移动，其系泊系统能对塔提供足够的复原力，使它始终保持垂直状态张力腿式平台利用绷紧状态下的锚索产生的拉力与平台的剩余浮力相平衡的钻井平台或 生产平台采用锚泊定位（锚桩或重力式锚）平台的重力小于浮力，所相差的力量可以依靠锚索向下的拉力来补偿，而且此拉力应大于由波浪产生的力，使锚索上经常有向下的拉力，起着绷紧平台的作用设计时考虑不同的载况和海况2、固定式平台混凝土重力式平台平台底部为巨大混凝土基础，用三个或四个空心的混凝土立柱支撑甲板结构平台底部基础分隔为贮油舱和压载舱钢质导管架式平台平台通过打桩的方法固定于海底，海上油田应用广泛 二、总纵强度、横向强度、扭转强度的定义和原因总纵强度定义： 船体抵抗总纵弯曲变形和破坏的能力总纵弯曲： 作用在船体上的重力、浮力、波浪水动力和惯性力等而引起的船体绕水平横轴的弯曲，总纵弯曲由静水与波浪纵总纵弯曲叠加而成1） 船体在静水中的总纵弯曲船体静水中的受力：船体自重和机器、装备、燃料、水、供应品、船上人员及行李和载货的重力；水的浮力2） 船体在波浪中的总纵弯曲在波浪中，船体内产生的弯矩会较静水中的大当船长与波长相等时，船体弯曲最大。

总纵弯曲产生的原因：a. 设想将船体沿船长方向分割成若干段，由于重力与浮力沿船长方向分布不一致，作用在每一段上的重力和浮力不相等，达到重新平衡必须产生上下移动趋势，直至平衡变形趋势如图b. 实际中船体作为一个整体不可能发生上述变形情况，在船体结构内部必然有内力产生，使船体发生弯曲船体的重力随装载情况变动，浮力大小分布由船体浸水部分形状决定船体横向强度定义：船体结构必须具有足够的能力抵抗外力作用，保持船体横向的正常形状，不发生变形或破坏船体结构的这种能力称为船体横向强度瘦长的水面船舶，一般情况满足总纵强度，横向强度也可满足短而宽， B/D较大或甲板有大开口的船体，侧重考虑横向强度产生的原因：在水压力与重量的作用下，船体发生横向弯曲变形；船体在波浪航行中，由于船体左右两舷水压力不对称保证船体横向强度的构件：横舱壁；由肋骨、横梁与肋板组成的横向框架以及相连的外板和甲板板等扭转强度的定义：船体抵抗扭转力矩作用的能力称为船体扭转强度具有较多的横舱壁及横向肋骨框架，而且开口较小的船体具有较大的抗扭刚度对于宽深比较大而舱壁少或甲板有长开口的船舶，抗扭转强度要重点考虑扭转强度的产生的原因：船体斜向处于波浪中，船首、尾的波浪表面具有不同的倾斜方向，由于重力、浮力分布不均，加之波浪影响，船体发生扭转变形。

或者首尾重量堆积不一侧，产生扭矩，使船体发生扭转三、中拱弯曲和总垂弯曲中拱弯曲：波峰处于船中，使船体中部产生向上弯曲船体甲板受拉伸，底部受压缩中垂弯曲：波谷处于船中，使船体中部产生向下弯曲船体甲板受压缩，底部受拉伸四、船舶外板的组成，厚度沿船长、肋骨周长的分布规律外板组成外板组成：船底板、舭列板、舷侧外板、舷顶列板列板：钢板逐块端接而成的连续长板船底板：位于船底的各列板平板龙骨：位于船体中线的一列船底板舭列板：由船底过渡到舷侧的转圆处的列板舷侧外板：舭列板以上的外板舷顶列板：与上甲板连接的舷侧外板外板与甲板厚度沿船长方向的变化总纵弯曲力矩最大值通常在船中0.4L区域内，沿首尾两端的弯矩逐渐减小至零沿船长厚度变化： 0.4L区域内厚度最大，离首尾端0.075L区域内较薄，两者之间为厚度过渡区域首尾端适当加厚平板龙骨的宽度和厚度由首至尾保持不变外板厚度沿肋骨围长的变化沿肋骨围长的变化： 平板龙骨和舷顶列板受较大的总纵弯曲应力，较其他外板要厚船中0.4L区域内，舷顶列板厚度不小于甲板边板厚度4/5，不小于相邻舷侧外板厚度上甲板较其他下层甲板要厚些五、外板的端接缝、边接缝的布置端接缝：钢板横向接缝。

