船舶与海洋平台结构讲义.doc

第一章 船舶与海洋平台类型及结构的一般常识第一节 船舶与海洋平台类型1、船舶分类（1）船舶按用途分类：民用船舶、军用船舶 其中民用船舶可分为：① 运输船：客船、客货船、杂货船、散货船、集装箱船、油船液化气船、滚装船、化学品船、冷藏船、渡船等；② 工程船: 挖泥船、起重船、救捞船、打桩船、浮船坞、钻井船、海洋开发船、钻井平台等；③ 渔业船：网渔船、钓鱼船、渔业加工船、捕鲸船等；④ 港务船：拖船、引航船、消防船、交通船、供应船等；⑤ 海洋调查船：海洋调查船、深潜器等；⑥ 其它：农用船、供电船、游艇、环境保护船等；军用船舶可分为：战斗舰艇 ：水面战斗舰艇：航空母舰、巡洋舰、驱逐舰、护卫舰、鱼雷艇、导弹艇、 登陆舰、布雷艇等；水下战斗舰艇：攻击型潜艇、弹道导弹潜艇等；辅助舰艇 ：供应舰、补给舰、训练舰、侦查舰等；⑵按造船材料分类：木船、水泥船、钢船、铝合金船、玻璃钢船、橡皮船等；⑶按航行状态分类：排水型船、潜艇、滑行艇、水翼艇和气垫船⑷按航行区域分类：海船（沿海、近海、极地）、内河船⑸按推进动力分类：风帆船、蒸汽机船、内燃机船、燃气轮机船和核动力船⑹按推进器分类：明轮船、螺旋桨船、喷水推进器船、空气螺旋桨推进船、风帆助航船；2、 杂货船特点： 杂货船是干货船的一种,用来载运包装、袋装、桶装和箱的货物。

国际上杂货船的载货量通 常在lOOOOt〜20000t杂货船一般都有两层或两层以上甲板，4〜6个货舱，为了缩短装卸 时间，杂货船甲板上的货舱口特别大，并配备如吊货杆、起重绞车或回转式起重机等起货设 备3、 散货船（指专门运输各种谷物、矿砂、煤炭等大宗散装货物的干货船）特点 ： l. 散货船是专门用来运送煤炭、矿砂、谷物、化 肥和水泥等散装货物的船舶；2. 单甲板、双层底，货舱口大，装卸速度快；3. 内底边板上倾与舷侧下部构成底边舱，舱顶设顶边舱，可以限制货物在航 行时向两边移动，提高船舶的稳性散货船有：超大型20万t以上，主要运矿砂；13万t〜17万t的好望角型；6.4万t〜7.3 万t的巴拿马型;4万t〜4.8万t的灵便型;2.7万t〜3.4万t的大湖型航速一般在12k n〜16kn4、 集装箱船（装载规格统一的标准货箱的货船）把不同品种和规格的货物，先装进标准集装箱，再装船运输，可以提高装运效率，改 善劳动条件，减少货损，实现门对门运输，提高经济效益特点：货舱内和甲板上堆装规格统一的标准货箱，货舱口宽而长，多数依靠港口专用集装码头的起货架机装卸，少数也有自带起货架装置航速在20kn左右，最高可达30kn。

集装箱船的设计中，最常用的是ICC标准箱，即20ftx8.0ftx8.5ft（长X宽X高，6058mmX 2438mmX 2951mm） 20ft 标准箱（TEU） —般 1 只 40ft 标准箱（FEU）可换 2 只 20ft 标准箱，即 1 FEU=2TEU1kn=1.852km/h）5、 滚装船将带有拖车底盘的集装箱或装在托盘上的其他货物作为一个货物单元，用拖车或叉 车带动直接开进开出船舱的船最初以汽车、拖车轮渡形式出现于海运船队中，以后逐 渐发展成为运输货物的专用滚装货船6、 油船（专门运输石油类液货的船舶）油船也有原油船和成品油船之分特点：油船是装运石油产品的液体货船，从几百吨至几十万吨； 油船防火、防爆要求 特别高，所以油船上的消防设备比较完善；油船的外壳为浅色，夏季设有降温用的淋水设备， 冬季防油冻变稠，备有蒸汽暖油装置；油船为尾机型船、干舷小，甲板上方设有步桥；油船 没有大的货舱口，只有圆形油气膨胀舱口，并装有油密性好的舱口盖7、 液化气船（用来运载液化气体的船舶）气体液化的方式通常有两种：一种是加压，一种是冷冻液化石油气 LPG 液化天然气 LNG8、 客船以人作为运载对象，要求结构强度高、快速性、舒适性，居住空间与环境好。

