鋼結(jié)構(gòu)局部強(qiáng)度計(jì)算

1、 鋼結(jié)構(gòu)局部強(qiáng)度計(jì)算 目 錄緒 論 . 41 強(qiáng)度的分類 . 42 載荷的分類 . 43 構(gòu)件變形的分類 . 54 許用應(yīng)力與安全因數(shù) . 5第一章 桿件的強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算 . 71.1 型材剖面要素的計(jì)算 . 71.1.1型材帶板 . 71.1.2 型材剖面模數(shù)與慣性矩的計(jì)算 . 71.2拉桿和短粗壓桿的強(qiáng)度設(shè)計(jì) . 91.2.1 危險(xiǎn)點(diǎn)的位臵 . 91.2.2 強(qiáng)度設(shè)計(jì) . 91.3 壓桿的穩(wěn)定性計(jì)算 . 101.3.1細(xì)長(zhǎng)桿的穩(wěn)定性計(jì)算 . 101.3.2中小柔度壓桿的穩(wěn)定性計(jì)算 . 111.3.3 壓桿的穩(wěn)定性計(jì)算 . 121.4 桿件抗彎強(qiáng)度計(jì)算 . 131.4.1強(qiáng)度要求 . 13

2、1.4.2常見形式的型材受力分析 . 13第二章 板的強(qiáng)度計(jì)算 . 162.1 板的分類 . 16-1- 2.2 剛性板的應(yīng)力計(jì)算 . 162.2.1均布載荷板內(nèi)最大正應(yīng)力的計(jì)算 . 16第三章 區(qū)域詳細(xì)設(shè)計(jì) . 193.1 外板設(shè)計(jì) . 193.1.1 船底板 . 193.1.2平板龍骨 . 203.1.3舭列板 . 203.1.4舷側(cè)外板 . 203.1.5舷頂列板 . 223.2甲板設(shè)計(jì) . 223.2.1強(qiáng)力甲板 . 223.2.2甲板邊板 . 233.2.3下層甲板 . 233.2.4甲板外載荷 . 243.2.5甲板橫梁的剖面模數(shù)w不小于下式計(jì)算所得值 . 253.2.6甲板縱桁

3、. 263.2.7甲板縱骨 . 263.3艙壁設(shè)計(jì) . 273.3.1水密艙壁 . 273.3.2非水密艙壁設(shè)計(jì) . 303.4舷側(cè)骨架設(shè)計(jì) . 303.4.1 標(biāo)準(zhǔn)間距sb . 30-2- 3.4.2 橫骨架式舷側(cè)骨架設(shè)計(jì) . 303.4.3縱骨架式舷側(cè)骨架設(shè)計(jì) . 31附錄一 常用型材規(guī)格表 . 35表1 球扁鋼 . 35表2 不等邊角鋼 . 36表3 不等邊不等厚角鋼 . 39表4 管形鋼質(zhì)支柱 . 41表5瑞典（inexa）公司球扁鋼 . 45表6 挪威（fundia）公司球扁鋼 . 47附錄二 肘板尺寸 . 49表7 肘板尺寸 . 49附錄三 參考文獻(xiàn) . 50 -3- 緒 論船體結(jié)

4、構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容是：選擇合適的結(jié)構(gòu)材料和結(jié)構(gòu)形式，決定結(jié)構(gòu)的尺寸和連接方式；在保證結(jié)構(gòu)具有足夠強(qiáng)度和安全性的前提下，使其具有最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性和美觀性.影響船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度(結(jié)構(gòu)安全性)的因素主要有兩方面：載荷效應(yīng)和材料性能. 長(zhǎng)期以來，結(jié)構(gòu)的安全性衡量標(biāo)準(zhǔn)都普遍采用確定性的許用應(yīng)力法.該法以預(yù)先規(guī)定的某一計(jì)算載荷為基礎(chǔ)，利用結(jié)構(gòu)剖面中的計(jì)算應(yīng)力與許用應(yīng)力相比較來檢驗(yàn)強(qiáng)度是否足夠.0.1 強(qiáng)度的分類船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，按作用范圍可分為：總強(qiáng)度、區(qū)域強(qiáng)度（甲板強(qiáng)度、艙壁強(qiáng)度、底板強(qiáng)度等）和局部強(qiáng)度.船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，按作用形式可分為：縱向強(qiáng)度、橫向強(qiáng)度和扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度. 0.2 載荷的分類1. 作用在船體結(jié)構(gòu)上的載荷，按其

