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文档简介
2023/2/11船舶结构与货运Part01船舶结构(1-6章)2023/2/12课程内容第一章船舶常识第二章船体结构第三章船舶管系第四章船舶装卸设备第五章货舱、舱盖及压载舱第六章船舶系固设备2023/2/13第二章船体结构第一节船体结构形式第二节外板和甲板板第三节船底结构第四节舷侧结构第五节甲板与货舱结构第六节舱壁结构第七节首尾结构第八节冰区加强和防火结构第九节船体水密与抗沉结构第十节船舶总布置图4第一节船体结构形式2023/2/142023/2/15通常有人认为船体是由钢板(plate)和骨架(skeleton)组成的长箱型结构。由板和骨架组成的结构称为板架结构。整个船的主体可分为若干板架结构,如甲板板架、舷侧板架、船底板架、舱壁板架等。甲板板板架结构舷侧结构2023/2/16舱壁结构按《规范》规定,船体结构又可分为主要构件和次要构件。主要构件——船体的主要支撑构件。在结构构件中支撑着其他构件的大型组合构件,包括强肋骨、舷侧纵桁、强横梁、甲板纵桁、实肋板、船底桁材、舱壁桁材等。次要构件——板的扶强构件。包括肋骨、舷侧纵骨、横梁、甲板纵骨、组合肋板、船底纵骨、舷壁扶强材等。2023/2/17根据结构构件在船体结构中承担着不同的强度作用分为:纵向构件:参与总纵弯曲的构件,即承担着总纵弯曲强度的构件。属于纵向构件的有:甲板、甲板纵桁、甲板纵骨、船底纵桁、船底纵骨、内底板、纵向舱壁、船体外板等。横向构件:是能承担横向强度的构件,属于这类构件的有横舱壁、横梁、强横梁、肋板、横梁肘板、舭肘板等。2023/2/182023/2/19按照构件的排列方式,船体结构可分为横骨架式、纵骨架式和纵横混合骨架式。一、横骨架式船体结构(transverseframingsystem)在上甲板、船底和舷侧结构中,横向构件数目多,排列密;而纵向构件数目少,排列疏的船体结构。
肋骨框架的作用是加强船体外板和甲板,并共同承担着船体的横向强度。横骨架式船体结构船的总纵强度,主要是由船体外板和甲板以及少量的大型纵向构件来承担。2023/2/110
1-甲板板(deckplating);2-舷顶列板(sheerstrake);3-舷侧列板(sidestrake);4-舭列板(bilgestrake);5-船底板(bottomplating);6-中内龙骨(centerkeelson);7-平板龙骨(platekeel);8-旁内龙骨(sidekeelson);9-梁肘板(beamknee);10-甲板纵桁(deckgirder);11-肋骨(frame);12-强肋骨(webframe);13-舷侧纵桁(sidestringer);14-肋板(floor);15-横梁(beam);16-横舱壁板(transversebulkheadplating)单层底船
1.主要特点
1)横向强度和局部强度好。2)结构简单,容易建造。
3)舱容利用率高。
4)空船重量大。
2.应用:总纵强度要求不很高的中小型船舶和内河船。2023/2/1112023/2/112二、纵骨架式船体结构(longitudinalframingsystem)
在上甲板、船底和舷侧结构中,纵向构件数目多、排列密而横向构件数目少、排列疏的船体结构。在横向布置少量的强肋骨、强横梁和肋板组成大型肋骨框架。船体外板和甲板板与纵向连续构件一起承担着纵强度。船体的横向强度主要是由大型肋骨框架及其附连的甲板和外板来承担。不过船的首尾端是采用横骨架式结构。主要用在纵向强度要求较高的大型油船和矿砂船上。
2023/2/113
1-船底板(bottomplating);2-船底纵骨(bottomlongitudinal);3-肋板(floor);4-中桁材(centergirder);5-旁桁材(sidegirder);6-舷顶列板(sheerstrake);7-舷侧纵骨(sidelongitudinal);8-强肋骨(webframe);9-撑杆(strut);10-甲板(deck);11-甲板纵骨(decklongitudinal);12-强横梁(webbeam);13-舱口围板(hatchcoaming);14-横舱壁(transversebulkhead);15-纵舱壁(longitudinalbulkhead);16-内底板(innerbottomplating);17-舭龙骨(bilgekeel)双层底船1.主要特点
1)总纵强度大。
2)结构复杂。
3)舱容利用率低。
4)空船重量小。2.应用:大型油船和矿砂船。2023/2/1142023/2/115三、混合骨架式船体结构(combinedframingsystem)
在上甲板和船底采用纵骨架式结构,而在舷侧和下层甲板采用横骨架式结构。
1.主要特点
1)既满足总纵强度的要求,又有较好的横向强度。
2)结构较为简单,建造也较容易。
3)货舱内突出的大型构件少,不妨碍装卸,舱容利用率高。
4)舷侧与上甲板、船底的交接处,结构连接性不太好。
2.应用:大中型干货船和油船。2023/2/1162023/2/1171-船底板(bottomplating);2-中纵桁(centergirder);3-旁纵桁(sidegirder);4-内底边板(marginplate);5-船底纵骨(bottomlongitudinal);6-内底板(innerbottomplating);7-实肋板(solidfloor);8-内底纵骨(innerbottomlongitudinal);9-加强筋(stiffener);10-人孔(manhole);11-上甲板(upperdeck);12-舱口端梁(hatchendbeam);13-横梁(beam);14-甲板纵骨(decklongitudinal),15-甲板纵桁(deckgirder);16-支柱(pillar);17-二层甲板(tweendeck);18-梁肘板(beamknee);19-船舱肋骨(holdframe);20-甲板间肋骨(tweendeckframe);21-强肋骨(webframe);22-舷侧列板(sidestrake);23-舭肘板(bilgebracket);24-舱口端梁(hatchendbeam);25-横舱壁(transversebulkhead);26-舱口围板(hatchcoaming);27-舱口围板肘板(hatchcoamingbracket);28-舷墙板(bulwarkplating);29-舷墙扶强材(bulwarkstiffener);30-舭龙骨(bilgekeel)2023/2/1182023/2/119一、外板(shellplating)又叫船壳板,包括舷侧板和船底板。其基本组成单位是列板。第二节外板和甲板板舷侧板船底板1.列板的概念外板由一块块钢板对接而成。钢板的长边沿船长方向布置。长边与长边相接叫边接,其焊缝叫边接缝(seam);短边与短边相接叫端接,其焊缝叫端接缝(butt)。多块钢板依次端接后就成为长条板,称为列板(strake)。若干个列板组成外板。在首尾部,由于船体瘦削,某两列板会合并为一列板,这列板称为并板(stealerstrake)。
