船舶結(jié)構(gòu)規(guī)范設(shè)計

已知條件在船舶總體設(shè)計初步完成后進行，此時已經(jīng)確定條件：主尺度型線圖總布置圖和按設(shè)計任務(wù)書對結(jié)構(gòu)的要求（船舶用途、航區(qū)、裝載情況、建筑形成、甲板層數(shù)、主要設(shè)備及使用要求等）主要任務(wù)確定整個船體結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則，如選擇材料、骨架形式、肋骨間距、分析結(jié)構(gòu)質(zhì)量對經(jīng)濟性的影響。解決結(jié)構(gòu)設(shè)計中的主要技術(shù)問題，確定構(gòu)件的尺寸和連接方式，同時應(yīng)充分考慮結(jié)構(gòu)施工的可行性。提出船體主要鋼料預(yù)估單，并為總體設(shè)計提供船體鋼料的質(zhì)量重心資料。完成工作船體主要構(gòu)件計算書；中剖面圖；基本結(jié)構(gòu)圖；首、尾結(jié)構(gòu)圖；首尾柱結(jié)構(gòu)圖；甲板平面圖；肋骨型線圖；外板展開圖；主艙壁結(jié)構(gòu)圖；主機座結(jié)構(gòu)圖；尾軸架結(jié)構(gòu)圖；主機座和推力軸承座結(jié)構(gòu)圖；甲板室和上層建筑結(jié)構(gòu)圖；艙蓋結(jié)構(gòu)圖和強度計算書；通風(fēng)筒、空氣管和排水口布置及結(jié)構(gòu)圖等。

結(jié)構(gòu)設(shè)計解決的主要矛盾強度與質(zhì)量的矛盾：結(jié)構(gòu)與工藝性的矛盾：結(jié)構(gòu)與使用性的矛盾：船體結(jié)構(gòu)強度與質(zhì)量的矛盾

保證船體結(jié)構(gòu)具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性是設(shè)計者應(yīng)首先考慮的問題。但這并不是說構(gòu)件選得愈大、愈堅固愈好，強度過剩會造成質(zhì)量增加，鋼材消耗多，建造成本提高并減少船舶載運能力。我們希望在保證船體結(jié)構(gòu)滿足強度、剛度和穩(wěn)定性的前提下，力求減輕結(jié)構(gòu)質(zhì)量，節(jié)約材料，降低成本，提高船舶的營運經(jīng)濟性。

結(jié)構(gòu)與工藝性的矛盾在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，還必須考慮到結(jié)構(gòu)工藝性要求。好的結(jié)構(gòu)工藝性包括：考慮到船舶所有部位的裝配和施焊的可能性；盡可能擴大分段建造范圍，縮短造船周期，改善作業(yè)條件，提高造船質(zhì)量；盡量簡化零部件結(jié)構(gòu)，減少規(guī)范品種，盡可能采用標準件；盡量減少零部件的曲線外形，結(jié)構(gòu)上的開孔、切角等應(yīng)符合標準尺寸或常取尺寸；考慮船體結(jié)構(gòu)維修與保養(yǎng)的可能性與方便性等。

結(jié)構(gòu)與使用性的矛盾結(jié)構(gòu)布置與構(gòu)件尺寸要符合使用要求。例如貨船的結(jié)構(gòu)布置要便于裝卸貨物；旅客及船員住艙應(yīng)有足夠凈空高；支柱的布置應(yīng)不妨礙總體布置及機器設(shè)備安裝的要求等。因此結(jié)構(gòu)設(shè)計要與總體、輪機和設(shè)備的設(shè)計密切配合，樹立整體觀念，保證船舶各方面都有良好的性能。此外，根據(jù)使用要求在選取構(gòu)件尺寸時要合理地考慮銹蝕、磨損余量及其他特殊加強，以降低維修費用和提高使用年限。結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法計算設(shè)計規(guī)范設(shè)計計算設(shè)計定義：船體結(jié)構(gòu)的計算設(shè)計是根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)的原理來確定滿足強度、剛度和穩(wěn)定性要求的船體結(jié)構(gòu)布置及構(gòu)件尺寸。發(fā)展：電子計算機技術(shù)的發(fā)展，給計算設(shè)計提供了迅速有效的工具，加之結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計理論的發(fā)展，結(jié)構(gòu)的計算設(shè)計將有較大的發(fā)展。軍船：對于設(shè)計技術(shù)要求較高，對結(jié)構(gòu)質(zhì)量控制嚴格的軍用船舶，只能用計算設(shè)計。

