船舶的强度和结构

第二节船舶的强度和结构一、船体强度概念船体强度：指船体结构抵抗各种内力与外力作用而不被破坏和变形的能力。根据力的性质，可分为：总纵弯曲强度（纵向强度）、横向强度、局部强度和扭转强度4种（一）总纵弯曲强度概念：船体结构抵抗总纵弯曲不使其整体遭受破坏或严重变形的能力称为总纵强度。由于沿着船长方向重力与浮力的分布不均匀性，导致总纵弯曲力产生。如果船舶不是处在静水中，波浪力会使总纵弯曲力加剧。中拱弯曲：当波峰处在船中时，变形趋势使船体中部突起，两端下垂，称为中拱弯曲。

中垂弯曲：当波谷处在船中时，变化趋势使船体中部下垂，两端上翘，称为中垂弯曲。

（二）横向强度、局部强度和扭转强度1、横向强度概念：船体结构抵抗横向作用力的能力。横向强度承担主体：肋骨框架+横舱壁+相连的外板和甲板板等肋骨框架=横梁+肋骨+肋板受力来源：舷外水压力（浮力）、货物重力、机器设备重力等。2、局部强度

概念：船体结构抵抗局部外力作用的能力。如：船舶的锚穴处、系缆桩与甲板的连接处等等，这些位置有很强大的外力或应力，为了保证强度，一般都要对其进行局部强度的加强。3、扭转强度概念：整个船体结构抵抗扭转变形和破坏的能力。二、确保强度随时保持在安全限度以内的方法。方法：保持纵向强度、横向强度、局部强度和扭转强度在安全限度内。——船体结构组成来保证。（一）船体。1、外板的组成——船底外板、舭部外板和舷侧外板。2、外板的作用保证船体水密及强度；承受各种作用力。3、外板厚度分布原则：根据总纵弯曲强度要求。沿船长和肋骨围长方向是变化的，即在受力大的部位取厚些，在受力小的部位取薄些。1.外板厚度沿船长方向的变化当船舶总纵弯曲时，弯曲力矩的最大值通常在船中0.4L（L为船长）的区域内，向首尾两端的弯矩逐渐减小而趋于零。因此，一般在船中0.4L区域内的外板厚度较大，离首尾端0.075L区域内的外板较薄，两者之间的过渡区域，其板厚可逐渐减薄，底板要适当加厚。2.外板厚度沿肋骨围长方向的变化平板龙骨和舷顶列板的位置在船梁的最下端和最上端，受到较大的总纵弯曲应力，因此平板龙骨利舷顶列板要比其他外板厚些。其余从船底列板向上的各个列板，随着水压力减小而逐渐减薄。3.局部加强首部锚孔区域、尾端螺旋桨区域、外板开口区域及机舱底部区域等。此外，对于航行冰区的船舶，其外板厚度在冰带区部分也需作必要的加强。

（二）甲板板作用：保证顶部水密、保证船体总纵强度和横向强度。一般上层连续甲板（上甲板）均为强力甲板。强力甲板中：船中0.4L区域内和甲板边板厚度最大。舱口之间的甲板板厚度最小，原因是不连续而不能参与总纵弯曲。甲板开口处的加强：容易产生应力集中。（三）船底结构横骨架式的单层底结构主要由肋板、中内龙骨和旁内龙骨组成，主要适用于拖船、渔船、老式油船和一些小型的内河船舶。

2、纵骨架式单层底结构主要由内龙骨、船底纵骨、肋板等组成。

3、横骨架式双层底结构4、纵骨架式双层底结构

四、舷侧结构组成：舷侧外板+舷侧骨架1、横骨架式舷侧结构：横骨架式舷侧结构的主要优点是制造方便，横向强度好，适用于内河船和一般货船。

2、纵骨架式舷侧结构：优点是骨架形式与船底和甲板一致，有利于保证船体总纵强度和外板的稳定性，常用于军舰、油船和一些矿砂船上。采用纵骨架式舷侧结构可以使外板的厚度减薄，从而减小结构重量。

（五）甲板结构分：横骨架式和纵骨架式两种。（六）支柱、舷墙和舱壁1、支柱：设置位置：舱口四角或横向舱口围板两边中点。作用：支撑甲板和平台，加强货舱开口。材料：大多是空心钢管，也有采用组合型钢。“规范”规定油船内不得选用管形支柱或空心矩形支柱。2、舷墙及栏杆作用：不参与总纵弯曲（，除首尾端外，舷墙结构一般不与船体的甲板或舷顶列板紧密连接），减少甲板上浪，保障人员安全，防止甲板货物及物品入水。高度不小于1米。3、舱壁结构作用：分隔船体，满足使用要求。提高抗沉性。增加船体的强度和刚度。保证防火安全。在提高船舶稳性。舱壁的分类舱壁的种类较多，按用途和密闭性的要求分有：1.水密舱壁。2.油