2023/2/1201-边接缝(seam);2-端接缝(butt);3-并板(stealerstrake);4-列板(strake)2023/2/121端接缝边接缝边接缝与纵向构件的角焊缝应避免重合和夹角过小。外板的排列应力求整齐美观,特别是水线以上部分的舷侧外板,尽可能与甲板边线平行,并保持相同的宽度,到两端要进行并板。2023/2/122端接缝:承受总纵弯曲应力,要求比较严格。应考虑到建造工艺上船体分段的布置情况同时又充分考虑钢板的长度;各列板的端接缝应尽可能布置于同一剖面上外板的端接缝距离肋位1/4或3/4处;2023/2/1232023/2/1242.列板名称根据各列板所处的位置,分别称为平板龙骨(flatkeel)、船底列板(bottomstrake)、舭列板(bilgestrake)、舷侧列板(sidestrake)和舷顶列板(sheerstrake)。2023/2/125把组成全船外板的每一块钢板都用字母和数字编号,钢板编号由舷侧编号、列板编号和钢板序号三部分组成。习惯上的编排方法是:Ⅰ.舷侧编号:P、S,分别表示船舶的左舷、右舷。Ⅱ.列板编号:平板龙骨称为K列板,左右相邻的两列板为A
列板,再次位B列板,依此类推为A,B,C
(但I、O、Q三字母不用),直至舷顶列板。Ⅲ.钢板序号:每一列钢板的每一块钢板,从首向尾或从尾向首排号。2023/2/126每块钢板在外板中的位置可以表示出来,例如:“K8”表示平板龙骨第8块板;
“PC5”表示船壳板(外板)左舷C列第5块板。2023/2/1272023/2/1283.列板的厚度分布1)沿船长方向
在船中0.4L范围内厚度最大,向首尾两端逐渐减薄;
局部加强在易产生应力集中的部位、受振动力或波浪冲击力较大的部位都需将外板加厚或加复板(doublingplate);外板的连续性发生突然变化的部位,如桥楼两端的舷侧外板;与尾柱连接的外板,轴毂处的包板,尾轴架托掌固定处的外板;船首部位受波浪冲击力作用的船底外板和舷侧外板等处,船尾端螺旋桨区域受到激振力;冰区航行的船舶在冰带区部分要加强。2023/2/1292023/2/1302023/2/131
2)横剖面方向
平板龙骨位于船底中心线处,参与总纵弯曲,承受坞墩反力等,要求厚度比相邻船底列板的大2mm,宽度沿船长方向保持不变。平板龙骨和舷顶列板要比其他外板要厚,其余列板从船底列板向上随着水压力的减少而逐渐减薄。注:舷顶列板宽度不得小于0.1D,船中0.4L内,厚度不得小于强力甲板边板厚度的0.8倍。2023/2/1322023/2/133二、甲板板(deckplate/plating)1.甲板
根据其作用分为:强力甲板(strengthdeck)、遮蔽甲板(
shelterdeck)、舱壁甲板(bulkheaddeck)、干舷甲板(
freeboarddeck)、和量吨甲板(tonnagedeck)等。强力甲板:对总纵强度贡献最大的甲板。
舱壁甲板:水密横舱壁上伸到达的连续甲板。干舷甲板:按《1966年载重线公约》量计干舷高度的甲板。量吨甲板:丈量船舶吨位的基准甲板。
强力甲板一般为上甲板,厚度为最厚的甲板,最小厚度应不小于6mm。2023/2/134早年在大西洋船舶装运家畜、印度洋船舶利用甲板运送大量旅客,为御风雨,在甲板上设置一些轻便的遮蔽物,逐渐演变成为遮蔽甲板形式的船舶。这种遮蔽空间,最初不计入总吨位,后来引起争议,所以把遮蔽甲板上的量吨开口进一步加以规定,作为免除丈量吨位的条件。此后,遮蔽甲板船在国际上流行。但由于遮蔽甲板或甲板间的量吨开口,影响船舶的航行安全,因此《1960年国际海上人命安全公约》建议案第17项中强调废除为量吨开口所规定的封闭设施,以水密封闭设施代替。1963年10月国际海事协商组织(IMCO,简称海协)第3届大会上审议通过了关于处理遮蔽甲板和其他“开蔽”处所的建议,1964年4月批准了该建议的细则;1965年海协第4届大会通过决议,要求尚未执行上述建议的缔约国政府考虑履行该建建议案;1967年海协第6届大会又通过决议,要求缔约国政府采取措施实行此建议。此后,各国已纷纷实行这个处理量吨开口的办法,在船舶的两舷勘绘吨位标志,至此遮蔽甲板、遮蔽甲板船和量吨开口已趋淘汰。遮蔽甲板简介2023/2/1352.甲板板的布置为了减少甲板上浪及迅速排除积水,船舶上甲板通常为曲面形状。首尾窄中部宽,船长方向中部低于首尾端,船宽方向中间高于两舷。从舱口边至舷边的甲板板,钢板的长边沿船长方向布置,且平行于甲板中线。甲板边板(deckstringer)因要保持一定的宽度,故沿舷边呈折线形状。在舱口之间及首尾端的甲板,因不参与总纵弯曲且面积狭窄,可以将钢板横向布置。2023/2/1363.甲板板的厚度分布1)沿船长方向:船中0.4L范围内的甲板板厚度最大,向首尾两
端可逐渐减薄。在各层甲板中,上甲板保证船体总纵强度中的作用最大,下甲板与船体中性面距离较近,因此下甲板厚度比上甲板薄得多。
2)沿船宽方向
甲板边板首尾连续,既参与总纵弯曲,又受船体横向变形力的作用,并且容易被甲板积水腐蚀,因而厚度最大。
为防止甲板开口角隅处因应力集中而产生裂缝,该处应为抛物线形、椭圆形或圆形。在舱口之间的甲板板,由于被舱口切断,不参与总纵弯曲,
其厚度较其它甲板板薄。2023/2/1372023/2/138一、双层底结构
指由船底板、内底板及其骨架围成的水密空间结构。《钢规》要求,应尽可能在防撞舱壁(首尖舱舱壁)和尾尖舱舱壁之间设置双层底。高度≥760mm。对于客船,50m≤L<61m,至少应至机舱前壁至防撞舱壁或尽可能接近该处之间设双层底;
61m≤L<76m,至少应在机舱以外设双层底,并应延伸至防撞舱壁及尾尖舱舱壁或尽可能接近该处;
L≥76m,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。第三节船底结构2023/2/139作用:1.增加船体的横向、总纵强度和船底的局部强度;
2.可作为燃油舱、滑油舱、压载水及淡水舱;
3.提高了船舶的抗沉性;
4.对液货船,它还提高了船体抗泄漏能力;
5.作为压载水舱,能调节船舶的吃水和纵倾、横倾和稳性,改善船舶的航行性能。6.承受舱内货物和机械设备的负载。2023/2/140双层底结构示意图2023/2/1411.
