外板和甲板板

1、概述 外板和甲板板是船體箱形結(jié)構(gòu)的最主要組成部分，外板圍成船體的外殼，而甲板則封閉船體的上部。本章主要介紹外板和甲板板的作用、受力、排列布置、厚度分布以及加強情況。第三章第三章 外板和甲板板外板和甲板板 外板一、概述一、概述外板(shell plate)是構(gòu)成船體底部、舭部及舷側(cè)的外殼板，由一塊塊鋼板對合焊接而成。 1接縫與列板外板的鋼板的長邊通常沿船長方向布置。長邊與長邊相接的縱向接縫叫邊接縫(seam)，短邊與短邊相接的橫向接縫叫端接縫(butt)，如圖1-3-1所示。鋼板逐塊端接而成的連續(xù)長板條稱為列板(strake)，若干個列板組成船體外板。第三章第三章 外板和甲板板外板和甲板板圖1-

2、3-1 接縫與列板如下:第三章第三章 外板和甲板板外板和甲板板2列板名稱 組成船體外板的各列板名稱如圖1-3-2所示。位于船底的各列板統(tǒng)稱為船底板(bottom plate)，其中位于船體中線的一列板稱為平板龍骨(plate keel)。由船底過渡到舷側(cè)的轉(zhuǎn)圓部分稱為舭部，該處的列板稱為舭列板(bilge strake)。舭列板以上的外板稱為舷側(cè)外板(side plate)，其中與上甲板連接的舷側(cè)外板稱為舷頂列板(sheer strake)。生產(chǎn)圖紙中，一般稱平板龍骨為K行板，相鄰列板為A行板，接下來是B行板，余此類推，直至舷頂列板為S行板。第三章第三章 外板和甲板板外板和甲板板圖1-3-2

3、列板的名稱第三章第三章 外板和甲板板外板和甲板板3外板的作用和受力外板的作用是保證船體水密，使艦船具有漂浮及運載能力。它作為船梁的組成部分，參與船體的總縱強度，并與船底及舷側(cè)骨架一起，承受并傳遞各種橫向載荷，共同保證船體的局部強度和剛性。外板承受如下各種力的作用： （1）總縱彎曲：船底板是船梁的下翼板，舷側(cè)外板是船梁的腹板，承受總縱彎曲應(yīng)力。 （2）橫向載荷：外板直接承受舷外水壓力，以及艙內(nèi)液體壓力。這些橫向載荷使板產(chǎn)生局部彎曲。 （3）動力載荷：外板在首部承受較大的波浪沖擊力，在尾部承受螺旋槳工作時的水動壓力。對于在冰區(qū)航行的船舶，外板還受到冰塊的撞擊和擠壓力。 （4）偶然性載荷：如碰撞、擱

4、淺等外載荷。第三章第三章 外板和甲板板外板和甲板板二、外板的厚度分布二、外板的厚度分布 二、外板的厚度分布二、外板的厚度分布 外板上的各塊鋼板因其所在位置的不同，受力也就不同。為了在保證強度的前提下減輕結(jié)構(gòu)重量，外板厚度根據(jù)受力大小，沿船長和肋骨圍長方向是變化的，即在受力大的部位取厚些，在受力小的部位取薄些。 外板厚度沿船長方向的變化 當船舶總縱彎曲時，彎曲力矩的最大值通常在船中0.4L（L為船長）的區(qū)域內(nèi)，向首尾兩端的彎矩逐漸減小而趨于零。因此，一般在船中0.4L區(qū)域內(nèi)的外板厚度較大，離首尾端0.075L區(qū)域內(nèi)的外板較薄，兩者之間的過渡區(qū)域，其板厚可逐漸減薄，如圖1-3-3所示。第三章第三章

5、 外板和甲板板外板和甲板板第三章第三章 外板和甲板板外板和甲板板 因考慮銹蝕、磨損等因素，平板龍骨的寬度和厚度從首至尾保持不變。此外，在船首底部波浪拍擊區(qū)，底板要適當加厚。第三章第三章 外板和甲板板外板和甲板板外板厚度沿肋骨圍長方向的變化平板龍骨和舷頂列板的位置在船梁的最下端和最上端，受到較大的總縱彎曲應(yīng)力，平板龍骨還承受船舶建造時龍骨墩或塢墩的反力和磨損，舷頂列板與上甲板相連接，又起著舷側(cè)與甲板之間力的傳遞作用，因此平板龍骨和舷頂列板要比其它外板厚些。其余從船底列板向上的各個列板，隨著水壓力減小而逐漸減薄。第三章第三章 外板和甲板板外板和甲板板局部加強對于有些局部受力較大區(qū)域的外板，應(yīng)采用加

