【正文】 表。上層建筑和甲板室的其它圍壁的最小計算壓力應(yīng)不小于24 mKN 。 iP 該處底部的波浪沖擊壓力， 2/mkN 露天甲板計算壓力由下式（“規(guī)范” ）確定： 231 /)( mkNCLKP ld ?? 式中： 3lK 縱向壓力分布系數(shù)，舯前取 3lK =，尾端取 3lK =，尾端與船中之前用線性插值法求得 C航區(qū)系數(shù) 近海和沿海取 C= 非露天甲板 ?? LPd = mkN??? 旅客艙室甲板的計算壓力取 mkNPd ? 上層建筑和甲板室的計算力 sdP （ 1） 端壁與側(cè)壁的計算壓力 sdP 由下式確定 221 )( mkNhCLKKP sd ??? 式中： 1K 位置系數(shù)，按下列情況取值： 第一層上層建筑前壁： 1K =1 第二層上層建筑前壁： 1K = 11 上層建筑、甲板室的側(cè)壁、后壁： 1K = 2K 位置系數(shù)，按上層建筑和甲板室所在位置取值： 位于舯前區(qū)域： 2K = 位于舯后區(qū)域： 2K = C航區(qū)系數(shù)： C= 近海航區(qū)和沿海營運限制 h壓力計算點到滿載靜浮水線的垂直距離， m (2)頂板的計算壓力 sdP 應(yīng)不小于 24 mKN ,但船中之前第一層上層建筑或甲板室的頂板的計算壓力 sdP 應(yīng)不小于 mKN 。 10 0艏 舯 艉縱向壓力分布系數(shù)圖 舷側(cè)、甲板、上層建筑和艙壁的載荷 舷側(cè)計算壓力 iP 由下式（“規(guī)范” ）確定： iP =+ 2/mkNPsl 式中： h壓力計算點到上甲板的垂直距離， m，應(yīng)不小于 。對于單體、常規(guī)雙體船、穿浪雙體船取 c=，對于水面效應(yīng)船取 c=。舯前取 1lK =1,尾端取 1lK =，尾端與船中之間用線性內(nèi)插法取值。 由 max3/1H =， gacg ? 取 gacg ? 作為本艇重心處的垂向加速度的設(shè)計值 取 3/1H 分別為 、 、 、 、 、 、 、 9 根據(jù) ? ? ggBB LBHLVKa WLWLWLHTcg 33/ ?????????? ?????????? ???????? ? 得各個有義波高情況下的限速：： mH /3/1 knVH/ 艇底波浪沖擊壓力 按“規(guī)范” 要求 當(dāng)船處于滿載狀態(tài)并高速航行時，仍有部分船體浸沒在水中，船底受到波浪沖擊壓力。圖中（ a）、（ b）、（ c）為尖舭船 ,（ d）、（ e）為圓舭船； TK 船舶類型系數(shù)，根據(jù)船舶類型確定： TK =1 對于單體船、常規(guī)雙體船、穿浪雙體船 則對于本艇其中 TK =1， L=42m， WLB =， ? 取 29176。； min? =10176。 取重心處垂向加速度的百分之一最大值的平均值 cga ,作為決定結(jié)構(gòu)設(shè)計載荷的設(shè)計值，該值與有義波高 3/1H 和該波高對應(yīng)的航速 HV 三者的有如下關(guān)系： 對于除全墊升氣墊船外的各類高速船： ? ? gBB LBHLVKa WLWLWLHTcg ????????? ?????????? ???????? 33/ ? 2/sm 式中： g 重力加速度，取 g =， 2/sm ； HV 船在有義波高 3/1H 的波浪中航行的航速， kn； 3/1H 有義波高， m； ? 船體重心處橫剖面的船底升角 (176。該波浪沖擊力值與高速船重心處的垂向加速度的大小密切相關(guān)。在舷側(cè)設(shè)置折角線，由于折角線具有較強(qiáng)的剛性性能以及彎曲強(qiáng)度，在計算時，將其作為板材的剛性支撐。尾部露天甲板可承重貨物。 艇體結(jié)構(gòu)布置與構(gòu)件形式 艙室的劃分 :本艇從艉至艏在縱向上一共劃為 7 個艙室，依次是舵艙，淡水艙，機(jī)艙，燃油艙，客艙，艏尖艙，其中艏尖艙壁為防撞艙壁，每個艙壁之間設(shè)置一道水密艙壁， 6~1 32~48艙左右各設(shè)一道縱艙壁。主要根據(jù)中國船級社頒布的《海上高速船入級與建造規(guī)范》（ 2021）后面 簡稱“規(guī)范”的有關(guān)要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計計算與校核。 7 第二章 42m 鋼質(zhì)沿海高速交通艇結(jié)構(gòu)載荷計算 說明 本船為 42m 鋼質(zhì)沿海高速交通艇，主甲板前半部分為 2層上建，后半部分為承重區(qū)（可堆放貨物或者小型直升機(jī)）。 研究目標(biāo)和內(nèi)容 用 CCS《海上高速船入級與建造規(guī)范》（ 2021）對高速艇進(jìn)行結(jié)構(gòu)規(guī)范設(shè)計，掌握規(guī)范設(shè)計的過程及方法，繪制相關(guān)的結(jié)構(gòu)圖紙。