纵向构件承受船舶的总纵弯曲力矩、坞墩反力、拍击力及局部的剪力。
1)桁材
A、中桁材(centregirder):又称中底桁/龙骨,是位于船底中心线,连接平板龙骨和内底板的纵向连续构件,高度不小760mm。
按规范,在船中0.75L范围内保持连续,不许开孔,其他区域(除舱壁前后一个肋距内以外)可以开孔,但开孔的高度应不大于该处中桁材高度的40%。
2023/2/142B、旁桁材(sidegirder):又称旁底桁,是位于中桁材两侧对称布置的纵向构件,上面可以开减轻孔(lighteninghole)、气孔(airhole)和流水孔(drain
hole)。减轻孔作用是在满足强度的条件下,开孔以减轻船舶的重量,同时作为人员和油水的通道。旁桁材一般间断于实肋板和水密肋板处。
旁桁材的厚度可比中桁材少3mm,但均应不小于相应肋板厚度。C、箱形中桁材(ductkeel):又称箱形龙骨、箱型中底桁,是指位于船底中心线两侧对称布置的纵桁、内、外底板组成水密空心结构。2023/2/1431-水密纵桁(watertightlongitudinalgirder);2-内底板(innerbottomplating);3-内底纵骨(innerbottomlongitudinal);4-内底横骨(innerbottomframe);5-实肋板(soildfloor);6-肘板(bracket);7-船底纵骨(bottomlongitudinal);8-船底中心线(bottomcentreline);9-船底横骨(bottomframe)作用:一般从机舱前壁设置到防撞舱壁,不仅起到中桁材的作用,而且还能用于集中布置舱底各种管路和电器线路,故又称管隧(pipetunnel)。其宽度不超过2m。设有水密人孔和通向露天甲板的应急出口,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。2023/2/1442023/2/1452)纵骨(longitudinal):仅在纵骨架式结构中设置的纵向构件。船底纵骨与内底纵骨为连续构件,穿过实肋板。纵骨应与肋板和该处肋板上的垂直加强筋焊接。当纵骨在水密肋板处中断时,纵骨应以肘板与水密肋板连接。当船长大于200m或纵骨采用高强度钢时,船底纵骨应穿过水密肋板,也可用相应的替代结构。船底纵骨的最大间距应不大于1m。
2023/2/1462023/2/1472.横向构件
1)肋板(floor):连接内底板和船底板的横向构件。
A、水密肋板(watertightfloor):无开孔,且在规定压力下不透水的肋板。它将双层底舱沿船长方向分隔成若干互不相通的舱室压载,也可以用来分隔不同用途的双层底舱。一般设在水密横舱壁下。板厚一般也较主肋板厚1-2mm,但不必大于15mm。1-内底板(innerbottomplating);2-旁桁材(sidegirder);3-加强筋(stiffener);4-中桁材(centergirder);5-船底板(bottomplating);6-水密肋板(watertightfloor);7-内底边板(marginplate)2023/2/148B、实肋板(solidfloor):又称主肋板,可以有减轻孔(人孔)、气孔和流水孔,减轻孔的肋板。有些减轻孔可以作为人孔,但高度不能超过肋板高度的50%。为增强实肋板的强度,其上焊有加强筋(stiffener)。在需要对船底加强的部位(如机舱、锅炉座下、推力轴承座下等),每一个肋位均应设实肋板;横舱壁及支柱下应设置实肋板。
横骨架式船底,至少每4个肋距设实肋板,间距不大于3.2m;首垂线0.2L以前区域每个肋位设实肋板。2023/2/149纵骨架式船底,机舱区域至少每隔1个肋位设实肋板;首垂线0.2L以前每隔一个肋位设实肋板,其余区域实肋板间距应不大于3.6m。2023/2/1502023/2/1512023/2/152C、组合肋板(bracketfloor/openfloor):又称框架肋板。
内底横骨和船底横骨用不等边角钢制成并用肘板与中桁材及内底边板连接。旁桁材一侧的扶强材,起着内外底横骨的支撑作用。是设在两道实肋板之间的若干个肋位上设置的横向构件。多见于横骨架式双层底结构中,不设实肋板的肋位上应设置该板。目前已经较为少见。2023/2/153D、轻型肋板(lightenedfloor):横骨架式双层底在不设置实肋板的肋位上,可设置轻型肋板代替组合肋板。厚度与实肋板相同,但允许有较大的减轻孔。1-中桁材(centregirder);2-减轻孔(lighteninghole);3-内底板(innerbottomplating);4-内底边板(marginplate);5-旁桁材(sidegirder);6-加强筋(stiffener);7-船底板(bottomplating)2023/2/154水密肋板实肋板轻型肋板2023/2/1552)舭肘板(bilgebracket)
船底肋板与舷侧横向构件的连接板。在混合骨架式船体结构中它也是舷侧部分肋骨与内底边板的连接板。一般高度等于宽度,厚度与实肋板相同。其上有面板(faceplate)或折边(flange),增强强度。板上有圆形的减轻孔和污水孔。保证舭部的局部强度和船体的横向强度。舭肘板折边2023/2/1562023/2/1573.
