船体构件的多重作用

第十讲船体构件的多重作用教学目的：1、理解船体构件力传递的过程；

2、掌握纵向强力构件的分类方法以及各类中包含的构件。船体教研室吴春芳Email:qiuyuan_cat@163.com船体教研室吴春芳编Email:qiuyuan_cat@163.com一、船体构件的多重作用船体结构的受力与传力（以船底的结构为例）假设：船底结构上只作用着水压力1）横骨架式单底结构其受力和传力示意图如下：水压力将主要传给肋板，部分传给内龙骨、舷侧、横舱壁等，于是引起船底板的弯曲，然后又以反力的方式，将力传递给舷侧和横舱壁结构；船体教研室吴春芳编Email:qiuyuan_cat@163.com2）纵骨架式双层底结构其受力和传力示意图如下：船底将受到的水压力主要传给了纵骨，部分传给了肋板、底纵桁、舷侧及横舱壁，纵骨受传来的力的作用而发生弯曲，并以反力的形式将力传递给肋板或横舱壁，于是也引起船底板架的变形，然后又以反力的形式传递给板架的支持周界（舷侧及横舱壁）船体教研室吴春芳编Email:qiuyuan_cat@163.com总结：力传递的规律

1）从以上分析可知，力在板架中的传递总是从弱构件传向强构件。

我们还可以这样理解，在板架中强构件可视为弱构件的支座，那么力就由受力构件传向支座。例如在板架中支撑板的梁可视为板的支座，而在由纵骨和肋板组成的构架中，因纵骨架式的肋板强构件，所以可把肋板视为纵骨的支座，其他的可以按此规律总结。

2）同一构件受力的多样性，并产生多种应力。构件多种作用分析:船体教研室吴春芳编Email:qiuyuan_cat@163.com船体中存在的各种应力有：①承受全船的总纵弯曲应力σ1②板架所承受的弯曲应力σ2③板承受的弯曲应力σ3④板格承受的弯曲应力σ4以船底外板为例分析受力:

从上图中可以看出,外板同时受的力有:水压力、板架弯曲力、船体的总纵弯曲应力、纵骨弯曲引起的反作用力船体教研室吴春芳编Email:qiuyuan_cat@163.com船体教研室吴春芳编Email:qiuyuan_cat@163.com2、纵向强力构件的分类（按照纵向构件在传递载荷过程中所产生的应力种类和数目）已知在船体中存在有以上的四种应力，对于一个构件来说可能存在多个弯曲及变形，根据这四种相应的应力可将船体的构件分成以下四种：构件应力σ1σ2σ3σ4第一类构件承受——————第二类构件承受承受————第三类构件承受承受承受——承受承受——承受（横骨架式）第四类构件承受承受承受承受

以上各种弯曲，除总纵弯曲外均称为局部弯曲。结论：根据上述的应力分类方法，采用构件中弯曲应力的代数和即叠加应力来校核船体总纵强度。二、按应力合成校核总纵强度船体教研室吴春芳编Email:qiuyuan_cat@163.com前提：在总纵弯曲应力确定后，进行局部弯曲应力计算。1、对于纵骨架式船底，由于底部构件的折减系数与板架弯曲应力有关，故船底板架弯曲应力的计算应在第一次近似总纵弯曲应力确定后进行。2、在局部弯曲应力的计算中，水压力等横荷重的取法应与总纵弯曲应力的计算状态相对应。3、强度校核时，应对四类构件可能出现最大合成应力点求其合成应力，下图为第二类构件的应力合成图（在中拱时）第二类构件应力合成仅需在板架跨度中点合成。计算时，通常假定总纵弯曲应力在舱长范围内是相同的，而板架弯曲应力假定在一个肋距内是相同的。总结：把后二、三、四类构件应力的合成列表进行比较。船体教研室吴春芳编Email:qiuyuan_cat@163.com船体教研室吴春芳编Email:qiuyuan_cat@163.com船体教研室吴春芳编Email:qiuyuan_cat@163.com船体教研室吴春芳编Email:qiuyuan_cat@163.com例3.3.1根据图例3.3.1所示的船体结构和已知的部分正应力数据，按四类纵向构件的应力特性，完成下述中拱状态的构件应力合成表。计算点及其所在的剖面位置a：舱壁处，中央龙骨下缘外板中面-6b：舱段跨中处，中央龙骨下缘外板中面-1.5c：舱壁处，中央龙骨的纵骨外板中面2d：舱段跨中处，龙骨的纵骨外板表面-1e：上甲板8.5[注]1）表中应力单位为KN/m22)假定底部板架弯曲正应力可按两端刚性固定的单梁计算

船体教研室吴春芳编Email:qiuyuan_cat@163.com例3.3.1根据图例3.3.1所示的船体结构和已知的部分正应力数据，按四类纵向构件的应力特性，完成下述中拱状态的构件应力合成表。计算点及其所在的剖面位置a：舱壁处，中央龙骨下缘外板中面-6b：舱段跨中处，中央龙骨下缘外板中面-1.5c：舱壁处，中央龙骨的纵骨外板中面2d：舱段跨中处，龙骨的纵骨外板表面-1e：上甲板8.5———8.5[注]1）表中应力单位为KN/m22)假定底部板架弯曲正应力可按两端刚性固定的单梁计算

船体教研室吴春芳编Email:qiuyuan_cat@163.com例3.3.1根据图例3.3.1所示的船体结构和已知的部分正应力数据，按四类纵向构件的应力特性，完成下述中拱状态的构件应力合成表。计算点及其所在的剖面位置a：舱壁处，中央龙骨下缘外板中面-6b：舱段跨中处，中央龙骨下缘外板中面-1.5c：舱壁处，中央龙骨的纵骨外板中面-61.520-1.5d：舱段跨中处，龙骨的纵骨外板表面-6-1.5-2-11.5e：上甲板8.5———8.5[注]1）表中应力单位为KN/m22)假定底部板架弯曲正应力可按两端刚性固定的单梁计算

船体教研室吴春芳编Email:qiuyuan_cat@163.com例3.3.1根据图例3.3.1所示的船体结构和已知的部分正应力数据，按四类纵向构件的应力特性，完成下述中拱状态的构件应力合成表。计算点及其所在的剖面位置a：舱壁处，中央龙骨下缘外板中面-61．5—0-4.5b：舱段跨中处，中央龙骨下缘外板中面-6-1.5—0-7.5c：舱壁处，中央龙骨