第二章 船体结构与船舶管系,第一节 船体受力和船体强度 第二节 船用钢材及连接方法 第三节 船体结构（典型专用船的船体结构特点） 第四节 外板与甲板板 第五节 船底结构 第六节 甲板与货舱结构 第七节 舷侧结构 第八节 舱壁结构 第九节 首尾结构 第十节 船舶管系 第十一节 油船结构 第十二节 船图识读,2004.11,第二章 船体结构与船舶管系,第一节 船体受力和船体强度,2004.11,第二章 船体结构与船舶管系,1)作用在船体上的力：无论是航行、停泊，还是在坞内，船舶都会不可避免地受到各种力的作用，归纳起来主要有：重力、浮力、货物的负载、水压力、波浪冲击力、扭力(如斜浪航行、货载对纵中线左右不对称等)、冰块挤压力、水阻力、推力和机械震动力及坞墩反力等外力的作用，这些力的最终效果就是使船舶产生：剪力、总纵弯曲、扭转、横向及局部变形。 剪力:剪力是作用引起的结构或结构的某一截面上的切向力。等于截面任意一侧所受外力的代数和。 总纵弯曲力矩：指作用于船体并使其沿船长方向发生弯曲的力矩。由静水总纵弯矩与波浪总纵弯矩两部分叠加而成。 静水总纵弯矩：当船舶正浮于静水 面上时，从表面上看，重力与浮力 大小相等并处于平衡状态，但事实 上组成船体各分段的重力与浮力的 最终平衡值通常是不相等的。这种 重力与浮力沿船长方向的不均匀分 布，在产生剪切应力的同时，也产 生了总纵弯曲力矩，使船体发生总 纵弯曲。弯矩的最大值在船中附近， 向首尾端逐渐减小。,2004.11,第二章 船体结构与船舶管系,波浪总纵弯矩：同样使重力与浮力沿船长方向分布不均匀而产生总纵弯矩。且当波长与船长相等或接近时，该弯矩最为显著，对船体结构的威胁也最大。 对尾机型船而言：空载时中拱，满载时中垂。船舶所受的最大剪切应力位于距首尾两端约1/4船长处。 扭转力矩：发生在斜浪航 行、货载对纵中线左右不 对称时。,2004.11,第二章 船体结构与船舶管系,横向作用力：水的侧压力、横浪引起的横摇肋骨歪 斜。 局部作用力：有波浪冲击力、推力、机械震动力、机器与 设备的重力及坞墩反力等外力的作用。（吨/平方米） 2)船体结构作用：船体结构必须具有承受和抵抗各种变形的能力，即 在保证船体总纵强度、扭转强度、横向强度和局部强度及坐 坞强度的基础上，保持船舶的形状空间，保证船舶的水密，安装各种船舶设备和生活设施，载运旅客和货物。,2004.11,第二章 船体结构与船舶管系,3.对船体结构的设计与建造要求 1)具有足够的强度、刚度和稳定性，保持可靠的水密性，并能满足营运上的要求； 2)构件本身应有良好的连续性，避免应力集中，同时应能保证安装在其上的机械设备具有良好的工作性能； 3)应有合理 的施工工艺， 以提高劳动生 产率，减轻劳 动强度，缩短 船台建造周期， 降低成本； 4)充分考虑整 个船体的美观 和今后维修保 养的方便性。,2004.11,第二章 船体结构与船舶管系,第二节 船体结构用钢连接方法（略）,2004.11,第二章 船体结构与船舶管系,第三节 船体结构的形式,船体结构的形式：按骨架排列形式的不同，船体结构有横骨架式、纵骨架式和纵横混合骨架式三种结 构形式。 一.横骨架式：主船体中的横 向构件排列密尺寸小，纵向 构件排列间距大尺寸大。特点： 结构简单、建造容易、横向强 度和局部强度好，横向构件排 列密尺寸小，舱容利用 率较高且便于装卸，横向刚 性比纵向刚性大，但空船重量大， 纵向构件排列间距大。总纵强度 主要由外板、内底板、甲板 板及纵向构件保证，较长的 船则需加厚钢板来保证总纵 强度，因此增加了船舶的自 重。主要用于对总纵强度要 求不高的沿海中小型船和内 河船。,2004.11,第二章 船体结构与船舶管系,二.纵骨架式：是指主船 体中的纵向构件排列密 尺寸小，横向构件排列 间距大尺寸大。 