内底板与内底边板1)内底板:是双层底上面的水密铺板。其上设有呈对角线布置的人孔(manhole),并装有水密的人孔盖(manholecover),以便人员进去检修。油船通往双层底的入口应安置在露天甲板上。1-边接缝(seam);2-内底边板(marginplate);3-人孔(manhole);4-内底板(innerbottomplating);5-中桁材(centregirder);6-水密肋板(watertightfloor);7-短接缝(butt)2023/2/1582)内底边板(marginplate)
位于内底板边缘与舭列板相连的列板。杂货船多采用下倾式,内底边板与舭列板组成污水沟。接近首尾端或在客船、集装箱、油船上,一般采用水平式。散货船采用上倾式,以利装卸作业。经常航行于有浅滩等复杂水域的船舶用折曲式。普通(杂)货船散货船客船/集装箱/油船内河船2023/2/1591-平板龙骨(flatkeel);2-中桁材(centergirder);3-旁桁材(sidegirder);4-实肋板(solidfloor);5-内底边板(marginplate);6-内底板(innerbottomplating);7-人孔(manhole);8-舭肘板(bilgebracket);9-组合肋板(bracketfloor);10-内底横骨(innerbottomframe);11-船底横骨(bottomframe)2023/2/1601-平板龙骨(flatplatekeel);2-中桁材(centergirder);3-旁桁材(sidegirder);4-船底纵骨(bottomlongitudinal);5-实肋板(solidfloor);6-内底板(innerbottomplating);7-内底纵骨(innerbottomlongitudinal);8-实肋板(solidfloor);9-人孔(manhole);10-舭肘板(bilgebracket);11-组合肋板(bracketfloor)2023/2/161二、单层底结构1.特点
1)结构简单2)抗沉性差3)防泄漏性不强
用于小型船、内河船(横骨架式)、老式油船(纵骨架式)。2.主要构件中内龙骨(centrekeelson)、旁内龙骨(sidekeelson)、船底纵骨(bottomlongitudinal)、肋板(floor)和舭肘板(bilgebracket)2023/2/162横骨架式单底中内龙骨旁内龙骨肋板舭肘板流水孔2023/2/163中内龙骨旁内龙骨纵骨舭肘板实肋板2023/2/164三、舭龙骨与船底塞
1.舭龙骨(bilgekeel)设在船中附近的舭部外侧,沿着水流方向的一块长条板,
长度约1/4~1/3船长。作用:减轻船舶横摇。舭龙骨不参与总纵弯曲,不将其直接焊在舭部外板上,而用一块复(覆)板垫在中间。近似垂直与舭列板,外缘不能超过船底基线和舷侧线所围区域2023/2/1652023/2/1662.船底塞(dockingplug)
通常设置在中桁材或中内龙骨两侧(但不得开在平板龙骨上),距每一分舱后部的水密肋板的一档肋距处。作用:为了在坞修时排除船内积水。注意事项:为了防止海水腐蚀及脱落,出坞前应在船底塞外面用水泥涂封成一个半球形的水泥包。1-垫板(fittingplate);2-船底板(bottomplating);3-金属垫圈(metalwasher);4-黄铜或不锈钢底塞(brassorstainlessdockingplug)2023/2/1672023/2/168主要承受水的压力、波浪冲击力、甲板货物、设备的重力等,是保证船舶横向强度和侧壁水密的重要结构。
一般是单层舷侧结构,集装箱和油船使用双层舷侧结构。舷侧结构一般分为两种形式,横骨架式和纵骨架式。其主要构件有:纵向构件(舷侧纵桁、舷侧纵骨)、横向构件(肋骨、强肋骨等)、舷边及舷墙。第四节舷侧结构2023/2/169横骨架式单层舷侧结构2023/2/170横骨架式单层舷侧结构一、横向构件
舷侧结构中的横向构件统称为肋骨(frame)。作用:支持舷侧外板,保持舷侧的强度和刚性。肋骨与横梁、梁肘板、肋板、舭肘板构成船舶的横向框架。以增加船舶的横向强度,抵抗横向及局部变形。
1.
主肋骨(mainframe)
位于防撞舱壁与尾尖舱舱壁之间,在最下层甲板以下船舱内的肋骨,由不等边角钢做成。
2.甲板间肋骨(tweendeckframe)
位于两层甲板之间的肋骨,又称间舱肋骨。2023/2/1713.
强肋骨(webframe)又称宽板肋骨,由尺寸较大的T型组合材或折边钢板做成。在纵骨架式舷侧结构中,强肋骨是唯一的横向构件作用:局部加强。如机炉舱、舱口端梁处等。4.
中间肋骨(intermediateframe)冰区航行的船舶上位于水线附近两肋骨中间设置的短肋骨。2023/2/172*
斜肋骨(尖舱肋骨):在首尾端,成放射状设置。2023/2/173斜肋骨2023/2/174肋骨编号:习惯上以舵杆中心线处的肋骨为0号.向首依次为1,2,3,…,向尾依次为-1,-2,…。少数有舵柱的船舶以舵柱后缘为0号,向首排列取正号,向尾排列取负号。
作用:指明肋骨位置;海损事故报告中用以注明船体受损部位。肋距:即肋骨间距,肋骨的最大间距应不大于1.0米。2023/2/175二、纵向构件舷侧纵桁(sidestringer)
多为横骨架式结构中设置的纵向构件,通常由T型组合材做成。与强肋骨(腹板)高度相同,强肋骨高度大于主肋骨。作用:支持肋骨。当舷侧纵桁遇强肋骨时,舷侧纵桁间断让强肋骨连续,当舷侧纵桁遇主肋骨时,开切口让主肋骨穿过。由强肋骨、肋骨和舷侧纵桁组成的舷侧结构2023/2/1762023/2/177单一肋骨形式2023/2/178纵骨架式单层舷侧结构2023/2/179纵骨架式单层舷侧结构一、横向构件强肋骨(webframe)在纵骨架式舷侧结构中,强肋骨是唯一的横向构件作用:支持舷侧纵骨,保证横向强度。
2023/2/180二、纵向构件1.舷侧纵桁(sidestringer)
2.