5、對(duì)結(jié)構(gòu)的影響可分為：總體性載荷和局部性載荷.a) 總體性載荷：是指引起整個(gè)船體變形或破壞的載荷和載荷效應(yīng).例如：總縱彎曲的力矩，剪力，應(yīng)力及縱向扭矩b) 局部性載荷：是指引起局部結(jié)構(gòu)，構(gòu)件的變或破壞的載荷.例如：水密試驗(yàn)的壓力，設(shè)備不平衡造成的慣性力，局部振動(dòng)等.另外，貨物，油，水等重力及舷外水壓(靜水或波浪)既能引起引起局部結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的變形或破壞，又能引起總縱彎曲，扭轉(zhuǎn)甚至船的斷裂.2. 作用在船體結(jié)構(gòu)上的載荷，按載荷隨時(shí)間變化的性質(zhì)可分為：不變載荷，-4- 靜變載荷，動(dòng)變載荷和沖擊載荷.a) 不變載荷：是指在作用時(shí)間內(nèi)不改變其大小的載荷.例如：靜水載荷(包括靜水壓力，貨物壓力，靜水彎矩等)

6、，水密試驗(yàn)時(shí)的水壓等. b) 靜變載荷：是指載荷在作用時(shí)間內(nèi)有變化，但其變化的最小周期超過該受力結(jié)構(gòu)的固有震動(dòng)周期若干倍，又稱準(zhǔn)靜態(tài)載荷.例如：波浪載荷，液體貨物的晃動(dòng)壓力，航行中的甲板上浪等.c) 動(dòng)變載荷：是指在作用時(shí)間內(nèi)的變化周期與所研究的結(jié)構(gòu)響應(yīng)的固有振動(dòng)周期同階.例如：螺旋槳引起的脈動(dòng)壓力，局部結(jié)構(gòu)的強(qiáng)迫(機(jī)械)震動(dòng)等.d) 沖擊載荷：是指在非常短的時(shí)間內(nèi)突然作用的載荷.例如船底砰擊（見圖）. 0.3 構(gòu)件變形的分類當(dāng)構(gòu)件的承載能力不能滿足載荷對(duì)其產(chǎn)生的應(yīng)力時(shí)，該構(gòu)件的存在形式會(huì)產(chǎn)生變化.一般情況下可以分為：屈服和斷裂.屈服分為壓縮、拉伸和扭轉(zhuǎn)變形. 0.4 許用應(yīng)力與安全因數(shù)許用應(yīng)

7、力是由材料本身決定的.比如說鋼的密度7.85(g/cm3)，抗拉強(qiáng)度sb=1.03gpa，彈性模數(shù)e=2.1102 gpa.極限應(yīng)力：材料喪失正常工作能力時(shí)的應(yīng)力sjx，稱為極限應(yīng)力.塑性材料的極限應(yīng)力為其屈服點(diǎn)ss.脆性材料的極限應(yīng)力為其抗拉（壓）強(qiáng)度sb.許用應(yīng)力：為保證構(gòu)建安全工作，需有足夠的安全儲(chǔ)備，因此把極限應(yīng)力除-5- 以大于1的安全因數(shù)n作為材料的許用應(yīng)力，記作s，即s=n sjxsssbl對(duì)于塑性材料：s=ns；對(duì)于脆性材料：s=nb. 式中ns為屈服安全因數(shù)，nb為斷裂安全因數(shù).一般取ns=1.21.5；nb=2.02.3. 許用切應(yīng)力：脆性材料t=（0.81.0）s韌性材料

8、t=（0.50.8）s-6- 第一章 桿件的強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算1.1 型材剖面要素的計(jì)算1.1.1型材帶板船體結(jié)構(gòu)中大多數(shù)骨架都是焊接在鋼板上的，當(dāng)骨架受力發(fā)生變形時(shí)，與它連接的板也一起參加骨架抵抗變形。因此估算骨架的承載能力，也應(yīng)把一定寬度的板計(jì)算在骨架剖面中，即作為它的組成部分來計(jì)算骨架梁的剖面積，慣性矩和剖面模數(shù)等幾何要素，這部分板稱為帶板或附連翼板。帶板有效面積：a=10fbt (cm)式中：f=0.3(l/b)2/3，但是不大于1;b主要構(gòu)件支撐面積平均寬度，m;l主要構(gòu)件的長(zhǎng)度，m;t帶板的平均厚度，mm.此外法國(guó)，挪威等國(guó)家的規(guī)范規(guī)定：計(jì)算帶板時(shí)要考慮相鄰構(gòu)件的影響. 常見的型材帶

9、板面積見附錄一1.1.2 型材剖面模數(shù)與慣性矩的計(jì)算剖面對(duì)中和軸的慣性矩為：ff2f1f2+(f1+f2)+i=f1+f2+f 型材面板的剖面模數(shù)為：if4f2-2f1+fw1=h(f1+)h162f2+f型材帶板的剖面模數(shù)為：-7- if4f1-2f2+f=h(f2+)h262f1+f w2=式中，剖面中和軸至參考軸的距離為：hh1=f1+f2+f f2+f規(guī)律：1. 只要剖面高度h不變，增加帶板面積雖然可以增加剖面模數(shù)，但增加得極為緩慢，就是說帶板的變化對(duì)剖面模數(shù)影響不大，而且從節(jié)約材料（經(jīng)濟(jì)）的觀點(diǎn)來看，也不是上選。2. 增加不對(duì)稱型材最小剖面模數(shù)的最有效辦法是增加腹板高度；或者腹板高度