然后，根據(jù)肋骨型線圖和總布置圖，繪制基本結(jié)構(gòu)圖，并進(jìn)行船體各部位結(jié)構(gòu)構(gòu)件的初步布置。 結(jié)構(gòu)規(guī)范設(shè)計的步驟 按結(jié)構(gòu)規(guī)范設(shè)計的一般流程來設(shè)計。但是它也有明顯的缺點，設(shè)計方案是否合理，設(shè)計者心中無數(shù)并不確定，結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度是否能得到有力的保證，受到規(guī)范使用范圍的限制。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計不適用于對全船的設(shè)計。在近些年來，新船型層出 不窮，另外，由于更快速的計算機(jī)的問世，結(jié)構(gòu)分析有限元法和 6 數(shù)學(xué)規(guī)范的優(yōu)化技術(shù)獲得了飛速發(fā)展，這樣結(jié)構(gòu)設(shè)計者們有了一個強(qiáng)有力的快速計算分析工具，而且可以用一套系統(tǒng)的方法來改進(jìn)設(shè)計和優(yōu)化設(shè)計。 強(qiáng)度計算設(shè)計法優(yōu)點是對材料的用量控制的很好，而且滿足了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求。 其他船型還有淺浸式水翼船和割劃自穩(wěn)式水翼船，消波型單體船、深 V型單體船 等，綜合上面所述我國的高速船在蓬勃發(fā)展了一段時間后后，出現(xiàn)了一些突出問題急需解決，但隨著人民生活水平進(jìn)一步提高，各地的客流將會有大幅度提高，對船的舒適、高速 、安全的要求也會越來越高，因此新航線的開辟，新船型的開發(fā)與推廣以及現(xiàn)有船只的更新?lián)Q代勢在必行，高速船市場是一塊大蛋糕，必須不失時機(jī)的綜合規(guī)劃，加以引導(dǎo)，切好這塊蛋糕，使之成為我國造船事業(yè)的一個新的經(jīng)濟(jì)增長點。我國已經(jīng)為香港研制了 2 艘 300 客最大航速44 kn 的客船，該船建造成本巨大，維護(hù)保養(yǎng)成本高，在近、中期可在臺灣海峽推廣運用。 （ 3） 深浸自控水翼船，該船型在 4～ 5 級風(fēng)浪中性能 優(yōu)異，其縱橫搖＜ 1176。 1990 年后我國自行研制的該型客船至少有 12 艘。 (2）側(cè)壁式氣墊船（含雙體氣墊船）該氣墊船是一型興波小、經(jīng)濟(jì)又能實現(xiàn)高速的船型，但其適航性很差，使用和維護(hù)比雙體船困難，采用此型船時要選好航線。該類型船需結(jié)合相應(yīng)航線設(shè)計 2～ 3 型客船， 1～ 2 型車客渡船，由于該型船設(shè)計、建造技木難度不大，使用和維護(hù)類似雙體船也不復(fù)雜，建造成本因為有穩(wěn)定系統(tǒng)所以比進(jìn)口雙體船略高。 （ 4） 冬季天氣寒冷水 域冰封，大霧天氣，枯水期形成的淺水區(qū)域；買入的二手船船齡偏大，維修時零部件稀缺，等都會使得船舶的在航率不高。 （ 3） 有一部分航線上的船舶非常老舊，設(shè)備簡陋，雖然票價低，但是無法吸引到旅客。 高速船發(fā)展過程中存在的突出問題： （ 1） 由于新建高速公路、橋梁，新建機(jī)場，大量客車投入運營，再加上高速鐵路的發(fā)展也吸引了大量的旅客，因此水路客運量占全國的比重越來越少。 高速艇的發(fā)展趨勢將是大型化，速度更快，更舒適，有的高速艇還可再直升機(jī)。從目前來看，大多數(shù)用戶把目光集中在載客量 100 到 500 人，速度在 25 到 30 節(jié)的中高速船上。支持發(fā)展水上高速客運是中國政府已定的政策，中國造船工業(yè)部門也已明確的將高速船作為重點發(fā)展的船型加以科研“攻關(guān)”和安排設(shè)計、生產(chǎn)放在了發(fā)展綱要中。 當(dāng)今世界交通運輸發(fā)展的重要趨勢之一是水路運輸?shù)母咚倩? 此外，從長遠(yuǎn)發(fā)展趨勢來說，可以發(fā)展水、陸快速聯(lián)運的集裝箱船和高速客滾船，可以用作短途快速保鮮運輸?shù)母咚儇洿?，將在與飛機(jī)空運的短途運輸競爭中獲得相當(dāng)大的發(fā)展空間。 從高速客船發(fā)展形勢來看，近期市場需求看好的船型主要是：沿海發(fā)展穿浪船，長江上游發(fā)展水翼艇，同時，一些地區(qū)會需要氣墊船，常規(guī)船型的高速客船也會不斷 4 有需求 ，雙體船也還會有需求。