舷侧纵骨(sidelongitudinal)
纵骨架式舷侧结构中采用的纵向构件,由尺寸较小的不等边角
钢做成。纵骨最大间距应不大于1.0m。作用:支承外板并承受舷侧水压力,参与总纵弯曲和保证外板的稳定性。双层舷侧结构设计双层船壳的原因:增大船体总纵强度,特别是对大开口货舱的船体有一定的强度补偿;提高抗沉性;防泄漏。2023/2/181横骨架式双壳舷侧结构2023/2/1822023/2/1832023/2/184纵骨架式双壳舷侧结构舷侧纵骨内舷纵骨开孔横隔板平台平台纵骨2023/2/186三、舷边(gunwale)甲板边板与舷顶列板的连接部位。直角连接特点:多用于中小型船舶和一些有加强措施的船舶,如:集装箱船(双层舷侧)、散货船(顶边水舱)等。圆弧连接特点:甲板排水易弄脏舷侧板。多见于大型船舶的船中部位。舷边角钢连接特点:老式连接形式,用等边角钢或扁钢与甲板边板与舷顶列板铆接,基本已被淘汰。2023/2/187四、舷墙(bulwark)和栏杆(handrail)作用:保障人员安全,减少甲板上浪,防止甲板物品滚落海中。舷墙不参与总纵弯曲。舷墙和栏杆的高度应不小于1000mm,栏杆的最低一根横杆高度应不超过230mm,其他横杆的间距应不超过380mm。1-舷墙板(bulwarkplating);2-舷顶列板(sheerstrake);3-舷边角钢(gunwaleanglebar);4-甲板边板(deckstringer);5-扶强材(stiffener);6-扶手(handrail)2023/2/188甲板结构保证船体总纵强度和船体上部水密的重要结构。按骨架形式分为纵骨架式和横骨架式甲板结构。上甲板主要承受总纵弯曲,下甲板主要承受货物载荷;因此,普遍上甲板采用纵骨架式结构,下甲板采用横骨架式结构。
第五节甲板结构纵骨架式横骨架式甲板纵骨强横梁甲板横梁舱口围板2023/2/190甲板纵骨强横梁甲板纵桁2023/2/191舱口纵桁甲板纵骨强横梁纵骨架式甲板结构:由纵骨、甲板纵桁、强横梁等组成2023/2/1921.甲板纵桁(deckgirder)
沿舱口两边和甲板中心线布置的纵向构件。由尺寸较大的T型组合材做成。作用:承受总纵弯矩作用,支持强横梁。2.舱口纵桁(hatchsidegirder)
沿舱口两边布置的一小段纵向构件。为了防止吊货时磨损绳索,在相互垂直的腹板和面板交角处焊接一圆钢。作用:增加舱口处的强度。
3.甲板纵骨(decklongitudinal)
仅在纵骨架式甲板结构中采用的纵向构件,平行于中线面布置。由尺寸较小的不等边角钢或球扁钢做成。作用:保证船舶总纵强度和甲板的稳定性。4.强横粱(decktransverse)
仅在纵骨架式甲板结构中采用的横向构件。由尺寸较大的T型材或折边钢板做成。作用:支持甲板纵骨,保证横向强度。注意:甲板结构中的横向构件统称为横梁(beam)。2023/2/1932023/2/194横骨架式甲板结构:由横梁、甲板纵桁等构件组成2023/2/1951.普通横梁(deckbeam)
仅在横骨架式甲板结构中采用的横向构件。由尺寸较小的不等边角钢做成。两舷端以梁肘板(beamknee)与肋骨相连,并与肋板一起组成横向框架,保证船体横向强度。2.半梁(halfbeam)
横骨架式甲板结构中被舱口截断的横梁。一舷端以梁肘板与肋骨相连,另一端焊在舱口围板上。普通横梁/半梁与甲板的纵桁相遇时,纵桁的腹板上方有开切口,让他们通过。2023/2/1963.舱口端梁(hatchendbeam)
位于舱口前后两端的横梁。由尺寸较大的T型组合材做成。作用:加强舱口处的强度。普通横梁半梁舱口端梁讨论题横骨架式甲板纵骨架式甲板图中舱口之间采用横骨架式,两侧采用纵骨架式,为何这样选用?2023/2/198三、舱口围板(hatchcoaming)作用:增加舱口处的强度,防止海水灌入舱内,保障作业人员安全。最小高度应不小于450mm(另:在露天干舷甲板和后升高甲板上,以及位于从首垂线起船长的四分之一以前的露天上层建筑甲板上,不小于600mm)。舱口角隅处的加强方法有2种:
1、将舱口围板下伸超过甲板;
2、将围板分成两部块,分别焊接在甲板开口边缘的上下面,并在下面用菱形面板加强。1-甲板(deck);2-舱口围板(hatchcoaming);3-菱形面板(diamondplate)2023/2/199舱口围板上缘用半圆钢加强,围板的周围装有水平加强筋和垂直的肘板。这些构件起到防倾和增强刚性的作用。半圆钢还可以减轻装卸货物时吊杆的钢丝绳和围板上缘的摩擦。2023/2/1100四、支柱(pillar)
船舱内的竖向构件,由钢管或工字钢等做成。作用:支撑甲板骨架,保持船体的竖向形状。一般设置在舱口的四角或用两根支柱设置在舱口端梁的中点,支柱的下端应支在船底纵桁与肋板的交叉点上。如有下层甲板,则上、下支柱应处于同一条垂线上。1-舱口端梁(hatchendbeam);2-舱口围板肘板(hatchcoamingbracket);3-甲板板(deckplating);4-甲板纵桁(deckgirder);5-横梁(beam);6-支柱(pillar);7-内底板(innerbottomplating);8-旁桁材(sidegirder);9-船底板(bottomplating);10-肋板(floor);11-垫板(fittingplate)装运大件货的船舶,采用悬壁梁(cantileverbeam)结构代替支柱。2023/2/1101l-甲板板(deckplating);2-内底板(innerbottomplating);3-肋骨(frame);4-中桁材(centregirder);5-旁桁材(sidegirder);6-悬臂梁(cantileverbeam)2023/2/1102五、肘板(bracket)
1.梁肘板(beamknee)
横向的肘板,用于连接肋骨和横梁的构件。
2.防倾肘板(trippingbracket)
横向/纵向的肘板。用于连接甲板纵桁和横梁的横向构件,
或是加强横梁的的纵向肘板。3.舱口围板肘板(hatchcoamingbracket)
位于甲板上支持舱口围板的肘板。2023/2/1103六、梁拱和舷弧
1.梁拱(camber)—
甲板的横向曲度。作用:增加甲板的强度;
便于排泄甲板积水和增加储备浮力。
2.
