最新船體結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度設(shè)計(jì)總結(jié)-全文預(yù)覽
【正文】 骨架通常占船體結(jié)構(gòu)鋼材的30%左右。也應(yīng)當(dāng)把一定寬度的板計(jì)算在骨架剖面中，即作為它的組成部分來計(jì)算骨架梁的剖面積、慣性矩和剖面模數(shù)等幾何要素。但是，在確定骨架剖面的應(yīng)力時(shí)，需考慮肘板的影響，即在計(jì)算梁的剖面模數(shù)時(shí)計(jì)入肘板。 局部強(qiáng)度：船體各部分結(jié)構(gòu)抵抗局部載荷直接作用而不產(chǎn)生破壞和超過允許限度的變形的能力稱為船體結(jié)構(gòu)局部強(qiáng)度。22 極限彎矩：在船體剖面內(nèi)離中和軸最遠(yuǎn)點(diǎn)的剛性構(gòu)件中引起的應(yīng)力達(dá)到結(jié)構(gòu)材料屈服極限（在受拉伸時(shí)）或構(gòu)件的臨界應(yīng)力（在受壓縮時(shí)）的總縱彎曲力矩。對(duì)內(nèi)河淺水航道船舶。船體梁變形的問題應(yīng)予注意。1 結(jié)構(gòu)材料的極限應(yīng)力決定于構(gòu)件破壞的類型，對(duì)于鋼質(zhì)構(gòu)件，構(gòu)件破壞的基本類型是塑性變形、屈曲及斷裂，相應(yīng)的極限應(yīng)力是屈服極限、臨界應(yīng)力和疲勞極限。通常，不論在中拱或中垂情況。以上各種彎曲。稱為第二類構(gòu)件。1 不同彎曲狀態(tài)下構(gòu)件的折減系數(shù)是不同的。1 凡長(zhǎng)度超過船長(zhǎng)的15%,且不小于本身高度6倍的上層建筑以及同時(shí)受到不少于3個(gè)橫艙壁或類似結(jié)構(gòu)支持的長(zhǎng)甲板室，可以認(rèn)為其中有部分完全有效地抵杭總縱彎曲的。（2）、船體骨架改變處剖面。 為了按極限彎矩檢驗(yàn)船體強(qiáng)度，須將所得的極限彎矩Mj與在波谷上和波峰上的相應(yīng)計(jì)算彎矩M進(jìn)行比較，即應(yīng)滿足Mj/Mn, n稱為強(qiáng)度儲(chǔ)備系數(shù)。 確定計(jì)算剖面的原則（1） 總縱彎曲力矩較大的剖面（2） 總縱彎曲剪力較大的剖面（3） 按照強(qiáng)度理論計(jì)算，相當(dāng)應(yīng)力較大的剖面（4） 結(jié)構(gòu)形狀或斷面積突變處（5） 對(duì)于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度無把握的剖面（6） 規(guī)范上特別要求計(jì)算的剖面，如大開口集裝箱船或艙區(qū)域至少要計(jì)算7個(gè)剖面。該方法是利用邦戎曲線來調(diào)整船舶在波浪上的平衡位置。3 基于以上分析，形成了傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算方法，現(xiàn)歸納如下：（1） 將船舶靜置于波浪上，即假想船舶以波速在波浪的傳播方向上航行，船舶與波浪處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)；（波長(zhǎng)等于船長(zhǎng)）（2） 以二維坦谷波作為標(biāo)準(zhǔn)波形。2 靜波浪剪力和靜波浪彎矩與船型、波浪要素以及船舶與波浪的相對(duì)位置有關(guān)。所以彎矩曲線在兩端與縱坐標(biāo)軸相切。零點(diǎn)在靠近船中的某處。2 零載荷點(diǎn)與剪力的極值相對(duì)應(yīng)。2 在某一計(jì)算狀態(tài)下。1 對(duì)各項(xiàng)重量按近似的和理想化的分布規(guī)律處理時(shí)，必須遵循靜力等效原則，即：（1） 保持重量的大小不變；（2） 保持重量重心的縱向坐標(biāo)不變；（3） 近似分布曲線的范圍與該項(xiàng)重量的實(shí)際分布范圍相同或大體相同。1 重量曲線：船舶在某一計(jì)算狀態(tài)下，描述全船重量沿船長(zhǎng)分部狀態(tài)的曲線。 