6、厚板或加裝骨架等局部加強措施。這些區(qū)域主要有：首部錨孔區(qū)域、尾端螺旋槳區(qū)域、外板開口區(qū)域等。加強的具體要求詳見船舶建造規(guī)范。此外，對于航行冰區(qū)的船舶，其外板厚度在冰帶區(qū)部分也需作必要的加強。第三章第三章 外板和甲板板外板和甲板板外板的布置外板的布置外板的接縫線是根據(jù)船體分段的劃分、外板的厚度和板材的規(guī)格以及工藝和結(jié)構(gòu)上的要求布置的。外板接縫線的布置分邊接縫線和端接縫線的布置。第三章第三章 外板和甲板板外板和甲板板 外板邊接縫的布置 平板龍骨和舷頂列板的寬度由船舶建造規(guī)范或強度計算決定，舭列板的邊接縫由工藝性決定。布置邊接縫線時的要求如下： （1）應(yīng)考慮到甲板、平臺、縱桁、縱骨和內(nèi)底邊板等縱向構(gòu)

7、件的布置。外板的邊接縫與縱向構(gòu)件的角焊縫應(yīng)避免重合或形成過小的交角，否則會影響焊接的質(zhì)量。若縱向構(gòu)件與外板邊接縫的交角小于30時，則應(yīng)調(diào)節(jié)接縫改為階梯形，如圖1-3-4所示。此外，板縫布置與縱向構(gòu)件在很長一段距離中平行時，其間距應(yīng)大于50mm。第三章第三章 外板和甲板板外板和甲板板 圖1-3-4 外板的邊接縫第三章第三章 外板和甲板板外板和甲板板 （2）外板的排列須充分利用304不銹鋼板的規(guī)格，盡可能減少鋼板的剪裁。在線型平緩的船中或大型船上，采用較寬的鋼板。而在型線曲率較大的首尾端或小型艦船上，通常采用寬度較小的鋼板，以便于加工和裝配。第三章第三章 外板和甲板板外板和甲板板 （3）在水線以上

8、部分的舷側(cè)外板，其邊接縫線與甲板邊線或折角線平行，并保持相同的寬度伸至船的兩端，以使外板排列整齊美觀。在首尾端，由于肋骨圍長減小，外板板列的數(shù)目也要相應(yīng)地減少，形成并板結(jié)構(gòu)。并板不宜設(shè)在平板龍骨、舭列板和舷頂列板上，通常布置在滿載水線以下的其它外板上。并板(stealer strake)的形式一般有下列兩種：第三章第三章 外板和甲板板外板和甲板板 雙并板：兩相鄰列板的端接縫同時中斷，并成一列板，見圖1-3-5a）； 齒形并板：兩相鄰列板的端接縫不同時中斷，并板處成階梯形接縫，見圖1-3-5b）。如下圖所示第三章第三章 外板和甲板板外板和甲板板圖1-3-5 外板的并板接縫a）雙并板；b)齒形并板

9、第三章第三章 外板和甲板板外板和甲板板外板端接縫的布置船舶總縱彎曲時，外板的端接縫恰好位于橫斷面上，因此端接縫比邊接縫的質(zhì)量要求更高。布置外板端接縫的要求如下：(1）應(yīng)考慮到建造工藝上船體分段的布置情況，同時又要充分利用鋼板的長度。各列板的端接縫應(yīng)盡可能布置于同一橫剖面上，以減少裝配和焊接的工作量，有利于采用垂直自動焊接，并且容易控制焊接變形。第三章第三章 外板和甲板板外板和甲板板 （2）外板的端接縫應(yīng)布置在1/4或3/4肋距處，因板在該處局部彎曲應(yīng)力最小。且端接縫應(yīng)避開橫向構(gòu)件的角焊縫及大開口角隅部位。 （3）外板各列鋼板的長度在船中部分可取長些，而在首尾端則取短些。因船中部船體一般被劃分為