特点：由于纵 向构件的增多大大提高 了船体的总纵强度(总 纵强度好)，可选用较 薄的板材，使船舶自重 减轻，但施工建造比较 复杂，由于横向构件尺 寸的加大使货舱舱容得 不到充分利用而影响载 货量()，舱容利用率低， 载货量相对减少且装 卸不便。 该结构常见于 大型油船和矿砂船。,2004.11,第二章 船体结构与船舶管系,三.纵横混合骨架式：主船体中的一部分结构采用纵骨架式另一部分结构采用横骨架式。通常船中部位的强力甲板和船底结构因所受的总纵弯矩大，采用纵骨架式，下甲板、舷侧及受总纵弯矩较小，施工不便和波浪冲击力较大的首、尾部采用横骨架式 结构。左图船底和上甲板采用 了纵骨架式，二层甲板和舷侧 采用了横骨架式结构。 特点： 混合骨架式综合了纵、横二种 骨架形式的优点，既保证了总 纵强度，又有较好的横向强度， 同时也减轻了结构重量，简化 施工工艺，充分利用了舱容和 方便装卸。但在纵横构件交界 处结构的连续性较差，在连接 节处易产生较大的应力集中。 该骨架结构型式主要应用于大 中型散装货船。,2004.11,第二章 船体结构与船舶管系,1.概念 1)主要构件：船体的主要支撑构件称为主要构件，如强肋骨、舷侧纵桁、强横梁、甲板纵桁、实肋板、船底桁材、舱壁桁材等。 2)次要构件：一般是指板的扶强构件，如肋骨、纵骨、横梁、舱壁扶强材、组合肋板的骨材等。 2.船体结构的作用 船舶由主船体、上层建筑和许多其他各种设备所组成。 主船体是指上甲板以下包括船底、舷侧、甲板、舱壁和首尾等结构所组成的水密空心结构。这些结构全部由板材和骨架组成，即由钢板、各种型钢、铸件和锻件等组成。,船体构件概述,2004.11,第二章 船体结构与船舶管系,第四节 外板与甲板板,1.外板的概念 外板又叫船壳板，由船底板和舷侧板组成的 长边接-边接缝 短边接-端接缝,2004.11,第二章 船体结构与船舶管系,2.外板名称 外板编号的方法：外板展开图由船壳外板沿基线横向展开而成，图上每 一块钢板的宽度是其实际宽度，而长度是其在基线上的投影长。 组成船壳外板的每块钢板用编号的方式表示，编号由列板与钢板序号两部 分组成，并冠以左舷(P)或右舷(S)。对不同列板，以平板龙骨为基准并称 其为K列板，与其相邻的列板为A列板，再次的列板为B列板，以此类推， 但I、O、Q三字母不用；而同一列板中每块钢板的排列序号可从船首排起， 也可从船尾 排起，并用 阿位伯数字 表示。 如：船壳外 板左舷C列 第四块板 PC4； 又如：船壳 外板右舷F 列第五块板 SF5。 首尾部分由两列板合并为一列板叫并板,2004.11,第二章 船体结构与船舶管系,船壳外板的名称：船壳外板 (由船底、舭部及舷侧构成)由 许多块钢板焊接成，钢板的长 边沿船长方向布置。长边与长 边相接叫边接，焊缝称边接缝， 短边与短边相接叫端接，焊缝 称端接缝。钢板逐块端接而成 的连续长条板称为列板。位于 船底平坦部分的各列板称为船 底板，位于船体纵中线的一列船底板称为平板龙骨。由船底过渡到舷侧的转圆部分称为舭部，该处的列板称为舭列板。舭列板以上的列板称为舷侧列板，其中与上甲板甲板边板连接的列板称为舷顶列板。在首尾部某两列板合并为一列板，该列板称并板。,2004.11,第二章 船体结构与船舶管系,3.外板的厚度分布,厚度分布：船长方向-0.4L范围内厚度最大，而向首尾减薄 横向方向-平板龙骨宽度不变，但不大于1800MM.。 厚度加2 MM。 垂直方向-舷顶列板较厚，其他舷侧板从上向下渐厚。水线以上最薄，向下加厚，船底和舷顶最厚 （中性轴的影响）,2004.11,第二章 船体结构与船舶管系,二、甲板板,1.总体布置 甲板板由钢板焊接而成，钢板的长边沿船长方向布置，首尾相接，并平行 于船纵中线。甲板边板由于要保持一定宽度，故沿舷边呈折线状布置。在 大开口之间及首尾两端也可横向布置。舷边甲板，首尾连续，船长方向布置， 甲板在舱口处断裂，可横向布置 2.编号： 中间一列为A列 3.