必要的消 防、救生、通信等安全设备良好的消防等光照明、卫生、娱乐设施《国际海上人命安全公约》中规定：凡载客超过12 人以上的船舶，无论是否以载客为主，均应视同 客船客货船的特点 根据航区不同，客船可分为：远洋客船、近海客船、沿海客船和内河客船客船和客货船的特点：客船是以载客为主兼运货物的船舶，故也称为客货船远洋客船的排水量在万吨以上，近海的客船排水量在几千吨至几万吨，沿海和内河的 客船排水量更小对客船的要求是安全可靠，具有良好的适航性和居住、生活设备因此，客船的甲板 层数多，围壁多；甲板层数多达7〜8层，一般长江客船也有5层甲板甲板两旁及房舱间 设有走廊客船上有2个或2个以上的推进器，航速较高内河客船上一般还设有舷伸甲板第二节 作用在船体上的力及强度概念一、作用在船体上的力1、 梁 ：受外载荷作用发生弯曲的构件2、 船体梁 ：将船体所简化的一种变截面薄壁空心梁3、 船体的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 称为总纵弯曲总纵弯曲由静水总纵弯曲和波浪总纵弯曲叠加而成在波浪状况下，船体内产生的弯矩会较静水中大一般认为波浪长度等于船长时，船体 的弯曲最为严重。

当波峰在船中时，会使船体中部向上弯曲，称为中拱弯曲当波谷在船中时，会使船体中部向下弯曲，称为中垂弯曲中拱弯曲时，船体的甲板 受拉伸，底部受压缩中垂弯曲时，船体的甲板受压缩，底部受拉伸4、作用在船体上的局部载荷和其他受力情况⑴局部的水压力和货物等横向载荷⑵ 其他力：机器的振动、波浪抨击、水面漂浮物的撞击、舱内液体晃动以及船舶进 坞或搁浅等船底所受的反作用力）二、总强度和局部强度概念1、 总纵强度：船体梁抵抗纵向弯曲的能力船舶在下水、进坞和航行过程中都会产生总纵 弯曲船体上最大的总纵弯曲正应力通常出现在上甲板和船底部2、 横向强度：横向构件（如肋骨框架和横舱壁等）抵抗横向载荷的能力3、 局部强度：个别构件对局部载荷的抵抗能力第三节船体结构型式一、船体结构的骨架型式：1、纵骨架式：板格的长边沿船长方向，短边沿船宽方向，纵向骨材的间距小而横 向桁材的间距大优点：①纵向强度好；②板架的稳定性好；③船体重量较横骨架式轻 缺点：①施工比较麻烦；②船舱利用率低2、 横骨架式：板格的长边沿船宽方向，短边沿船长方向，横向骨材的间距小而纵 向桁材的间距大优点：①横向强度好；②施工比较方便，建造成本低；③船舱的利用 率较纵骨架式高；缺点：①纵向强度差；②结构重量大。

3、 混合骨架式：纵横方向的骨材间距相差不多，板格的形状接近正方形一般用 在特殊场合典型横剖面结构IL 4 B I 7^2-1-13单壳油船横剖面结枸I-铝屁恆4-舷侧外板"甲板;4纵骨;&强肋骨皿撑杆G跚壁渺中內龙骨仔甲扳纵術；14强播囉门“肋板；怙流水 孔；1 a •播舱壁点-水平桁：15-垂宜扶逼M双 壳 油 轮 的 横 剖 面 结 构11J T图2“.L5眾骨油輻横削血給沟1-甲相板⑦甲板细廿;3-眩侧外板片内龙核泊-紙搁组爵1&内氓擬纵聊门-开孔平ft洞-平台细15■淨，血边舱；I3外鹿檢; 九内底託订•内底臥骨訂玉粘底橄聊"4-箱琏中底樹■订乩旁底桁：］①榊电纵魏推；门-谨魅訂X皿魅集 装 箱 船 横 剖 面 结 构/2ra^i-iz聲装箱幅战制曲苗樹1-中底怖忆镰桁*集转福件能口围板泊.甲血纵皆海删&空；二用境扁闽湛人孔俣桁•板肋骨平台甲恥乃一加强 ®tl2-O#: 13-旁底桁;舟内燻细骨”内底板门$船底孰特内河小型货船横剖面结沿海小型客货船横剖面结构劑却加沿海小型泮赁船战刮面结构I■支柱谊-走臨希-閨哽沖-船员般;5-尋舱海罗疑平台讦倒驶甲板用-扶强材妙訝甲梅；®上甲板下坤板卫-平台甲板列板的定义各列板名称第二章外板和甲板第一节外板一、外板的构成及作用1、外板的定义外板构成船体底部、舭部 和舷侧的外壳，它是由许多块钢板焊接而 成的。

