船舶的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)

第二節(jié)船舶的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)一、船體強(qiáng)度概念船體強(qiáng)度：指船體結(jié)構(gòu)抵抗各種內(nèi)力與外力作用而不被破壞和變形的能力。根據(jù)力的性質(zhì)，可分為：總縱彎曲強(qiáng)度（縱向強(qiáng)度）、橫向強(qiáng)度、局部強(qiáng)度和扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度4種（一）總縱彎曲強(qiáng)度概念：船體結(jié)構(gòu)抵抗總縱彎曲不使其整體遭受破壞或嚴(yán)重變形的能力稱為總縱強(qiáng)度。由于沿著船長方向重力與浮力的分布不均勻性，導(dǎo)致總縱彎曲力產(chǎn)生。如果船舶不是處在靜水中，波浪力會使總縱彎曲力加劇。中拱彎曲：當(dāng)波峰處在船中時(shí)，變形趨勢使船體中部突起，兩端下垂，稱為中拱彎曲。

中垂彎曲：當(dāng)波谷處在船中時(shí)，變化趨勢使船體中部下垂，兩端上翹，稱為中垂彎曲。

（二）橫向強(qiáng)度、局部強(qiáng)度和扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度1、橫向強(qiáng)度概念：船體結(jié)構(gòu)抵抗橫向作用力的能力。橫向強(qiáng)度承擔(dān)主體：肋骨框架+橫艙壁+相連的外板和甲板板等肋骨框架=橫梁+肋骨+肋板受力來源：舷外水壓力（浮力）、貨物重力、機(jī)器設(shè)備重力等。2、局部強(qiáng)度

概念：船體結(jié)構(gòu)抵抗局部外力作用的能力。如：船舶的錨穴處、系纜樁與甲板的連接處等等，這些位置有很強(qiáng)大的外力或應(yīng)力，為了保證強(qiáng)度，一般都要對其進(jìn)行局部強(qiáng)度的加強(qiáng)。3、扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度概念：整個船體結(jié)構(gòu)抵抗扭轉(zhuǎn)變形和破壞的能力。二、確保強(qiáng)度隨時(shí)保持在安全限度以內(nèi)的方法。方法：保持縱向強(qiáng)度、橫向強(qiáng)度、局部強(qiáng)度和扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度在安全限度內(nèi)?！w結(jié)構(gòu)組成來保證。（一）船體。1、外板的組成——船底外板、舭部外板和舷側(cè)外板。2、外板的作用保證船體水密及強(qiáng)度；承受各種作用力。3、外板厚度分布原則：根據(jù)總縱彎曲強(qiáng)度要求。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。1.外板厚度沿船長方向的變化當(dāng)船舶總縱彎曲時(shí)，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，底板要適當(dāng)加厚。2.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，因此平板龍骨利舷頂列板要比其他外板厚些。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。3.局部加強(qiáng)首部錨孔區(qū)域、尾端螺旋槳區(qū)域、外板開口區(qū)域及機(jī)艙底部區(qū)域等。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(qiáng)。

（二）甲板板作用：保證頂部水密、保證船體總縱強(qiáng)度和橫向強(qiáng)度。一般上層連續(xù)甲板（上甲板）均為強(qiáng)力甲板。強(qiáng)力甲板中：船中0.4L區(qū)域內(nèi)和甲板邊板厚度最大。艙口之間的甲板板厚度最小，原因是不連續(xù)而不能參與總縱彎曲。甲板開口處的加強(qiáng)：容易產(chǎn)生應(yīng)力集中。（三）船底結(jié)構(gòu)橫骨架式的單層底結(jié)構(gòu)主要由肋板、中內(nèi)龍骨和旁內(nèi)龍骨組成，主要適用于拖船、漁船、老式油船和一些小型的內(nèi)河船舶。

2、縱骨架式單層底結(jié)構(gòu)主要由內(nèi)龍骨、船底縱骨、肋板等組成。

3、橫骨架式雙層底結(jié)構(gòu)4、縱骨架式雙層底結(jié)構(gòu)

四、舷側(cè)結(jié)構(gòu)組成：舷側(cè)外板+舷側(cè)骨架1、橫骨架式舷側(cè)結(jié)構(gòu)：橫骨架式舷側(cè)結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)是制造方便，橫向強(qiáng)度好，適用于內(nèi)河船和一般貨船。

2、縱骨架式舷側(cè)結(jié)構(gòu)：優(yōu)點(diǎn)是骨架形式與船底和甲板一致，有利于保證船體總縱強(qiáng)度和外板的穩(wěn)定性，常用于軍艦、油船和一些礦砂船上。采用縱骨架式舷側(cè)結(jié)構(gòu)可以使外板的厚度減薄，從而減小結(jié)構(gòu)重量。

（五）甲板結(jié)構(gòu)分：橫骨架式和縱骨架式兩種。（六）支柱、舷墻和艙壁1、支柱：設(shè)置位置：艙口四角或橫向艙口圍板兩邊中點(diǎn)。作用：支撐甲板和平臺，加強(qiáng)貨艙開口。材料：大多是空心鋼管，也有采用組合型鋼?！耙?guī)范”規(guī)定油船內(nèi)不得選用管形支柱或空心矩形支柱。2、舷墻及欄桿作用：不參與總縱彎曲（，除首尾端外，舷墻結(jié)構(gòu)一般不與船體的甲板或舷頂列板緊密連接），減少甲板上浪，保障人員安全，防止甲板貨物及物品入水。高度不小于1米。3、艙壁結(jié)構(gòu)作用：分隔船體，滿足使用要求。提高抗沉性。增加船體的強(qiáng)度和剛度。保證防火安全。在提高船舶穩(wěn)性。艙壁的分類艙壁的種類較多，按用途和密閉性的要求分有：1.水密艙壁。2.油