边接缝：钢板纵向接缝外板边接缝的布置A.避免与纵向构件的角焊缝重合或形成过小的交角B.纵向构件与外板边接缝的交角小于30度时，应将接缝改为阶梯形C.板缝布置与纵向构件一直平行很长一段时，间距大于50mmD.外板排列应充分利用钢板规格，减少剪裁，减少焊缝数量E.水线以上部分的舷侧外板，应尽可能与甲板边线平行当肋围减小时，一般将两列板并为一列板并板有双并板和齿形并板两种形式外板端接缝的布置A.各列板的端接缝应尽可能布置于同一横剖面上B.应布置于1/4或3/4肋距处，板在该处局部弯曲应力最小六，甲板开口如何增强1. 甲板开口处的加强1)甲板上的人孔开口，做成圆形或长轴沿船长方向布置的椭圆形2)矩形大开口加强：A.角隅做成圆形、椭圆形或抛物线形圆形角隅半径不小于开口宽1/20~1/10，甲板板加复板或加厚板加强椭圆形或抛物线形，可不必对角隅的甲板板加厚，但符合图中要求B.加厚板的加强如图：七、骨架形式、特点和应用纵向构件：船体中沿船长方向布置的构件，如纵骨、纵桁等横向构件：沿船宽方向布置的构件，如横梁、肋板等A.横骨架式：横向构件布置得密、间距小，而纵向构件布置的稀、间距大B.纵骨架式：纵向构件布置得密、间距小，而横向构件布置的稀、间距大。

C.纵横骨架式：纵横构件布置的间距接近相等骨架的特点:横骨架式船体：船体各部分都是由横骨架式结构组成的纵骨架式船体：船体各部分都是由纵骨架式结构组成的纵横混合骨架式：一部分采用横骨架式，另一部分采用纵骨架式采用不同的骨架形式根据保证船体总纵强度和横强度的要求不同纵横骨架受力传递过程如图骨架的应用：大中型细长船体与沉垫多采用纵骨架式保证总纵强度；肥大短粗形船体及甲板大开口船多采用横骨架式，提高横向强度从工艺性考虑，横骨架式优于纵骨架式从使用性考虑，小型船采用横骨架式；液体船多采用纵骨架式八、底部、舷侧、甲板、舱壁板架结构的基本构件有哪些底部板架构件的定义：外底板：船体两侧舭部间的船底外板的总称平板龙骨：船底中央的一列板左右两侧列板称龙骨翼板内底板：内底铺板的总称，两侧与外板连接的列板称为内底边板中内龙骨：单底船上，位于船体中央平板龙骨的纵向大型材旁内龙骨：中内龙骨左右两侧的纵向大型材中底桁：双底船上，位于船体中央平板龙骨上的纵向大型材旁底桁：中底桁左右两侧的纵向大型材船底纵骨：船底板架为纵骨架式，外底板上的纵向小型材内底纵骨：内底板下表面的小型材船底横向型材总称为肋板分为：主肋板、框架肋板、水密肋板。