10、不變時(shí)，增加小翼板的剖面積。常見截面的剖面模數(shù)可參考表1-1和附錄一（常用型材規(guī)格表以及其他材料手冊(cè)）。表1-1常見截面的慣性矩和抗彎截面系數(shù)表-8- 1.2拉桿和短粗壓桿的強(qiáng)度設(shè)計(jì)1.2.1 危險(xiǎn)點(diǎn)的位臵一般來說危險(xiǎn)點(diǎn)是指危險(xiǎn)截面上具有最大應(yīng)力的點(diǎn)。桿件在軸向拉伸或壓縮時(shí)，最大軸力所在截面或尺寸最小的截面都可能是危險(xiǎn)截面。由于拉壓桿橫截面上的正應(yīng)力是均勻分布的，所以危險(xiǎn)截面上的任何一點(diǎn)都是危險(xiǎn)點(diǎn)。1.2.2 強(qiáng)度設(shè)計(jì)如圖所示，當(dāng)構(gòu)件受到縱向拉伸或壓縮時(shí)，該構(gòu)件的強(qiáng)度校核標(biāo)準(zhǔn)為：fnmax 強(qiáng)度滿足. afmax = nmax 強(qiáng)度不滿足，需要加強(qiáng)。 amax = 當(dāng)次要區(qū)域結(jié)構(gòu)受到不變載荷時(shí)

11、：-9- smax-ss100%5% 強(qiáng)度滿足，可以不做加強(qiáng).式中：fn max最大載荷，n；a受力構(gòu)件最小橫截面積，mm2；max最大工作應(yīng)力n/ mm2；許用應(yīng)力一般在靜載情況下，桿件的抗拉強(qiáng)度要小于抗壓強(qiáng)度。1.3 壓桿的穩(wěn)定性計(jì)算1.3.1細(xì)長(zhǎng)桿的穩(wěn)定性計(jì)算細(xì)長(zhǎng)壓桿往往在因強(qiáng)度不足而破壞以前，就因?yàn)樗荒芫S持直線形狀而失去正常工作能力。這是和強(qiáng)度問題截然不同的一類問題，即穩(wěn)定性問題。壓桿喪失其直線形狀的平穩(wěn)而過渡為曲線形狀的現(xiàn)象，稱為喪失穩(wěn)定，簡(jiǎn)稱失穩(wěn)。這種使壓桿直線狀態(tài)的平衡開始由穩(wěn)定轉(zhuǎn)變?yōu)椴环€(wěn)定的軸向壓力的極限值，稱為壓桿的臨界載荷，用fcr表示。由歐拉公式可得：p2ei2fcr=

12、(ml)式中：系數(shù)m稱為長(zhǎng)度因數(shù)；i壓桿失穩(wěn)時(shí)截面對(duì)其中性軸的慣性矩；e彈性模量gpa.（一般低碳鋼取值200220；合金鋼取值190220）壓桿在臨界載荷作用下，其橫截面上的平均應(yīng)力稱為壓桿的臨界應(yīng)力，用scr表示，即-10- fcrp2ei=scr=a(ml)2a幾種常見的細(xì)長(zhǎng)中心壓桿的臨界載荷與長(zhǎng)度因數(shù)見表1-2表1-2常見的細(xì)長(zhǎng)中心壓桿的臨界載荷與長(zhǎng)度因數(shù)支持兩端固定方式一端固定兩端鉸支一端鉸支一端固定 一端自由撓曲軸形狀fcr fcr mp2ei(0.5l)2 p2ei(0.7l)2 p2eil2 p2ei4l2 0.5 0.7 1.0 2.0p2eii=()2a，所以有scr=i因

13、為壓桿截面的慣性的慣性半徑p2el=i，則有scr=l2 令ml式中l(wèi)稱壓桿的柔度，或細(xì)長(zhǎng)比，l越大，即桿越細(xì)長(zhǎng)，則臨界應(yīng)力越小，壓桿越容易失穩(wěn)。lp=p令即細(xì)長(zhǎng)桿。esp，則只有l(wèi)lp時(shí)，歐拉公式才成立.這類壓桿稱為大柔度桿，1.3.2中小柔度壓桿的穩(wěn)定性計(jì)算當(dāng)壓桿的l為scr=a-bl。lp，但大于某一界限值ls時(shí)，稱其中柔度桿.其臨界應(yīng)力公式-11- 式中a，b為與材料性能有關(guān)的常數(shù)，單位為mpa。幾種常用材料的a，b值見表1-3.表1-3常用材料的a，b材料q235鋼 sb372mpa ss235mpab/mpa a/mpa 304 461 577 980 332.2 3731.12