波浪附加浮力的船體計(jì)算方法：將船舶靜置于標(biāo)準(zhǔn)波浪上求取波浪附加浮力，即假想船舶以波速在波浪的船舶方向上航行，求得的波浪附加浮力是靜態(tài)的，其對(duì)應(yīng)的波浪附加剪力和波浪附加彎矩分別為靜波浪剪力和靜波浪彎矩。 船體梁：在船體總縱強(qiáng)度計(jì)算中，通常將船體理想化為一變斷面的空心薄壁梁，簡(jiǎn)稱船體梁。 對(duì)于船體總縱強(qiáng)度的計(jì)算狀態(tài)，選取滿載：出港、到港；壓載：出港、到港；以及裝載手冊(cè)中所規(guī)定的各種工況作為計(jì)算狀態(tài)。但是，減小結(jié)構(gòu)尺寸、降低結(jié)構(gòu)重量，往往會(huì)增加建造工作量，從而增加制造成本同時(shí)還會(huì)引起維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用的增加。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本任務(wù)是：選擇合適的結(jié)構(gòu)材料和結(jié)構(gòu)型式，決定全部構(gòu)件的尺寸和連接方式，在保證具有足夠的強(qiáng)度和安全性等要求下，使結(jié)構(gòu)具有最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能。按載荷隨時(shí)間變化的性質(zhì)可分為：不變載荷、靜變載荷、動(dòng)變載荷和沖擊載荷。 把船體當(dāng)做一根漂浮的空心薄壁梁（成為船體梁），從整體上研究其變形規(guī)律和抵抗破壞的能力，通常成為總強(qiáng)度。 船體強(qiáng)度計(jì)算包括：（1） 確定作用在船體或各個(gè)結(jié)構(gòu)上的載荷的大小及性質(zhì)，即外力問題；外載荷（2） 確定結(jié)構(gòu)剖面中的應(yīng)力與變形，即結(jié)構(gòu)的響應(yīng)分析（亦稱載荷效應(yīng)分析）；或者求使結(jié)構(gòu)失去它應(yīng)起的各種作用中的任何一種作用時(shí)的載荷，即結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分析（亦或求載荷效應(yīng)的極限值），即內(nèi)力問題。此外，結(jié)構(gòu)在正常使用時(shí)，還必須適合營(yíng)運(yùn)的要求，并在正常的維護(hù)保養(yǎng)條件下，具有足夠的耐久性。 結(jié)構(gòu)的安全性是屬于概率性的。 作用在船體結(jié)構(gòu)上的載荷，按其對(duì)結(jié)構(gòu)的影響可分為：總體性載荷、局部性載荷。沖擊載荷，是指在非常短的時(shí)間內(nèi)突然作用的載荷，例如砰擊。1 大多數(shù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)都以最小重量（或最小體積）作為設(shè)計(jì)的目標(biāo)。按變動(dòng)情況分可以分為：不變質(zhì)量和變動(dòng)質(zhì)量。 史密斯修正：計(jì)及波浪水質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的慣性力的影響，即考慮波浪動(dòng)水壓力影響對(duì)浮力曲線所做作的修正，稱為波浪浮力修正，或稱史密斯修正。 波浪附加剪力、波浪附加彎矩完全是由波浪產(chǎn)生的附加浮力（相對(duì)于靜水狀態(tài)的浮力增量）引起的，簡(jiǎn)稱波浪剪力和波浪彎矩。1 載荷q以向下為正，剪力使左上右下為正，彎矩以是船體梁發(fā)生中拱為正。1 計(jì)算船體梁所受的剪力和彎矩的步驟：（1） 計(jì)算重量分布曲線；（2） 計(jì)算靜水浮力曲線；（3） 計(jì)算靜水載荷曲線；（4） 計(jì)算靜水剪力及彎矩；（5） 計(jì)算靜波浪剪力及彎矩
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