主船体结构初算-船DNV课件

1、1符号说明-常规参数 L，设计船长，单位m，粗算时可以取总长。 L1，取L，但不必大于300m。 B，船宽，单位m。 Ds或D，型深，单位m。 T，设计吃水，单位m。 TM，最小设计吃水，单位m。通常，对干货船取0.35T，对液货船取2+0.02L。 y，计算位置距中性面的垂直距离，单位m。 z，计算位置到基线的垂直距离，单位m。2符号说明-常规参数l，跨距，或者叫做支撑长度，单位m。 S，强梁之间的间距，单位m。 p, 设计压力kN/m2，具体计算在后面的计算中会再次提到。 ，舱内液体的密度，如果是海水，取值，1.025t/m3 。 方型系数CB，可以从做稳性的同事处得到。 s，型材间距，未

2、注明情况下单位取m,通常我们取型材间距在0.55m到0.75m之间。3符号说明-应力参数 ZB，中剖面模数，单位cm3。 ，系数。远洋船取1，港口或遮避海域取0.5。 Ms，静水弯距，单位kNm。 Mw，波浪弯距，单位kNm。 Mw=-0.11* *Cw*L2*B*(CB+0.7)，中垂； Mw=0.19* *Cw*L2*B*(CB+0.7)，中拱。 f2b(f2d)，应力系数,f2b(f2d)=5.7*(Ms+Mw)/ZB。4符号说明-稳性参数 GM，初稳性高，metacentric height, in m。 kr，横摇回转半径，单位m。 以下是近似计算值5符号说明-稳性参数 TR，横摇周

3、期，单位s。由下式和30s中取小值。 k，系数。有舭龙骨取1.2；无舭龙骨取1；有有效的减摇装置取0.8。 c，系数。c=(1.25-0.025*TR)*k。 横摇角，单位弧度。=50*c/(B+75)6符号说明 波浪系数Cw，按下表选取： 设计最高航速或最大拖航速度V，单位knots. 重力加速度g0，取9.81m/s2.7符号说明-加速度系数 加速度参数a0，由下面的公式计算得到：8符号说明-垂向加速度 合成垂向加速度av，从下面的式中计算： 式中的系数kv见下页的图。9符号说明-系数kv 式中的系数kv的系数选择：10符号说明-螺旋升角 螺旋上升周期按下式计算。11符号说明-压力相关系数

4、 f，从所在的横向位置的水线到舷顶列板的最高点的距离，单位m 。 kf,计算吃水，单位m，kf=min(T,f)。 ks，系数， 计算如下：12符号说明-压力相关系数 压力参数pl，单位kN/m2，从下式计算。 压力参数ppd，单位kN/m2，从下式计算。13符号说明-压力相关系数 pdyn，计算压力损失，由做P&ID的人提供，如果没有，压载舱取0.25kN/m2，其余舱取0。 hs，从计算位置到舱顶的垂直距离，单位m。 HC，干货的垂直装载高度，单位m 。 H，舱室垂直高度，单位m 。 p0，压力，单位kN/m2。通常取25，干货船的压载舱取15，压力阀的开启压力，如果它超过常规值。

5、14符号说明-材料系数 材料系数f1,请看下面的说明： NV-NS: f1=1.00 NV-27: f1=1.08 NV-32: f1=1.28 NV-36: f1=1.39 NV-40: f1=1.4715符号说明-腐蚀余量16符号说明-修正系数 长宽比修正系数ka,通常取1。由下面的公式计算得到： ka=round(max(min(1.1-0.25*s/l)2,1),0.72),2)。 wk，压载舱腐蚀修正系数。有面板的型材wk=1+0.1tk；球扁钢wk=1+0.06tk；17符号说明-舱室参数 bt，舱顶的宽度，单位m。 b，计算位置到舱顶上横向的最大跨度，单位m。 bb，舱的两舱壁间

6、的距离或到其间的防撞舱壁的距离，单位m。 h0，从吃水所在的水线位置到计算甲板的垂直距离，单位m。18符号说明-剖面几何参数 Zn，基线或甲板距中性轴的距离，取相关的参数，单位m。 Za，基线或甲板距计算位置在中性轴以上或以下的距离，分别计算，单位m。19强力甲板板厚的确定主甲板边板宽度：b=max(1800,5*L+800)mm。如果长上建的一端在0.5L内，甲板边板的板厚至少要增加20%，长度每边3m。板厚由下面两式计算：p=p1-p13，见下面的表格。20甲板压力表格21强力甲板参数 ，许用应力。船舯0.4L内见下表： t0,没有防风雨措失的货船取5.5；露天的生活区甲板或有木甲板的货物