10、平面分段，分段較長；而首尾端船體被劃分為立體分段，分段較短。此外，船中線型平緩，可充分采用長的鋼板；首尾端線型較復(fù)雜，采用較短的鋼板便于加工。第三章第三章 外板和甲板板外板和甲板板 圖1-3-6所示為某沿海貨船首部的外板展開圖。它具體地表示了外板的結(jié)構(gòu)，標出了外板的邊接縫、端接縫、分段接縫及縱橫構(gòu)件的位置。其中細實線及斜柵線分別表示板逢線和分段接縫線。第三章第三章 外板和甲板板外板和甲板板 圖1-3-6 首部外板展開圖第三章第三章 外板和甲板板外板和甲板板甲甲 板板 板板概概 述述甲板板的概念甲板板的概念船舶的主體部分設(shè)有一層或幾層全通甲板，小型船舶的主體部分設(shè)有一層或幾層全通甲板，小型艦船僅

11、有一層甲板，而大型船舶根據(jù)使用要求往艦船僅有一層甲板，而大型船舶根據(jù)使用要求往往設(shè)置二層或多層貫通全船的連續(xù)甲板。按自上往設(shè)置二層或多層貫通全船的連續(xù)甲板。按自上而下的順序分別稱為上甲板（而下的順序分別稱為上甲板（upper deckupper deck）、第）、第二甲板二甲板(second deck)(second deck)、第三甲板、第三甲板(third deck)(third deck)等。等。根據(jù)需要，有時在部分艙室中設(shè)置局部間斷的平根據(jù)需要，有時在部分艙室中設(shè)置局部間斷的平臺甲板臺甲板(platform deck)(platform deck)。第三章第三章 外板和甲板板外板和甲板

12、板 甲板板(deck plate)由許多鋼板并合焊接而成，鋼板的長邊通常沿船長方向布置。沿甲板邊緣與舷側(cè)鄰接的一列甲板板稱為甲板邊板(deck stringer) 第三章第三章 外板和甲板板外板和甲板板甲板的形狀為了減少上浪及迅速排除積水，船舶上甲板通常為曲面形狀，且首尾窄中部寬，船長方向中部低于首尾端，船寬方向中間高于兩舷，如圖1-3-7所示。上甲板邊線沿縱向向首尾端升高的曲線稱為舷弧，上甲板沿橫向的拱形稱為梁拱。非露天的甲板和平臺，則可做成平直的結(jié)構(gòu)。第三章第三章 外板和甲板板外板和甲板板 圖1-3-7 上甲板的形狀第三章第三章 外板和甲板板外板和甲板板甲板板的受力 （1）總縱彎曲：上甲板

13、是船梁的上翼板，承受總縱彎曲應(yīng)力。 （2）橫向載荷：上甲板承受上浪水壓力或甲板貨物等的載荷；下甲板和平臺等非露天甲板的載荷則視甲板的使用情況而定。第三章第三章 外板和甲板板外板和甲板板甲板板的作用甲板板與外板和艙壁板共同組成供各種用途的艙室。上甲板作為船體的水密頂板，遮蔽艙室空間，有些船舶的上甲板上也載貨。下甲板和平臺甲板分層安置設(shè)備及各種裝載物。在長江客貨船上，通常設(shè)有舷伸甲板(sponson deck)，以擴大甲板的使用面積。第三章第三章 外板和甲板板外板和甲板板甲板板的作用甲板板與外板和艙壁板共同組成供各種用途的艙室。上甲板作為船體的水密頂板，遮蔽艙室空間，有些船舶的上甲板上也載貨。下甲

14、板和平臺甲板分層安置設(shè)備及各種裝載物。在長江客貨船上，通常設(shè)有舷伸甲板(sponson deck)，以擴大甲板的使用面積。第三章第三章 外板和甲板板外板和甲板板甲板板的厚度甲板板的厚度在各層甲板中，上甲板在保證船體總縱強度中的作用最大，故較下層甲板為厚。沿船長方向，上甲板參與船舶總縱彎曲時，中部受力最大，故在船中0.4L區(qū)域內(nèi)的甲板板應(yīng)厚些，且保持厚度相同，向首尾兩端則逐漸減薄。第三章第三章 外板和甲板板外板和甲板板甲板板的布置甲板板的布置甲板板的長邊沿船長方向布置，且平行于甲板中線。甲板邊板因需保持一定的寬度，故沿舷邊呈折線形狀。在首尾端，由于甲板寬度減小，甲板列板的數(shù)目也要相應(yīng)地減少，也可