厚度分布 沿船长-船中前后0.4L 范围最厚，不小于6MM 沿船宽-甲板边板最厚-参与计算总纵强度 甲板中部最薄-不参与，中部有开口 沿上下-上甲板（主甲板）比下甲板厚,2004.11,第二章 船体结构与船舶管系,第五节、船底结构,船底结构是保证船体总纵强度、横向强度和船底局部强度的重要结构。作用于船底上的外力有：水压力、机械设备和货物的负载、总纵弯曲引起的拉伸力和压缩力，进坞坐墩时墩木的反力、机械设备运转时的振动力等。 船底结构主要有双层底结构和单层底结构两种类型。 (一)双层底结构 是由船底板、内底板、内底边板、舭列板及其骨架组成的底部空间。船舶应尽可能在首防撞舱壁至尾尖舱舱壁间设置双层底。客船当船长50mL61m时，至少应自机舱前舱壁至防撞舱壁或尽可能接近该处之间设置双层底；当船长61mL76m时，至少应在机舱以外设置双层底，并应延伸至防撞舱壁及尾尖舱舱壁或尽可能接近该处；当船长L76m时，应在船中部设置双层底，并应延伸至防撞舱壁及尾尖舱舱壁或尽可能接近该处。 双层底内的油舱与锅炉给水舱、食用水舱之间，应设有隔离空舱。,2004.11,第二章 船体结构与船舶管系,1.作用 增加船体的总纵、横向和船底的局部强度；用作油水舱装载燃油、润滑 油和淡水；用作压载舱以调整船舶的吃水、纵倾、横倾、稳性和提高空载 时车叶和舵的效率，改善航行性能；提高船舶的抗沉性；提高船体的抗 泄漏能力；承受舱内货物和机械设备的负载。,2.组成 按骨架形式的不同分纵骨 架式和横骨架式两种。主 要组成部分有船底板、肋 板、舭肘板、桁材、纵骨、 内底板及内底边板等。 船底板（前述） 是平板龙骨至舭列板之间 的外板。船底板中平板龙骨 最厚，其厚度不得小于船底 板厚度加2mm，且均应不小 于相邻船底板的厚度，其宽 度在整个船长范围内应保持 不变，但1800mm。在船 中0.4L区域内的船底板厚度 不得小于端部船底板厚度，并 逐渐向端部船底板厚度过度。,2004.11,第二章 船体结构与船舶管系,1)纵向构件 (1)桁材 中桁材(又称中底桁)： 是设置于船底首尾纵中线上 的纵向梁，与平板龙骨、中 内底板组成工字型纵向构 件，俗称龙骨。在船中 0.75L区域内，中桁材上不 得开人孔或减轻孔，其它 区域(舱壁前后1个肋距内 除外)可以开孔，但开孔的 高度应不大于该处中桁材 高度的40%。中桁材应尽 量向首尾柱延伸，并应在中 部0.75L区域范围内保持连 续。,第二章 船体结构与船舶管系,箱形中桁材(又称箱形龙骨)：是由两道对称布置于船底纵中线两侧的纵 桁、内底板、船底 板和骨材等组成的 水密箱形结构。一 般设置于机舱舱壁 与防撞舱壁之间。 箱形龙骨在起到中 桁材所起作用的同 时还能用于集中布 置各种管路和电气 线路，以便于保护 和维修这些设备， 避免管路穿过货舱 而妨碍装卸货，故又称管隧。缺点是要占去一部分双层底舱容。箱形龙骨 的宽度(即侧板之间的距离)不应超过2m。设有水密人孔和通向露天甲板 的应急出口，其出口的关闭装置能两面操纵，围壁结构与水密舱壁要求相 同。,2004.11,第二章 船体结构与船舶管系,旁桁材(又称旁 底桁或旁龙骨)： 对称设置于中桁材 两侧且与中桁材平 行，并与船底板和 内底板相连，其上 开有减轻孔、流水 孔和气孔等，一般 间断于实肋板之间。 其厚度可比中桁材 减少3mm，但均不 小于相应的肋板厚 度。旁桁材的数量 根据船宽而定。,2004.11,第二章 船体结构与船舶管系,对横骨架式双层底结构而言，当船宽大于10m时，中桁材两侧至少应各设1道旁桁材；当船宽大于18m时，中桁材两侧应至少各设2道旁桁材，桁材 之间的间距一般不大于 4m，距首垂线0.2L以前 区域，旁桁材间距应不 大于3个肋距。对纵骨架 式双层底结构而言，当 船宽大于12m但不大于 20m时，中桁材两侧至 少应各设1道旁桁材。当 船宽大于20m时，中桁材 两侧至少应各设