14、2.568 3.744 5.296 1.453 2.14lp100 55 50ls61.6 0 0mpa ss306mpa 優(yōu)質(zhì)碳素鋼sb471硅鋼 sb510mpa ss353mpa鉻鉬鋼 鑄鐵 強(qiáng)鋁直線公式也有一定的適用范圍，即壓桿的臨界應(yīng)力不超過材料的屈服點(diǎn)ss(塑性材料)或抗拉強(qiáng)度sb（脆性材料）。例如，對(duì)于塑性材料，在使用直線公式時(shí)，則要求scr=a-blss 或la-ss=lsbl所以，lslp就是直線公式的有效適用范圍。對(duì)于脆性材料，只需用sb代替ss，就可以得到脆性材料適用直線公式的最小柔度值。1.3.3 壓桿的穩(wěn)定性計(jì)算f穩(wěn)定條件fcrsscrnw 或 nw式中nw為穩(wěn)定安全

15、因數(shù)，見表1-4。金屬結(jié)構(gòu)中的壓桿磨床油缸活塞桿表1-4 常見的安全因數(shù) 高速發(fā)機(jī)床絲精密絲動(dòng)機(jī)挺桿 桿桿低速發(fā)動(dòng)機(jī)挺桿實(shí)際 壓桿 水平長(zhǎng)絲杠 冶金設(shè)備壓桿-12- nw 1.83.0 25 25 2.54 4 4 46 481.4 桿件抗彎強(qiáng)度計(jì)算1.4.1強(qiáng)度要求max = mmax w式中：w剖面模數(shù)(w=i/h)，mm;i中和軸的慣性矩，mm4； h危險(xiǎn)點(diǎn)到中和軸的距離； m力矩(m=fl)；f力，n；l力臂。1.4.2常見形式的型材受力分析表1-5 常見形式的型材受力分析條件 簡(jiǎn) 圖兩端自由支持 要素r1=-p(b/l)，r2=-p(a/l)跨度內(nèi)受集x=a，mmax=-pab/l中

16、應(yīng)力 x=l/2，mmax=-pl/4r1=r2=-q/2m=-0.5ql(x/l-x2/l2)x=1/2，mmax=0.125ql 跨度內(nèi)受均布載荷 -13- 部分跨度受均布載荷跨度內(nèi)某段受均布載荷一端受集中應(yīng)力兩端受集中應(yīng)力 受均布載荷跨度內(nèi)受集中應(yīng)力 r1=-qb/2l，r2=-q(1-b/2l) mmax=-0.125qb(1+a/l)2 r1=-(q/2l)(b+2c);r2=-(q/2l)(b+2a) xa+b，m=-(q/2l)(b+2c)x+a (q/2b)(x-a) xa+b， m=(q/2l)(b+2c-2l)x-q(a+b/2) x=l/2，a=c，mmax=-q(2l-

17、b)/8 r1=-p(l+a)/l，r2=-pa/lxa，m=-px ax(a+l)，m=pa(l-x+a)/l x(a+l)，m=0 r1=-p1-a(p1-p2)/l r2=-p2-a(p2-p1)/l xa，m=p1x ax(a+l)，m=p1a-a(p1-p2)(x-a)/l r1=r2=-q(l+2a)/2xa，m=qx2/2ax(a+l)，m=qa2/2-q(l-x)(x-a)/2兩端剛性固定m1=pab2/l2; m2=pa2b/l2-14- 跨度m1=-m2=ql/12 m1=-qa2(6-8a/l+3a2/l2)/12; m2=-qa3(4-3a/l)/12l m1=(2mq

18、/3l3)abl+(2b-a)(ab-m2); m2=(2mq/3l3)abl+(2a-b)(ab-m2); a=b，m1=-m2=qm(3l2-4m2)/12l -15- 第二章 板的強(qiáng)度計(jì)算2.1 板的分類船體的平板一般受到兩種類型的載荷，一是垂直于板面的橫向載荷，它導(dǎo)致板發(fā)生彎曲；二是作用在板平面內(nèi)的載荷，即板平面內(nèi)的拉力或壓力。在這兩種載荷作用下，板的剖面上將產(chǎn)生兩種應(yīng)力。作用在板平面內(nèi)沿板厚度均勻分布的應(yīng)力稱為懸鏈應(yīng)力a，或稱為中面應(yīng)力。沿板厚為線性分布的應(yīng)力稱為彎曲應(yīng)力b。板內(nèi)總應(yīng)力即為兩者之和，如圖2-1所示。 圖 2-1按照板在彎曲時(shí)所形成的應(yīng)力狀態(tài)的特征，可將板劃分為：1.