7、甲板取5。 k,单层甲板取0.02；在0.07D以上有2层甲板的取0.01；露天甲板船首0.02L取0.01；在0.07D以上有2层甲板以上的取0。 ka, s,tk见前面的定义。22强力甲板下面甲板板厚计算 最小板厚由下面的两式计算： 式中： =160f1; t0与前面的定义一样； k,首楼甲板距首0.2L以内取0.01；0.7D以上有2层甲板的中间甲板，或上建或甲板室把船舯0.4L覆盖50%以上的第一层在此范围的甲板，取0.01；其余取0。23强力甲板纵骨计算 纵骨的剖面模数由下式计算： p=p1-p13; ,在船中0.4L见下表，其它的强力甲板取160f1。24强力甲板横梁计算 横梁的剖

8、面模数要满足下面的要求： 横梁的剖面模数要满足下面的要求： 式中p=p1-p13；其余的参数见上一页的定义。25强梁尺寸的选取 对于强梁，一般我们选用T型材，除了满足剖面模数的要求外，还要满足下面的要求。 请看下页的示意图。 支撑距离就是L1和L2中的大值。 通常B 20*tf，如果采用偏心的T型材，单边的宽度B1 5 m 应该在跨距的中点加防倾肘板。78二层甲板和尖舱肋骨 二层甲板肋骨是在下甲板或边上的下水平桁与最上层的上建甲板在防撞舱壁和尖舱之间的肋骨。79二层甲板和尖舱肋骨 剖面模数不能小于下面两式中的大者。 k = 6.5 对尖舱骨材 = 4.0 对二层甲板骨材 p = p1 p8,

9、哪一个相关80舷侧外板强梁厚度要求 腹板和面板厚度要求： k = 0.01 L1 通常情况下 = 0.02 L1 在货油舱和压载舱放货区的边界 = 0.03 L1 (最大= 6.0) 在尖舱位置 对于单壳船，腹板同时还要满足: t = 12 s + tk (mm)81舷侧外板强梁面板宽度 如果是对称的，厚度不能小于宽度的1/30 如果是非对称的，厚度不能小于单边面板宽度的 1/15 对于机舱区域，面板宽度还不能小于35S mm82尖舱垂向强梁跨距 尖舱垂向强梁跨距不能大于2.25+ L/400 m，否则需要水平桁或平台甲板支撑83舷侧简单强梁的剖面模数 p = p1 p4 = 1.15 p5

10、= p6 p8, 哪一个相关 b 支撑宽度，单位 m84舷侧简单强梁的许用应力 在船中0.4L对纵向连续强梁适用上式，最大取 160 f1 = 160 f1 对船中0.4L内的其它强梁 在其它位置可以线性插值 纵向强梁 = 160 f1 可以适用于压力为 p6 和p8的任何情况下 f2 = 距中性轴的应力系数 f2b =距中性轴的应力系数 f2d85舷侧强梁腹板的许用最小截面积 k = 0.06 对水平连续强梁和垂向梁的上端 = 0.08 对垂向梁的下端 h = 腹板高度，单位 m p = p1 p7, 看哪个相关腹板面的载面积在中部可以为0.5 A86首部砰击加强压力 首部砰击加强的范围为从

11、首柱向后0.1L。 砰击压力： C = 0.18 (CW 0.5 ho), 最大为 1.0 CW = 波浪系数，见第6页 ho = 从计算点到吃水的垂直距离 (m) Cf = 1.5 tan ( + ) = 4.0, 最大87首部砰击加强压力 = 0.4 ( cos + sin) , 横摇角，见第5页，螺旋升角，见第10页 = 外飘角，单位弧度， 在计算位置的舷侧外板和垂线之间的夹角 =计算位置水线和纵骨线之间的夹角，单位弧度，参考下页的图示,外飘角 通常 tan =(a1+a2)/hd88首部砰击加强示意图89首部砰击部分板厚 首部砰击部分板厚计算： 首部砰击部分板厚计算： ka = (ka

12、1 0.25ka2)2 kal = 1.1 通常情况下 = 1.22 在圆柱形或锥形首部，扶强材是垂向或径向，当s R/10时，要特殊考虑 R = 外板的曲率半径，单位 m90首部砰击部分板厚 ka2 = s/l , 但不能小于 0.4, 也不必大于 1.0l = 板厚的长度，单位 m f= 材料的最小屈服极限，单位 N/mm291舱壁结构的计算压力92舱壁的板厚不小于下面二式 p = p1 p9, 看哪个相关 = 160 f1对纵舱壁在中性轴位置与船长无关时的垂向扶强材 = 140 f1对纵舱壁上纵向扶强材在船中0.4L内中性轴位置，但是，当取用压力p6或p7 时可以用160f1 在中性轴以