由于沿肋骨围长的曲率 变化大，板长沿船长布置板缝：端接缝和边接缝图2 2-1接翼与列板 列板必端接缝3边接缝并梅图2・2・2列板的名称1 -船底列板;2•上甲板；3■妣列板;绻平板龙骨;乞舷侧列 板*&舷顶列板2、 外板的作用① 保证船体水密；② 参与船体总纵强度；③ 传递各种横向载荷；④ 保证船体的局部强度和刚性3、 外板承受的力（总纵弯曲、横向载荷、动力载荷、偶然性载荷）① 总纵弯曲：船底板是船梁的下翼板，舷侧外板是船梁的腹板，承受总纵弯曲应力；② 横向载荷：外板直接承受舷外水压力、舱内液体压力；③ 动力载荷：船首部的波浪冲击力，尾部承受螺旋桨工作时的水动压力；在冰区航行的船舶，外板还受到冰块的撞击和挤压力；④ 偶然性载荷：碰撞、搁浅等意外载荷外板的厚度由于每块钢板的位置不同，所以受力不同为了在保证强度的情况下减轻结构重量，外 板厚度沿船长和肋骨围长变化而变化1、 外板厚度沿船长方向的变化：中间厚，两端薄 考虑局部载荷，平板龙骨厚度不变2、 外板板厚沿肋骨围长的变化平板龙骨和舷顶列板受力大，故较其它板厚一 止匕—\ o3、 局部加强① 首端锚孔区域；② 尾端螺旋桨区域；④船的特殊用途部分（如：航行于冰区的船）。

三、外板的布置船体外板通常在肋骨型线图和外板展开图上布置1、 外板的边接缝① 板的边接缝与纵向构件的角焊缝应避免重合或形成 过小的交角；② 外板的排列必须充分利用钢板的规格；③ 外板的排列应力求整齐美观2、 外板的端接缝① 外板的端接缝比边接缝的焊接质量要求高；② 充分利用钢板长度；③ 各列板的端接缝应尽可能布置在同一横剖面内，一 般布置在1/4或3/4肋距处；④ 外板各列钢板的长度一般在中段取得长些，首尾取 得短些第二节甲板板一、概念1甲板与平台甲板的区别：甲板纵向连续，平台甲板局部 间断2甲板板：组成甲板的板列，由许多钢板并和焊接而成， 钢板的长边沿船长方向布置图阴.5牖的并铀般迦井恥b）齿耕板③ 外板开口；3甲板边板：沿甲板外缘即与舷侧相邻的一列甲板板4舷弧：上甲板边线沿纵向向首尾端升高的曲线5梁拱：上甲板横向的拱形6甲板板承受的外力：总纵弯曲、横向载荷等★7甲板的作用：① 分隔船体内部空间，便于装载货物、安装机器、设备和人员居住;② 甲板板作为船梁的上翼板，和甲板上的构件一起参加船体的总纵弯曲，保证船体的总 纵强度；③ 作为船体的上盖板，与船体外板一起组成水密箱形体，使船舶能正常漂浮在水面。

二、 甲板板的厚度1纵向：中部厚，向首尾端则逐渐减薄2横向：甲板边板最厚，主要原因：承受总纵弯曲应力和易受腐蚀三、 甲板板的布置2-2-8甲板梔的布置四、舷边连接（舷边角钢铆接圆弧舷板连接 舷边直接焊接）1.舷边角钢铆接：优点：a.因为舷边位于高应力区,铆钉连接具有重新分布应力 的优点，故能减少产生结构损坏的危险；b.铆接有止裂作用，一旦甲板板发生裂缝,可防止裂缝向 舷侧板继续扩展.缺点：铆接的工作量大，劳动强度大，不上适合现代工艺要求， 现已被焊接取代.2•圆弧舷板连接：要求圆弧半径不小于板厚的15倍 优点:a.甲板和舷侧的应力顺利过渡；b.弯曲的圆弧板比平板的刚性大舷边不易变形 缺点a.减少了甲板的有效面积；b. 甲板上的水直接流向舷侧，弄脏舷侧外板；c. 圆弧板加工困难3.舷边直接焊接：优点:工艺简单。