19、剛性板：是指彎曲時(shí)懸鏈應(yīng)力可以忽略的板，又稱為 "絕對(duì)剛性板"；2. 有限剛性板：是指彎曲時(shí)懸鏈應(yīng)力與彎曲應(yīng)力可以比擬，同時(shí)計(jì)及這兩類應(yīng)力的板為 "柔性板"；3.以將彎曲應(yīng)力忽略不計(jì)的板. 2.2 剛性板的應(yīng)力計(jì)算2.2.1均布載荷板內(nèi)最大正應(yīng)力的計(jì)算垂直于x 軸剖面上下表面的正應(yīng)力(n/mm2)：1=6m1/t2垂直于y軸剖面上下表面的正應(yīng)力(n/mm2)：2=6m2/t2式中：m1板中心處平行y軸的剖面上的最大彎矩m2板中心處平行x軸的剖面上的最大彎矩m1和m2的取值可參考：承受均布載荷鋼板彎曲要素表2-1；2-2；2-3。-16- 表2-1 四周自

20、由支持的板 (ab，22) (ab，) 22m1 k2pb (ab，) 22m2 k3pb (0b，) a2n1 k4pb (a0，) 2bn2 k5pb x=0， x=a r1 k6pb y=0， y=b r2 k7pab 4pba/b1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 3.0 4.0 5.0 a/b1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 k31etk1k2k3k40.0443 0.0479 0.0479 0.338 0.0530 0.0494 0.0553 0.346 0.0616 0.05

21、01 0.0626 0.352 0.0697 0.0504 0.0693 0.357 0.0770 0.0506 0.0753 0.361 0.0843 0.0500 0.0812 0.363 0.0906 0.0493 0.0862 0.366 0.0964 0.0486 0.0908 0.367 0.1017 0.0479 0.0948 0.368 0.1064 0.0471 0.0985 0.369 0.1106 0.0464 0.1017 0.370 0.1336 0.0404 0.1185 0.371 0.1400 0.0384 0.1235 0.371 0.1416 0.0375

22、0.1246 0.371 0.14220.03750.12500.371表2-2 四周剛性固定的板 (ab2，2)(ab2，2) (ab0b2，2) (a，2) m1 m2 n1 pb4k2pb k3pb kket34p b 1k1k2k3k40.0138 0.0229 0.0229 0.0513 0.0165 0.0234 0.0264 0.0538 0.0191 0.0231 0.0299 0.0554 0.0210 0.0224 0.0327 0.0563 0.0227 0.0215 0.0340 0.0568 0.0241 0.0204 0.0368 0.0570 0.0251 0.0

23、193 0.0381 0.0571 0.0260 0.0182 0.0342 0.0571 0.0267 0.0174 0.0401 0.0571 0.0272 0.0165 0.0407 0.0571 0.02760.01520.04120.0571-17-k5k60.338 0.250 0.360 - 0.380 0.260 0.397 - 0.411 0.265 0.424 - 0.435 0.267 0.444 - 0.452 0.271 0.459 - 0.465 0.272 0.493 0.272 0.498 0.272 0.500 0.272 0.5000.272a0x=0，(2

24、，b)x=a n2 r1 k5p b k6pb k5k60.0517 0.250 0.0554 0.253 0.0612 0.255 0.0668 0.256 0.0714 0.256 0.0753 0.255 0.0784 0.255 0.0807 0.254 0.0821 0.253 0.0826 0.252 0.08290.252k70.250 - 0.285 - 0.310 - 0.332 - 0.347 - 0.364 0.410 0.435 0.452 0.500y=0， y=b r2 k7pab k70.250 0.271 0.290 0.306 0.320 0.332 0.34

25、3 0.352 0.360 0.367 0.374 3.0 4.0 5.0 0.0279 0.0282 0.0284 0.02840.0143 0.0139 0.0139 0.01390.0415 0.0417 0.0417 0.04170.0571 0.0571 0.0571 0.05710.0832 0.0833 0.0833 0.08330.251 0.251 0.250 0.2500.412 0.432 0.450 0.500表2-3 兩對(duì)邊自由支持，兩對(duì)邊剛性固定的板 ab ab(ab，) 22m1 k1pb k10.0332 0.0370 0.0401 0.0426 0.0446

26、0.0460 0.0469 0.0474 0.0476 0.0476 0.0474 0.0421 0.0390 0.0379 0.0375(ab，)22m2 k2pb k20.0244 0.0309 0.0377 0.0447 0.0517 0.0585 0.0650 0.0711 0.0768 0.0821 0.0869 0.1144 0.1223 0.1243 0.1250(ab，) 22m1 k1pa k10.0332 0.0356 0.0374 0.0388 0.0399 0.0406 - - - - 0.0421 - - - 0.0417(ab，) 22m2 k2pa k20.024