13、上或以上，可以到甲板或底板线性减小，前提是假设扶强材方向和材料系数与板材一样93舱壁的板厚 = 160 f1对舱壁在距首垂线0.05L以内或距尾垂线0.1L以内，或横舱壁 = 220 f1对水密舱壁，防撞舱壁例外，当应用压力为p1时 在这些特殊位置之外 可以进行线性插值94舱壁的板厚 k = 0.03 对纵舱壁，货油舱和压载液货舱的双壳舱壁除外 = 0.02 在尖舱，横舱壁，货油舱和压载液货舱的双壳舱壁 = 0.01 对其它的舱壁95槽形舱壁的板厚 tn = 相连接的面板或幅板的板厚，单位 mm，但不能大于t 其余的参数,s,p,tk见前面其它舱壁的取值96货舱区纵舱壁板厚 货舱区纵舱壁板厚还

14、要满足下式： 参数的定义和前面的一样97舱壁上扶强材的剖面模数 p = p1 p9, 看哪个相关 在船中0.4L内，最大160 f1 = 160 f1 距离垂线0.1L内 在这些特殊位置之外的地方可以线性插值98舱壁上扶强材的剖面模数 对纵骨 = 160 f1 可以用在适于压力p6到p7附带震荡压力p9的任何情况下 当压力p1适用时，对水密舱壁许用应力可以增加 60 f1 ，防撞舱壁除外 f2 = 应力系数，在中性轴以下为 f2b =在中性轴以上为 f2d99扶强材的尺寸要求 k = 0.01 L1 通常情况下 = 0.015 L1 在货油舱和压载舱放货区以及尖舱 h = 型材高度 mm g

15、= 65 有面板的型材 = 20 扁钢100垂向和横向扶强材 p = p1 p9, 看哪一个相关 = 160 f1对液舱，货舱和防撞舱壁 = 220 f1对水密舱壁 m = 7.5对垂向扶强材简支一端或两端 = 10对横向或垂向扶强材两端刚性固定 = 10 对水平槽形舱壁两端固定 = 13 对垂向槽形舱壁,上端固支101垂向和横向扶强材 m= 20对垂向槽形舱壁, 上端柔性连接 = ms对垂向槽形舱壁, 下端连接到stool(漏斗) = 8ms/(ms-4)对垂向槽向舱壁在跨距的中点 m(max) = 13102垂向和横向扶强材 bc = stool和槽形舱壁焊接处stool的宽度，单位m b

16、s = stool在内底板处的宽度，单位 m HS = stool 的高度，单位m hdb = 双层底的高度，单位 ml db = 在stool之间的货舱长度，单位m，如果没有stool不能大于 6 HS 或 6 hdb103舱壁上强梁尺寸要求 k = 0.01 L1 通常 = 0.02 L1 对腹板, 面板和肘板在货油舱和压载舱的放货区 = 0.03 L1 (= 6.0 最大) 对腹板, 面板在尖舱 腹板除了满足上面的要求外，还要满足： t = 12 s + tk (mm) s，腹板上加强筋间距，单位 m.104舱壁上强梁剖面模数 p = p1 p3 = 1.15 p4 = p5 p9, 看

17、哪个相关 b = 支撑宽度，单位 m 在船中0.4L纵向连续强梁 = 160 f1 对其它的强梁105舱壁的特殊要求-轴隧 在弯曲部分的板厚可以取相同型材间距的平板的90% 如果顶部没有天花板，在货舱开孔下方的板厚要增加2mm 轴隧需要保证水密 在有限航区R2,R3,R4可以没有轴隧，需要有效的保护措施，轴承和填料函可以接受106舱壁的特殊要求-槽形舱壁 在垂向槽形舱壁的上端和下端必需有足够宽的平板来支撑 当槽形舱壁的面板被取消时应正常设计强梁 设计槽形舱壁上下端时要谨慎，在双底底的下方要有与面板成一条线的对应结构107舱壁的特殊要求-支撑舱壁 舱壁做为甲板的支撑时应作为柱子考虑，带板取40t