其他水域的高速船運輸雖然處于發(fā)展的初期階段，需求量很旺盛，但由于各地經(jīng)濟(jì)水平發(fā)展不平衡，高速船的增長速度將會因地而異，其中近年來長江三角洲地區(qū)和東海沿岸經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度迅速，對高速船的需求必將會在近期內(nèi)有較大幅度的增長。在南方珠江三角洲地區(qū)，由于較高的經(jīng)濟(jì)水平，乘客經(jīng)濟(jì)承受能力較強(qiáng)，所以在該地區(qū)高速客船更新?lián)Q代中，速度更快的船受到親睞，而在其他地區(qū)則要根據(jù)此地的實際情況進(jìn)行具體的分析論證。然而運輸成本和運價也必須控制在適當(dāng)?shù)姆秶?，這兩個因素仍是促進(jìn)高速船舶普遍發(fā)展的關(guān)鍵。 高速艇發(fā)展趨勢 中國各地內(nèi)陸、沿海水域的氣象、水文、航道和地理條件有很大的差異，有很大的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差距，因此決定了中國高速船艇必須因地制宜，多樣化發(fā)展。 由于中國消費水平參差不齊，還有大部分旅客希望乘坐低價快速船，這樣目前中國設(shè)計建造的高速單體客船由于造船成本低，船舶線型優(yōu)化能到達(dá)較高的航速，可望有較大發(fā)展。近年來海上交通事故頻發(fā)，客船由于速度快體積較小在發(fā)生海上事故事經(jīng)常船沉人亡，所以對高速艇的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求很高。這種介于飛機(jī)和船舶之間能做水上高速飛航的運輸工具在許多特殊場合能發(fā)揮很大作 3 用，發(fā)展前景很好。此外，中國地面效應(yīng)艇的研制方面進(jìn)來也加大了力度。受到了國內(nèi)外造船行業(yè)的關(guān)注?！斑h(yuǎn)舟一號”水翼船也是一種非常成功的開發(fā)船型，該艇有 108 客位，速度達(dá)到了較高的 78 公里 /小時，主要性能指標(biāo)超過了國內(nèi)外同型船，是較理想的川江船型，有兩艘已經(jīng)投入運營，證明國內(nèi)先進(jìn)船型是有可能取代進(jìn)口船型的。其中最多的是從從澳大利亞、挪威等國進(jìn)口的，其次是從俄羅斯進(jìn)口的 水翼船。 在這些高速艇中國產(chǎn)的僅占百分之 30。其中高速船擁有量最多的水域是珠江三角洲，因為廣州那邊作為改革開放的前沿陣地發(fā)展最快。近幾年來中國工程技術(shù)人員在高速船研究開發(fā)方面有了很大進(jìn)展，目前已經(jīng)開發(fā)和使用的高速船有：側(cè)壁氣墊船、雙體側(cè)壁氣墊船、全墊升氣墊船、水翼艇、滑行艇、地效翼船以及高速雙體船和高速單體船，船型約 30多種。1965 年左右，中國廣州珠江口處的水上客運便采用了高速船技術(shù)。 沿海高速船技術(shù)的發(fā)展和水上高速客運的發(fā)展是相輔相承缺一不可的。高速船舶主要從事海上客運、娛樂、體育運動等，其船體通常由鋼，鋁，或者更輕的非金屬材料。在做畢業(yè)設(shè)計 的過程中我們必定會遇到各種難題，為了解決這些難題可以從導(dǎo)師哪兒學(xué)到更多的知識，同時這次畢業(yè)設(shè)計也是對自己責(zé)任心，態(tài)度，四年所學(xué)專業(yè)課課程知識的檢驗。 本題選做 42m 鋼質(zhì)沿海交通艇，該船入級 CCS，因為是客運船為了保證乘客的安全，所以對結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度要求較高。國際上對高速交通艇的需求量也非常大，近幾年由于國內(nèi)建造成本相對低廉，大量的訂單飄向中國，在金融危機(jī)的緩沖期高速艇產(chǎn)業(yè)也是國家的經(jīng)濟(jì)的一個發(fā)展出口。近年來大陸與臺灣之間的交流日益密切兩岸之間的經(jīng)濟(jì)活動也需要到大量的交通艇，監(jiān)管部門在海上的巡邏，軍隊在沿海的巡邏等也會用到高速艇。 40 1 第一章 緒論 研究的背景、目的與意義 研究的背景 中國是一個水網(wǎng)稠密，海岸線漫長的國家，內(nèi)陸江河縱橫交錯，湖泊星羅棋布，沿海島嶼眾多。 39 參 考 文 獻(xiàn) 37 結(jié) 語 26 桁材端部的有效剪切面積 16 船底組合型材 8 艇底波浪沖擊壓力 6 第二章 42m 鋼質(zhì)沿海高速交通艇結(jié)構(gòu)載荷計算 6 研究目標(biāo)和內(nèi)容 5 結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的選擇 1 高速