27、4 0.0230 0.0216 0.0202 0.0189 0.0172 - - - - 0.0142 - - - 0.0125 b/a1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 3.0 4.0 5.0 a/b1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 3.0 4.0 5.0 由表格數(shù)據(jù)可知，局部結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度是否滿足要求，主要取決于以下幾點(diǎn)： 1. 保證板格在載荷作用下具有足夠強(qiáng)度：材料的選擇。作用于板上的載荷導(dǎo)致板開始屈服，并不標(biāo)志板的承載能力喪失或破壞。板可能承載比這大幾倍的載荷，然后才以任意一明顯方式破

28、壞，或其變形大得不可容許。而扶強(qiáng)材的承載能力一般要比板低的多，并且作用在板上的力大多會(huì)傳到扶強(qiáng)材上，所以板的極限破壞幾乎不可能發(fā)生。2. 板格的比例。如果作用在板格上的載荷導(dǎo)致扶強(qiáng)才的屈服，這時(shí)就需要調(diào)整板格比例（增加加強(qiáng)筋）。-18- 第三章 區(qū)域詳細(xì)設(shè)計(jì)3.1 外板設(shè)計(jì)船體外板由平板龍骨、船底板、舭列板、舷側(cè)列板和舷頂列板等組成.海船規(guī)范將外板劃分為中部0.4l、離船端0.075l以及中間過渡部分三大區(qū)域，并按橫骨架式和縱骨架式分別給出了最小厚度計(jì)算值.3.1.1 船底板船底板是指由平板龍骨至舭列板之間的外板。在海船中部0.4l區(qū)域 （mm）t2=7.0s(d+h1fb （mm）2. 船底

29、為縱骨架式時(shí)t1=0.043se-1(l+230)fb （mm）t2=5.6sd+h1)fb （mm）式中：s肋骨間距和縱骨間距，m。計(jì)算時(shí)，取值不小于（0.0016l+0.5）m；d吃水，m；l船長(zhǎng)，m，計(jì)算時(shí)，橫骨架式l不大于200m，縱骨架式l不大于190m；h1h1=0.26c，計(jì)算時(shí)取值不大于0.26d;c系數(shù)，c=0.0412l+4, 當(dāng)l90m 時(shí)c=10.75-(300-l3/2), 當(dāng)90l300m 100-19- s2ee=1+2，其中s為船底桁材或龍骨間距，m; sfb折減系數(shù)，fb=sb，sb為龍骨處的總縱彎曲應(yīng)力，n/mm2，ss彎曲許用應(yīng)力，n/mm2；對(duì)于外板應(yīng)不

30、小于0.7，對(duì)于船長(zhǎng)小于65m的船舶fb=1。3.1.2平板龍骨平板龍骨的厚度規(guī)范規(guī)定不小于船底板的厚度加2mm。并同時(shí)規(guī)定，平板龍骨的寬度b應(yīng)在整個(gè)船長(zhǎng) (mm)式中l(wèi)為船長(zhǎng)，m。另外，平板龍骨的寬度不必大于1800mm。3.1.3舭列板舭列板厚度均應(yīng)不小于相鄰的船底板厚度.當(dāng)船底和舷側(cè)采用縱骨架式且舭部不設(shè)縱骨時(shí)，該處的橫向強(qiáng)力構(gòu)件或相當(dāng)舭肘板的間距s不超過下值t2t （mm） s=810drr6式中：d型深，m；r舭部半徑，mm；t舭列板厚度，mm，應(yīng)滿足于tr/165，tt1。其中t1是與舭列板相鄰船底板的厚度，mm。3.1.4舷側(cè)外板舷側(cè)為橫骨架式時(shí)，船中部0.4l區(qū)域（mm）-20

31、- t2=4.2sd+h2 (mm)2. 距基線（1/4）d以下（舭列板除外）時(shí)，應(yīng)不小于下值t1=0.072se-1(l+110)fb （mm）t2=6.3s(d+h1)fb (mm)3. 距基線（1/4）d以下和距基線（3/4）d區(qū)域（mm）t2=4.2sd+h2 (mm)2. 距基線（1/4）d以下時(shí)，應(yīng)不小于下值t1=0.06s(l+110)fb （mm）t2=5.4sd+h1)fb (mm)上述各式中：s肋骨或縱骨間距，m，計(jì)算時(shí)，取值不小于（0.0016l+0.5）m； d吃水，m；l船長(zhǎng)，m.計(jì)算時(shí)，不大于200m；h2 h2=0.5c，計(jì)算時(shí)取值不大于0.36d;fb、h1、c