18、，t为舱壁的板厚 扶强材的剖面模数Z=2l2s cm3支撑甲板结构的扶强材间距不应超过甲板型材间距的2倍，同时也不超过1. 5m在最下层板厚不小于7.5mm，在二层舱不小于6.5mm在最下层槽深不小于150mm，在二层舱不小于100mm108舱壁的特殊要求-大舱冲击压力 当舱室宽度大于0.56B或长度0.13Lls0.15L时，需要考虑大舱的冲击压 对距离横舱壁0.25ls的强构件，冲击压： 对距离纵舱壁0.25bs的强构件，冲击压：109舱壁的特殊要求-大舱冲击压力 kf=1-2(0.7-h/H)2 h = 注入液体的高度 (m) H = 液舱高度 (m) ，在0.15 ls 或 0.15

19、bs之内 GM = 最大GM 包括自由液面修正系数 GMminimum = 0.12 B (m)110舱壁的特殊要求-大舱冲击压力ls = 有效受冲击舱室长度，单位 m ，对两端舱壁：对制荡舱壁：111舱壁的特殊要求-大舱冲击压力 bs = 受冲击的舱的有效宽度，单位 m，对无制荡舱壁： 对有制荡舱壁：112舱壁的特殊要求-大舱冲击压力l = 舱室长度，单位m b = 舱室宽度，单位 m nt = 在舱内的制荡舱壁的数量，要求t 0.5 t= 在考虑注入液位线以下的制荡舱壁上开孔的面积与该液位线以上的总面积比113舱壁的特殊要求-大舱冲击压力 如对注入液位高度没有限制，h= 0.7 H. n2

20、 = web-ring frames 在整个舱室内的数量 t= web-ring frames在考虑液位线以下的开孔面积与该线以下的总面积比114舱壁的特殊要求-大舱冲击压力 nl = 纵向制荡舱壁的数量，要求l 0.5 l= 和t 类似，只是取的是纵向制荡舱壁 n4 = 纵向 ring-girders 的数量 l= 类似t 只不过取的是纵向 ring-girders115舱壁的特殊要求-大舱上部冲击压力 距离舱室端部或制荡舱壁 0.15 ls 处116舱壁的特殊要求-大舱上部冲击压力 距离舱室端部或制荡舱壁 0.15 bs 处 距离舱室端部或制荡舱壁 0.15 bs 处 分别在 0.15 l

21、s 和 0.15 bs 之外到0.3 ls 和 0.3bs的压力可以过渡到0 在 0.15 ls 和0.15 bs拐角处的压力不能小于pi (横向的) 或 pi (纵向的)+ 0.4 pi (横向的)117舱壁的特殊要求-大舱上部冲击压力 垂向舱壁距离水平甲板或斜甲板0.1ls 或 0.1bs范围内可以从上面拐角处的压力减少50% h = 最大允许注入液面高度 (m) H = 舱室高度 (m)，在 0.15ls或0.15bs内 = 计算平板和垂向平面的夹角118舱壁的特殊要求-大舱下部冲击压力 在有双层底的大舱中如果没有内部横向或纵向的梁来限制液体的流动，在高度(2 h0.2ls 或 2h0.

22、2bs) 范围内垂向或斜的舱室的表面冲击压,横舱壁到高度0.2ls范围内: 纵舱壁到高度0.2bs范围内:119舱壁的特殊要求-大舱下部冲击压力 在上面给的高度以上1米，压力可以减小到0 k = 1 对 L 200 = 下部边界板和水平面的夹角 对舱室上部平板高于最低远航线L/20 m 的冲击压力应该考虑放大因素： 1 + 6ze/L 对纵向晃荡 1 + 7.5 ze GM/B2对横向晃荡 1 + 18ze/L 对纵向冲击120舱壁的特殊要求-大舱下部冲击压力 1 + 17.5 ze GM/B2对横向冲击 ze = zt Ts L/20 (m) zt= 从基线到计算位置的距离(m) TS =

23、最小远航吃水 (m)，通常可以取0.50 T121舱壁的特殊要求-大舱下部冲击压力 对光滑边界的舱对光滑边界的舱(无内部构件)， 舱底部高于 D/2时, 下面的冲击压力需要考虑系数： 和 = 螺旋升角和横摇角，分别见第10和第5页 zi = 从计算位置到 D/2的距离，单位m.122舱壁的特殊要求-大舱抗冲击 舱室的自由液面长度 ls 0.13 L 或宽度bs 0.56 B 应该计算冲击压力pi的作用 板厚不小于： 舱壁上扶强材的剖面模数不小于：123舱壁的特殊要求-大舱抗冲击 每一端的抗剪面积都不能小于：lp = 扶强材的受冲击的长度, 最大为跨距 l, 但不必大于0.1 ls 或0.1 bs kp = 对冲击压结果的修正系数 = 1.1-10l/ls, 最小 0.35. h = 扶强材高度，单位 m124舱壁的特殊要求