15、以將鋼板沿橫向布置。此外，在大開口之間也可將鋼板沿橫向布置，如圖1-3-8所示。第三章第三章 外板和甲板板外板和甲板板圖1-3-8 甲板板的布置第三章第三章 外板和甲板板外板和甲板板 甲板布置時，應(yīng)注意如下問題: 甲板板的端接縫不宜設(shè)于大開口的四角，因為該處是應(yīng)力集中區(qū)域，板縫與艙口橫端至少應(yīng)相距500mm。此外，甲板板排列時也應(yīng)注意甲板上下構(gòu)件的位置，避免使甲板板縫與這些構(gòu)件的無縫鋼管焊縫相重合或太接近，一般要求兩者的間距大于50mm 第三章第三章 外板和甲板板外板和甲板板甲板開口處的加強及甲板間斷處的結(jié)構(gòu)甲板開口處的加強及甲板間斷處的結(jié)構(gòu) 1甲板開口處的加強為了讓人員、機器、及裝載物等出入

16、船艙，在甲板上通常設(shè)有各種大小不同的開口，如機艙口、貨艙口、人孔和梯口等。船舶總縱彎曲時，在開口角隅處將產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，因此，在船中0.5L區(qū)域內(nèi)應(yīng)予加強或補償。甲板上的人孔開口，應(yīng)做成圓形或長軸沿船長方向布置的橢圓形，以緩和應(yīng)力集中的程度。第三章第三章 外板和甲板板外板和甲板板 矩形大開口的長邊通常沿船長方向布置，大開口的角隅應(yīng)做成圓形、橢圓形或拋物線形。圓形角隅處的甲板板要用加厚4mm的板或復(fù)板給予加強，常用的加厚板形式如圖1-3-9a)和b)所示。橢圓形或拋物線形角隅可不必采用加厚板，但須符合圖1-3-9c）規(guī)定的要求。為了對甲板大開口的削弱進行補償，有的船沿艙口兩側(cè)設(shè)置長條形的加厚板

17、，見圖1-3-9d）。對強力甲板艙口線以外的圓形開口，可采用圖1-3-9e）所示的套環(huán)形式加強開口邊緣。第三章第三章 外板和甲板板外板和甲板板圖1-3-9 甲板開口處的加強第三章第三章 外板和甲板板外板和甲板板甲板間斷處的結(jié)構(gòu)上甲板以下的各層甲板若在機艙、貨艙等處被切斷，由于結(jié)構(gòu)連續(xù)性被破壞，在甲板突變的地方可能產(chǎn)生應(yīng)力集中。為了防止結(jié)構(gòu)破壞，在甲板間斷處應(yīng)增設(shè)舷側(cè)縱桁，且在過渡處用尺寸較大的延伸肘板連接，如圖1-3-9所示。第三章第三章 外板和甲板板外板和甲板板舷邊連接舷邊連接舷邊是指甲板邊板與舷頂列板的連接部位。目前常用的舷邊連接形式有如下兩種：舷邊直角連接如圖1-3-10a）所示，這種舷邊連接形式的特點是施工簡便，但舷邊應(yīng)力較大。當舷頂列板與甲板邊板直接焊接時，舷頂列板的上緣應(yīng)平整，必須嚴格保證焊接質(zhì)量。在船中及上層建筑端部，高出甲板邊板的舷頂列板上不準許開流水孔。目前此種形式多用于中小型船舶和一些有加強措施的船舶，如雜貨船等。第三章第三章 外板和甲板板外板和甲板板圓弧舷板連接如圖1-3-10b）所示，弧形的舷板使舷頂列板和甲板邊板構(gòu)成了一個整體。圓弧舷板的厚度至少應(yīng)等于甲板邊板厚度，圓弧半徑不得小于板厚的15倍。此種舷邊連接形式特點是，能使甲板和舷側(cè)應(yīng)力順利過渡，結(jié)構(gòu)剛性較大，舷邊不易變形。但甲板有效面積減小，甲板排水易弄臟舷側(cè)板；此外，由于型線的變化，圓弧板只適用于