32、同前s2ee=1+2，其中s為舷側(cè)縱桁間距，m; sfd折減系數(shù)，fd=sd，sd為甲板處的總縱彎曲應(yīng)力，n/mm2，s為彎s曲許用應(yīng)力，n/mm2；對(duì)于甲板應(yīng)不小于0.7，對(duì)于船長(zhǎng)小于65m的船舶fb=1.-21- 3. 距基線（1/2）和距基線（1/4）d以上時(shí)，板厚t用t1=0.085se-1(l+110)fd （mm）t2=1.05s(l+75 (mm)縱骨架式 t1=0.06s(l+110)fd （mm）t2=0.9s(l+75 (mm)2. 船中0.4l以外的舷頂列板.逐漸過渡到端部的舷側(cè)外板厚度。3. 舷頂列板的寬度不小于b=800+5l (mm)，但不必大于1800mm。3.2

33、甲板設(shè)計(jì)甲板包括強(qiáng)力甲板、甲板邊板與下層甲板等。3.2.1強(qiáng)力甲板1. 在船中0.4l區(qū)域 （mm）t2=1.05sl+75 (mm)縱骨架式 t1=0.06s(l1+110)fd (mm)t2=0.9s(l+75 (mm)式中：s橫梁或縱骨間距，m，計(jì)算時(shí)取值不小于（0.0016l+0.5）m;l1=船長(zhǎng)l，m，計(jì)算取值不必大于200m;-22- fd-折算系數(shù)；s2e=1+2s，其中，s為甲板總桁間距，m。當(dāng)甲板開口寬度小于0.4b時(shí)，則開口邊線外強(qiáng)力甲板的厚度，在滿足剖面模數(shù)要求下，可適當(dāng)減薄.2. 在開口邊線以 （mm）式中符號(hào)意義同前，值得一提的是，對(duì)離穿端部0.075l區(qū)域 (mm

34、)在離船端0.075l區(qū)域及開口邊線 (mm)式中s為橫梁或縱骨間距，m計(jì)算時(shí)取值不小于（0.0016l+0.5）m;-23- 2. 第三甲板和平臺(tái)甲板的厚度應(yīng)不得小于t=0.9s(l+753.2.4甲板外載荷作用于甲板板架上的貨物、設(shè)備、人員等橫向載荷，是甲板骨架設(shè)計(jì)的計(jì)算載荷，規(guī)范把這種各層甲板上所受的橫向載荷通常以計(jì)算壓頭高度h 來表示.h0=1.20+2100+3l(-150)1000d-d (m) 1. 露天強(qiáng)力甲板計(jì)算壓頭高頭式中：l-船長(zhǎng)，m;d-型深，m;d-吃水，m.2. 其他位臵甲板計(jì)算壓頭高度，按表3-1選取表3-1 不同位臵甲板計(jì)算壓頭甲板名稱與位臵 計(jì)算壓頭/m距艏垂

35、線0.075l以前的露天強(qiáng)力和艏樓甲縱桁、強(qiáng)橫梁h0+3，縱骨、橫梁1.5 h0 板距艏垂線0.075l0.15l以前的露天強(qiáng)力和縱桁、強(qiáng)橫梁h0+2，艏樓甲板 縱桁、橫梁1.25h0距艉垂線0.075l以后的露天強(qiáng)力和艉樓甲縱桁、強(qiáng)橫梁h0+1，縱骨、橫梁1.1 h0 板露天強(qiáng)力甲板裝載甲板貨區(qū)域： 0.49p+0.3(4.81p+0.3) 距艏垂線0.075l以前 0.37p+0.3(3.63p+0.3) 距艏垂線0.075l0.15l之間 0.14p+0.3(3.63p+0.3) 距艏垂線0.15l以后 0.14p，但不小于甲板間的平均高度 貨物甲板船舶倉(cāng)庫 2.0機(jī)艙平臺(tái)、修理間、機(jī)艙

36、物料間 2.60居住甲板 1.20上層建筑甲板 1.0居住甲板和上層建筑甲板的露天部分 增加（h0-1.2）注：（1）表中p為設(shè)計(jì)負(fù)荷（kn/m2），當(dāng)裝載率v大于0.72m3/t時(shí)，對(duì)應(yīng)的甲板計(jì)算壓頭高度應(yīng)乘以v/0.72；-24- （2）貨物甲板艙口蓋上的計(jì)算壓頭高頭，取h=hs-1.0，但不小于甲板間高。hs為艙口蓋板至上一層甲板的艙口圍板上緣的距離，m；（3）對(duì)于船長(zhǎng)小于90m的船舶，艏艉端區(qū)域的甲板縱桁和甲板強(qiáng)橫梁計(jì)算壓頭高度可作適當(dāng)減小，但不得小于相同位臵的縱骨或橫梁的計(jì)算壓頭高度.3.2.5甲板橫梁的剖面模數(shù)w不小于下式計(jì)算所得值w=c1c2dd+c3shl2 (cm3)2wbs