舷弧(sheer)
作用:增加储备浮力,便于甲板排水;
减少甲板上浪和使船体外形更美观。2023/2/11041-甲板板(deckplating);2-扶手(handrail);3-舷墙板(bulkwarkplating);4-舷边角钢(gunwaleanglebar);5-扶强材(stiffener);6-横梁(beam);7-梁肘板(beamknee);8-舷侧肋骨(sideframe);9-舱口端梁(hatchendbeam);10-支柱(pillar);11-舱口纵桁(hatchsidegirder);12-舱口围板(hatchcoaming);13-菱形面板(diamondplate)2023/2/11051-甲板板(deckplating);2-甲板纵骨(decklongitudinal);3-舷侧肋骨(sideframe);4-加强筋(stiffener)/防倾肘板(trippingbracket);5-强横梁(decktransverse);6-舱口纵桁(hatchsidegirder);7-舱口围板(hatchcoaming);8-菱形面板(diamondplate)2023/2/1106第六节舱壁结构一、舱壁的作用
主船体在设计和建造时设置了若干横向舱壁和纵向舱壁,把主船体分隔成成许多舱室。横舱壁:保证船体的横向强度和刚性,作为纵向构件的支撑结构。纵舱壁:长纵舱壁提供船体总纵强度,分隔自由液面。2023/2/11072023/2/1108二、舱壁的种类及特点
Ⅰ.按其作用(用途)可分为:
1.水密舱壁(watertightbulkhead)
在规定的水压力下能保持不透水的舱壁。通常是由船底(内底)到舱壁甲板的主舱壁。它把船体分隔成许多独立的区域,保证船体某些部分因海损进水时,其它区域仍有足够的抗沉能力和水密性。比较常见的是水密横舱壁,在万吨级般上约设6道~7道。液货船上设有水密纵舱壁。2023/2/1109
2.油密舱壁(oiltightbulkhead)在规定的压力下能保持不渗透油的舱壁。油船及装燃油的舱室应采用油密舱壁分隔。
3.防火舱壁(fire-resistingbulkhead)是分隔防火主竖区。在一定的火灾温度下和一定的时间内
能限制火灾蔓延的舱壁。机舱和客船起居处所的舱壁应采用防火舱壁。4.制荡舱壁(washbulkhead)设在液舱内的纵向舱壁。用于减少自由液面影响,一般设置在首尖舱和尾尖舱,上面开有气孔、油水孔、减轻孔。2023/2/1110Ⅱ
按其结构分为以下几种:1.平面舱壁(planebulkhead)
由舱壁板(bulkheadplate)和加强它的骨架组成的舱壁。大型船舶的舱壁板的钢板长边沿水平方向布置。舱壁板厚度由下向上逐渐减薄。舱壁骨架由两种构件组成:
1)较小骨架,由不等边角钢做成的扶强材(stiffener)按设置方式分为垂直扶强材和水平扶强材。
2)较大骨架,由T型组合材或折边板做成的桁材(girder)
主要作用是支撑扶强材。
一般设在深舱或油船的纵舱壁上。
按设置方式分为竖(垂直)桁和水平桁。2023/2/11111-横舱壁(transversebulkhead);2-垂直扶强材(verticalstiffener);3-垂直桁(verticalweb);4-纵舱壁(longitudinalbulkhead);5-舷侧纵桁(sidestringer);6-水平桁(horizontalgirder);7-船底板(bottomplating);8-舷侧列板(sidestrake)平面舱壁2023/2/1113垂直扶强材水平桁2023/2/11142.
槽形舱壁(corrugatedbulkhead)
利用舱壁板的折曲代替扶强材的作用。根据折曲的形状,可以分为弧形、梯形、三角形及矩形等。多用于散货船和油船。
优点:结构重量轻;减少装配和焊接的工作量;便于清舱。缺点:占舱容大,不利于装载件杂货物;垂直于槽形方向的承压能力较差。2023/2/11152023/2/11161-水平桁(horizontalgirder);2-槽形舱壁(corrugatedbulkhead);3-梯形剖面(trapezoidsection)1-双层底舱(doublebottomtank);2-底边舱(hoppertank);3-顶边舱(topsidetank);4-肋骨(frame);5-端部肘板(endbrackets);6-甲板(deck);7-槽形横舱壁(corrugatedtransversebulkhead);8-顶登(upperstool);9-底登(lowerstool)2023/2/1117槽体上顶凳下底凳槽形舱壁上下的支撑一般采用“凳”形结构。“凳”形结构分为上顶凳(upperstool)和下底凳(lowerstool)。作用:一.有利于装货和平舱。
二.加强横向强度。2023/2/1118三、深舱与边舱
1.