計算設(shè)計局限性依賴經(jīng)驗：目前，船體結(jié)構(gòu)的計算設(shè)計必須輔之以經(jīng)驗設(shè)計才能完成。這是由于船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算方法還不完整，計算設(shè)計一般只能在船舶中部的結(jié)構(gòu)設(shè)計中實現(xiàn)，對于首、尾這些復(fù)雜部分還需參考型船進行設(shè)計。工作量巨大。規(guī)范設(shè)計定義：規(guī)范設(shè)計是指按照有關(guān)部門頒布的規(guī)范來進行船體結(jié)構(gòu)的布置及構(gòu)件尺寸的確定。特點：規(guī)范根據(jù)以往的經(jīng)驗，且統(tǒng)計分析了大量型船資料和實船測量資料，并輔之以日趨發(fā)展的結(jié)構(gòu)力學(xué)計算方法，總結(jié)出一系列的規(guī)定和經(jīng)驗公式，作為新船船體結(jié)構(gòu)設(shè)計的依據(jù)。利用規(guī)范設(shè)計船體結(jié)構(gòu)能比較方便地確定構(gòu)件的布置與尺寸。目前，民用船舶一般都采用規(guī)范設(shè)計。船級社主要職責(zé)規(guī)范監(jiān)督船的建造允許船舶正式“入級”辦各種國際協(xié)定所要求的證書對使用中的船舶作定期檢查，以確定這些船是否仍保持在“級”內(nèi)。共同規(guī)范2006年4月1日，國際船級社協(xié)會(IACS)油船和散貨船共同結(jié)構(gòu)規(guī)范(CommonStructureRule，CSR)正式實施。該規(guī)范應(yīng)用了當前船舶科學(xué)發(fā)展前沿的新技術(shù)、新材料、新理念。CSR對船舶強度的評估范圍，較傳統(tǒng)的有很大延伸。CSR規(guī)范首次明確區(qū)分了凈尺寸和腐蝕增量，同時考慮了船舶的服務(wù)、極限、疲勞、破損4種有限狀態(tài)，應(yīng)用了以載荷為第一設(shè)計準則的力學(xué)理論公式，是一套符合基于目標型標準的規(guī)范體系。滿足國際海事組織對于船舶使用壽命的更高要求是CSR的目的之一。共同規(guī)范的影響所有IACS的成員將貫徹CSR，從而可以有效避免競爭導(dǎo)致協(xié)會成員降低技術(shù)標準的可能。CSR要求增加船舶關(guān)鍵部位的鈉材厚度，造船成本的增加，致船舶的運費收入減少。對于船舶維護，CSR提出了更高要求，這會導(dǎo)致船舶的維護成本上升。從長期來看總的成本卻不見得增加，因為適當?shù)木S護可以有效降低船舶修理的次數(shù)，縮短修理的時間，從而提高船舶的實際運營效率。船體規(guī)范設(shè)計的局限性規(guī)范制訂中某些不合理因素限制了新型結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性不斷誕生的新型船舶無法依據(jù)規(guī)范進行結(jié)構(gòu)設(shè)計造船新材料的問世也使得原有規(guī)范不能適用規(guī)范法設(shè)計的基本步驟調(diào)查分析：根據(jù)對母型船的調(diào)查研究和所設(shè)計船的特殊要求，分析所設(shè)計船的船體強度