37、hl對(duì)于露天甲板 (cm3)式中，c1系數(shù)，由橫梁所在區(qū)域甲板（包括橋樓和艉樓甲板）的總層數(shù)決定，見表3-2；表3-2 系數(shù)取值表層數(shù) c11 22 1.333 1.054 0.93艉樓甲板 1.33c2 ，c3系數(shù)，見表3-3表3-3 系數(shù)取值表甲板位臵距艏垂線0.075l以前的露天，強(qiáng)力甲板和艏樓甲板距艏垂線0.075l0.15l露天，強(qiáng)力甲板和艏樓甲板距艏垂線0.15l露天，強(qiáng)力甲板和艏樓甲板短橋樓和艉樓甲板 貨物甲板及其他 生活區(qū)甲板c2 0.8 0.8c3 0.54b與舷側(cè)相連接的衡量：0.36b，其他橫梁0.33b 同上 0.54同上 0.140.40 4.0 0.52 4.0d型

38、深，m; d吃水，m;b船寬，m; 當(dāng)b大于21.5m時(shí)，取21.5m; s橫梁間距，m; l橫梁跨距，m;-25- h計(jì)算壓頭高度，m3.2.6甲板縱桁甲板縱桁是縱向強(qiáng)構(gòu)件，并作為橫梁或強(qiáng)橫梁的剛性支座.其剖面模數(shù)不小于下值：w=4.75bhl2 (cm3)式中，b甲板縱桁支撐面積的平均寬度，m;h甲板的計(jì)算壓頭高度，m；l甲板縱桁跨距，m.當(dāng)甲板縱桁受集中載荷時(shí)，還應(yīng)不小于下式所得值：w=0.102cpl (cm3)式中：p集中載荷，kn；c系數(shù)，按表3-4選取，其中a為p的作用點(diǎn)至縱桁兩支點(diǎn)間較遠(yuǎn)的距離，m；l甲板縱桁跨距，m.表3-4 系數(shù)ca/lc 0.94 1.44 0.90 3.

39、36 0.85 5.68 0.80 7.36 0.75 8.64 0.70 9.20 0.60 9.60 0.50 103.2.7甲板縱骨甲板縱骨一般用扁鋼或球扁鋼制成。露天、強(qiáng)力甲板縱骨剖面模數(shù)不小于下值：w=c1shl2 （cm3)w=c2sh+c3sl2l210-4 （cm3)式中：s縱骨間距，m；-26- h甲板計(jì)算壓頭高度，m； l縱骨跨距，m.c1 ，c2 ，c3 系數(shù)，按表3-5確定。 表3-5 甲板縱骨剖面模數(shù)計(jì)算系數(shù)c1 ，c2 ，c3 甲板縱骨位臵 區(qū)域 c1 c2 距艏垂線0.075l以前 12.5 63.5 距艏垂線0.075l0.15l 12.5 57 距艏垂線0.1

40、5l處 開口線外 9 48.5開口線7.5 40序號(hào) 12 3 4 5 6 7c3 7.8 7.2 6.2 5.5 5.5 - 5.5 5.5 5.5注：該處甲板縱骨的剖面模數(shù)w可由船中部和端部甲板縱骨的剖面模數(shù)作直線過渡決定。貨物甲板縱骨剖面模數(shù)w不小于下式計(jì)算所得值：2w=2.5shl+0.6sl （cm3) 當(dāng)船長(zhǎng)l90m時(shí)，2當(dāng)船長(zhǎng)l90m時(shí)，w=5shl （cm3)3.3艙壁設(shè)計(jì)3.3.1水密艙壁水密橫艙壁的設(shè)臵需要滿足船舶抗沉性和強(qiáng)度的要求，水密縱艙壁沿船長(zhǎng)方向布臵，一般平行于縱中剖面.其強(qiáng)度要求如下：1. 平面水密艙壁板的厚度t應(yīng)不小于按下列式計(jì)算所得值：t=4.2sh （mm），且不小于5.5mm s扶強(qiáng)材間距，m；-27- h在舷側(cè)處由列板下緣量到艙壁甲板的垂直距離，m，但不小于2.5m.2. 平面水密艙壁扶強(qiáng)材的剖面模數(shù)w應(yīng)不小于按下列式計(jì)算所得值： w=cshl2 （cm3)式中：s扶強(qiáng)材間距，m；h在舷側(cè)處由扶強(qiáng)材跨距中點(diǎn)量到艙壁甲板的垂直距離，m，但不小于2m； l扶強(qiáng)材跨距，m，當(dāng)設(shè)有桁材時(shí)，為扶強(qiáng)材末端與桁材之間或桁材與桁材之間的距離；c系數(shù)，按照下面情況選?。寒?dāng)扶強(qiáng)材端部不連接或與無扶強(qiáng)材的板直接連接時(shí)，c=6；當(dāng)