舷侧板架结构的基本构件舷侧板架构件定义：舷侧板：舭板以上的船舷外板总称舷顶列板：舷侧板上缘与上甲板连接的舷侧列板水线列板：水线区域的舷侧板肋骨：支持外板与保持船形的横向骨架的总称，分为强肋骨、主肋骨、中间肋骨、甲板间肋骨与尖舱肋骨舷侧纵桁：在舷侧板上纵向安置的尺寸较大的型材尺寸较小的型材称舷纵骨甲板板架构件定义：甲板：由板与型材组成的板架结构的总称甲板板：甲板铺板的总称甲板边板：甲板左右两侧与舷顶列板相连接的一列甲板板横梁：甲板板下面安装的横向型材分为：强横梁、横梁、舱口梁及半梁甲板纵桁：甲板下表面纵向安置的尺寸较大的型材尺寸较小的型材称甲板纵骨舱壁板架构件定义：舱壁板：舱壁结构中所用的板材舱壁型材：横舱壁板上垂直或水平安置的小型材称扶强材；垂直放置的大型材称竖桁；水平安置的大型材称水平桁九、船底结构的特点 单体双体的特点：船体（沉垫）底部结构由底部板与骨架组成它是整个船体与平台结构的基础有些船体（沉垫）只有一层底部，称为单底船（沉垫）有的船体在底部骨架上再铺设一层保持紧密的钢板，形成第二层底部板，称为双底船（沉垫）特点： 单底结构只有一层底板，结构简单，施工方便，大多用于小型船或中型船的首尾端。

双层底除了底板外，还有一层内底板作用： 当底部在触礁或搁浅等意外情况下遭到破损时，双层底能保证船舶的安全双层底舱的空间可装载燃油、润滑油和淡水；或用作压载水舱除油船外，大多数海船从首尖舱舱壁到尾尖舱舱壁都采用双层底，小型船舶仅在机舱等局部区域采用双层底半潜式平台的沉垫既有单底也有双底单底横骨架式底部结构形式：2）各组成构件的布置a.主肋板：这是单底船（沉垫）底部骨架中横向构件应按每档肋骨位置设置，一般其间距0.5~0.7m ， 随船的大小和肋板所在的区城不同而改变底部中部主肋板向两舷延仲的腹板高度可逐渐减小，但在舭部区域，因肋板受剪切力较大，必须有足够的腹板而积，故要求在离中线面 3/8B处的腹板高度不小于中线面处腹板高度的1/2，保证该处肋板的强度和刚度为了保证肋板具有一定的刚度以防止发生变形，它的高度通常取肋板跨距的1/20肋板通常作成T 型，也可用折边板，但因剖面形状不对称，其抗弯强度与刚度均比T 型材差，一般用于较小船舶b.中内龙骨：它通常是连续贯通船长（仅在首尾端可在肋板处间断），除参与总纵弯曲及底部板架的局部弯曲而在总纵强度及局部强度中起作用之外，还起着联系肋板，防止其歪倒及承受坞墩木反力的作用。

通常它的高度与主肋板相同，但其面板面积至少为肋板面板面积的1.5倍中内龙骨的厚度要由强度计算确定c.旁内龙骨：在中内龙骨两侧可布置1~2 根，间距尽可能均匀分布，在首尾两端可逐渐减小间距它起着联系肋板，防止其歪倾，承受和分散偶然性集中载荷的作用，并将其传递到更多的肋板上通常它是间断地设置在肋板之间3）各构件的连接a.舭部节点：主肋板与肋骨下端一般采用舭肘板连接常用的连接形式如图：b.横舱壁处的节点：内龙骨与横舱壁相交时，通常有下列几种连接形式，如图2 -28 所示:① 用带有面板或折边的肘板将内龙骨与舱壁连接肘板的厚度与内龙骨腹板厚度相同，高度为(1~1.5)h 中内龙骨的面板通常在舱壁处间断，而腹板则可连续，也可间断旁内龙骨通常是间断的，如图 (a)所示②将内龙骨的面板在一个肋距内逐渐加宽一倍，与舱壁连接，而腹板仍与上述相同，如图 ( b ） 所示③将内龙骨的腹板在一个肋距内逐渐升高至1.5 倍。