深舱(deeptank)
双层底以外,下自船底或内底,上至甲板或平台的液舱。深舱常用作压载水舱、淡水舱、货油舱和燃油舱等。舱中一般仅设人孔供人员出人,并设有空气管、测量管等。
2.边舱(wingtank)常见的类型有:
散货船上的顶边舱和底边舱;
集装箱船、双壳油船的边翼舱等。散货船上的顶边舱(topsidetank)和底边舱(hoppertank)主要用作压载水舱,并有利于货物装卸。2023/2/11191-舱口围板(hatchcoaming);2-甲板纵桁(deckgirder);3-舷侧纵骨(sidelongitudinal);4-肋骨(frame);5-舷侧列板(sidestrake);6-实肋板(solidfloor);7-船底纵骨(bottomlongitudinal);8-中桁材(centergirder);9-船底板(bottomplating);10-旁桁材(sidegirder);11-内底板(innerbottomplating);12-甲板板(deckplating);13-甲板纵骨(decklongitudinal)1-双层底(doublebottom);2-中桁材(centergirder);3-边舱(wingtank);4-人行通道(sidewalk);5-扶强材(stiffener);6-甲板纵桁(deckgirder);7-横舱壁(transversebulkhead);8-内底板(innerbottomplating)散货船集装箱船2023/2/1120顶边舱2023/2/1121顶边舱是由强力甲板、外板和斜板及其骨架组成。顶边舱结构一般采用纵骨架式。底边舱是由船底板、外板和斜板及其骨架组成。底边舱结构一般采用纵骨架式。2023/2/11222023/2/1123甲板纵骨顶边舱斜板纵骨顶边舱垂向列板肘板顶边舱横向框架2023/2/1124
船舶的首部和尾部受总纵弯曲作用较小,而受局部作用力较大,因此,首尾部多采用横骨架式结构,并作特别加强。一、首部结构首部形状:一般有5种形状。
直立型首(straight/verticalbow):多见于驳船和特种船舶。
前倾型首(rakedbow):一般用于军舰和商船(微带曲线)。
飞剪型首(clipperbow):一般用于远洋大型客船和一些货船。
破冰型首(icebreakerbow):一般用于破冰船。
球鼻型首(bulbousbow):一般为大船,目前海船广泛使用。第七节首尾结构2023/2/1125直立型前倾型飞剪型破冰型球鼻型2023/2/1126首部结构加强距首垂线0.2L~0.25L处向着船首的部分。1-升高肋板(raisedfloor);2-首柱(stempost);3-肋骨(frame);4-减轻孔(lighteninghole);5-制荡舱壁(washbulkhead);6-横梁(beam);7-甲板(deck);8-锚链舱(chainlocker);9-首尖舱壁(forepeaktankbulkhead);10-舱壁扶强材(bulkheadstiffener);11-外板(shellplate);12-水平桁(horizontalgirder);13-舷侧纵桁(sidegirder);14-强胸横梁(pantingbeam)2023/2/11272023/2/11281.首柱(stem/stempost)
位于船体最前端的强力构件。作用:汇拢首部外板,保持船首形状。按其制作方式分三种:1)钢板首柱:由厚钢板弯曲焊接而成。
结构:内侧设有水平的和竖向的扶强材,以增加刚性。
特点:制造方便,重量轻,成本低。
碰撞时仅局部变形,容易修理。2)铸钢首柱:由钢水浇铸而成。
特点:刚性大,韧性差些,可制成较复杂的断面形状。3)混合首柱:现代大中型船舶采用铸钢与钢板混合式首柱。
要求:在夏季载重线之上0.5m处以下区域采用铸钢式,
在该处以上区域采用钢板焊接式。2023/2/11291-首楼甲板(forecastledeck);2-上甲板(upperdeck);3-下甲板(lowerdeck);4-钢板首柱(steelplatestempost);5-外板(shellplating);6-铸钢首柱(caststeelstempost)2023/2/11302.首部加强2023/2/11311-船首底部;2-艏尖舱外舷侧;3-防撞舱壁;4-艏尖舱2023/2/1132①首尖舱的加强
加强范围:从首柱至防撞舱壁。加强方法1)首尖舱底部每一肋位上均设实肋板,其高度向船首逐渐升高,故又称升高肋板(raisedfloor)。2)在中纵剖面处应设置中内龙骨,中内龙骨延伸至首柱与之牢固相连,高度与升高肋板相同。3)当首部舷侧为横骨架式时,在每隔一个肋位处应设置上下间距不大于2m的强胸横梁(pantingbeam)。其垂向设置范围应为从肋板的上缘至最下层甲板,且至少应达到满载水线以上1m处。沿每列强胸横梁必须设置舷侧纵桁。舷侧纵桁与肋骨的连接处下缘应设置肘板。2023/2/11334)当首尖舱为液舱且其最宽处的宽度超过0.5B(B为船宽)时,在中纵剖面处应设置有效的支撑构件或制荡舱壁,以支持强胸横梁。当首尖舱长度超过10m时,还应在首尖舱内设置横向的制荡舱壁或强肋骨,以对其作横向的附加加强。2023/2/11345)当舷侧为纵骨架且舱深超过10m时,应在适当位置设置1层或多层开孔平台,或者,应在每根强肋骨处设置1道或多道强胸横梁。6)当舷侧为纵骨架式时,在首尖舱舱顶和开孔平台(如设有时)处应设置适当数量的强横梁,同时应在开孔平台横梁与舷侧板的连接处设置肘板,且应将肘板伸至邻近的舷侧纵骨。2023/2/11352023/2/1136②首尖舱后舷侧的加强加强范围:从防撞舱壁后至距首端0.15L区域。加强方法:
1)当舷侧为横骨架式时,应沿首尖舱内的舷侧纵桁或开孔平台的延伸线加强的主要措施是设置延伸的间断舷侧纵桁,其腹板与肋骨同高,且与首尖舱舷侧纵桁同厚。
2)若不设上述纵桁,则应加厚舷侧外板。2023/2/1137③船首底部的加强加强范围:从防撞舱壁后至距首端0.20L区域。加强方法:
1)对横骨架式双层底结构,应在每一肋位上设置实肋板,
并且应设置间距不大于三个肋距的旁桁材。
2)对纵骨架式双层底结构,应在每隔一个肋位处设置实肋板,同时纵骨尺寸要相应增加;还应设置间距不大于三个纵骨间距的旁桁材,并尽量向船首延伸。
3)对于横骨架式单层底骨架,应设置间距不大于3档肋距且尽可能向船首延伸的旁内龙骨。4)对纵骨架单层底结构,应在每隔一个肋位处设置实肋板,同时纵骨尺寸要相应增加;还应设置间距不大于三个纵骨间距的旁内龙骨,并尽量向船首延伸。5)船首底板加厚。2023/2/1138④
球鼻结构的加强加强范围:球鼻结构。加强方法:(1)在球鼻首前端应设置间隔约1m的水平隔板;(2)由首尖舱肋骨到球鼻首肋骨的过渡区域应装设横向垂直隔板;(3)对于长球鼻,一般应设置横向制荡舱壁作附加加强或每隔5个肋距设置强肋骨;(4)对于宽球鼻,一般应在中纵剖面处设置制荡舱壁作附加加强;(5)球鼻前端以及易受锚和锚链碰损部分的外板应予增厚,加厚板的厚度可取为钢板首柱的厚度。2023/2/11392023/2/11402023/2/11415.
首端侧推器管隧船首横向贯通的管隧(tunnel),内装有电动机推动的侧向推
进器。管隧直接焊在肋板上。2023/2/1142二、尾部结构
从尾尖舱舱壁至尾端区域内的结构。
尾部形状椭圆型尾(ellipticalstern):过去商船常用,现仅在一些驳船。巡洋舰型尾(cruiserstern):具有光滑曲面的尾伸部,现在海船已经广泛使用。
2023/2/1143方型尾(transomstern):多用于航速较高的舰艇和一些商船,如集装箱船。
2023/2/11442023/2/1145方型尾巡洋舰型尾2023/2/11461-制荡舱壁(washbulkhead);2-斜肋骨(cantframe);3-舵杆管(ruddertube);4-斜横梁(cantbeam);5-强横梁(webbeam);6-横梁(beam);7-甲板纵桁(deckgirder);8-横舱壁(transversebulkhead);9-肋骨(frame);10-舵机舱平台(steeringengineroomplatform);11-尾尖舱壁(afterpeakbulkhead);12-尾升高肋板(sternrisingfloor);13-尾柱(sternpost);14-轴毂(propellerboss);15-舷侧纵桁(sidegirder);16-强胸横梁(pantingbeam);17肋板(floor)2023/2/11472023/2/11481.尾柱(stern/sternpost)
位于船舶尾端下部的大型构件。作用:连接两侧外板和龙骨,加强尾部结构,并支持与保护螺旋桨和舵。要求:1)尾柱下部应从螺旋桨轴毂前端向船首延伸至少
三个肋距,并与平板龙骨牢固连接。
2)尾柱的上部应与尾肋板或舱壁牢固连接。尾柱的形状有三种:
1)有舵柱的尾柱/有桨穴的尾柱(不平衡舵)
2)无舵柱的尾柱(平衡舵)3)无舵柱底骨的尾柱(平衡舵)2023/2/11491-舵钮(ruddergudgeon);2-拱梁(archbeam);3-桨穴(propelleraperture);4-轴毂(propellerboss);5-螺旋桨柱(propellerpost);
6-踵材(heelpiece);7-尾柱底骨(solepiece);8-舵柱(rudderpost);9-上舵钮(topruddergudgeon);10-下舵钮(lowerruddergudgeon)2023/2/11502.尾尖舱内的加强
加强范围:从船尾端至尾尖舱舱壁。加强方法:1)每一肋位处设置升高肋板,厚度较首尖舱肋板加厚1.5mm。2)当舷侧为横骨架式时,肋板以上应设置间距不大于2.5m的强
胸横粱和舷侧纵桁,或以开孔平台代替。3)当舷侧为纵骨架式时,舱顶应设置适当数量的强横梁。4)在液舱内,尾尖舱上部和尾突出体(尾悬伸体)内的中纵剖面处应设制荡舱壁,且在每一肋位处设置扶强材。当尾部悬伸特别宽大时,可要求在左右舷另外设置纵向制荡舱壁。2023/2/11513.
尾尖舱以上舷侧的加强1)设置强肋骨。
2)尾尖舱上面的甲板间舱舷侧为横骨架式时,且甲板间舱高度大于3m时,应设置抗拍击的间断舷侧纵桁。如不设间断的舷侧纵桁,加厚舷侧外板。4.尾突出体的加强尾尖舱以上向后突出的部分。作用:扩大甲板面积,保护螺旋桨和舵,并改善航行性能。加强方法1)尾突出体内设有舵机舱,每隔一定间距设置强肋骨。2)尾突出体后端的肋骨和横梁呈放射状布置,称为斜肋骨(cantframe)和斜横梁(cantbeam)。2023/2/11525.
尾轴管(sterntube)
尾轴在船体内穿过尾尖舱通向船尾时,装在尾轴管内。2023/2/1153尾轴管的一端固定焊接在桨柱的轴毂前端,另一端固定在尾尖舱舱壁上。尾轴管的两端设有水密填料函。1-桨毂(boss);2-桨叶(propellerblade);3-尾轴管后密封;4-尾轴管后轴承;5-尾轴(propellershaft);6-尾轴管前轴承;7-尾轴管前密封;8-中间轴(intermediateshaft);9-中间轴承2023/2/11546.轴隧(shafttunnel)设置于机舱和尾端室(tunnelrecess)之间的水密通道。作用:保护尾轴,便于工作人员对轴系进行检查、维修。1-尾尖舱壁;2-应急通道;3-货舱;4-尾端室;5-双层底;6-货舱;7-轴隧;8-机舱;9-舱壁;10-内底边板2023/2/1155轴隧有拱顶和平顶两种形式。前者强度较好,后者便于装货。在货舱口下的轴隧顶板应加厚2mm,否则应加木铺板。单桨船的轴隧偏向左舷,右舷的空间可供人员通行;1-下甲板(lowerdeck);2-拱顶轴隧(archtoptunnel);3-轴隧骨架(tunnelframe);4-推进轴(propellershaft)1-轴承基座(bearingfoundation);2-管系(piping);3-人行通道(sidewalk);4-轴(shaft)双桨船对称于船体中线设左右两轴隧,两轴隧间设有通道。轴隧的前后两端各有一扩大部分,称为轴隧端室(tunnelrecess)。机舱和轴隧之间的舱壁上应设置符合规定的滑动式水密门,为了在检修时能取出主轴,轴隧的顶部或侧壁上均设有可拆装的水密开口。在尾端室靠近尾尖舱壁处还设有应急通道(emergencyaccess),直通露天甲板,俗称逃生孔。逃生孔亦可兼做自然通风口。2023/2/11562023/2/11572023/2/11582023/2/11592023/2/11608.尾轴架和轴包套/架双螺旋桨船的推进器为左右舷对称布置,由于船尾下部比较瘦,推进轴在未到末端就伸出船体外面。为使螺旋桨获得有效支持,伸出体外的推进轴必须有尾轴架或轴包套支撑。尾轴架(propellershaftstrut)中小型船舶和舰艇;结构重量轻,造价便宜;但因暴露在外面的尾轴易受碰撞和腐蚀。轴包套/架(propellershaftbossing)大型船舶;保养检修方便,提高螺旋桨工作效率;但结构复杂,施工麻烦。
2023/2/11612023/2/11621-铸钢撑架(caststeelbracket);2-轴包板(coffinplate);3-眼镜形构架(spectacleframe);4-尾轴管(sterntube);5-轴线(axisline)2023/2/1163一、冰区加强需加强的部位主要有甲板、外板、舷侧骨架及首尾结构等。
1、冰级标志
按照不同的冰况,分为五个冰级,其标志分别是:
B1*最严重的冰况
B1严重的冰况
B2中等的冰况
B3轻度的冰况
B除大块固定冰以外的漂流浮冰,如中国沿海情况。
2、B级冰区的加强
冰带外板的厚度至少应为船中部外板厚度的1.25倍,但不必大于25mm;
钢板焊接首柱至满载水线以上600mm以下部分的板厚应为规范值的1.1倍,但不必大于25mm。第八节
冰区加强和防火结构2023
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