第二章 外板和甲板板

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章 外板和甲板板,第一节 外板,第二节 甲板板,一、概述,外板是构成,船体底部、舭部及舷侧,的外壳版,第一节 外板,1,、接缝与列板,1,）外板的钢板的长边通常沿船长方向布置。,2,）长边与长边的纵向接缝叫边接缝。,3,）短边与短边的横向接缝叫端接缝。,4,）钢板逐块端接而成的沿船长方向的连续长 板称为列板。,）若干个列板组成船体外板。,2,、列板的名称,平板龙骨,船底列板,舭列板,舷侧列板,舷顶列板,外板的规定：,1,）平板龙骨的宽度应不小于,900+3.5L,2,）舭列板厚度应不小于,r/165,，且应不小于相邻船底板的厚度。,3,）舷顶列板宽度应不小于,0.1D,。,3,、外板承受的作用力,(1),总纵弯曲,船底板是船梁的下翼,板，舷侧板是船梁的腹板，承受总纵弯,曲应力。,(2),横向载荷,外板直接承受舷外水,压力，以及舱内液体压力。这些横向载,荷使板产生局部弯曲。,(3),动力载荷,外板在首部承受较大的波浪冲击力，在尾部承受螺旋桨工作时的水动压力。对于航行冰区的船舶外板还受到,冰块的撞击和挤压。,（,4,）偶然性载荷,如碰撞，搁浅等意外载荷,4,、外板的作用,1,）保证船体的水密性，使船具有漂浮及运载 能力。,2,）参与总纵强度，承受横向载荷，保证船体的局部强度和刚度。,二、外板厚度的分布,船体外板上的各块外板，因其厚度不同，受力也就不同。,为了在保证强度的前提下减轻结构重量，外板厚度沿船长方向,及肋骨围长而变化，视其所在位置分别选取不同的厚度。,外板厚度沿船长方向的变化,当船舶总纵弯曲时，弯曲力矩的最大值通常在船中,0.4L,区域内，向首尾两端的弯矩逐渐减小而趋于零。因此，外板,厚度沿船长方向也要相应地,变化，一般说来，在船中,0.4L,区,域内，外板的厚度较大，离首尾,端,0.075L,区域内的外板较薄些，,在两者之间的过渡区域，其厚度,可由中部逐渐向两端过渡，如图,2,2,所示。,图,2,2,外板厚度沿船长方向的分布,为了保证船舶进坞或搁浅时的局部强度，以及考虑锈蚀，磨,损等因素，平板龙骨的厚度至首尾应保持不变。,2.,外板厚度沿肋骨围长的变化,在外板中，平板龙骨和舷顶列板的位置在船梁的最下端和,最上端，受到较大的总纵弯曲应力，因此要比其它外板厚些。,除与其它外板同样参与船舶的总纵弯曲外，平板龙骨还承受船,舶建造和修理时的龙骨墩或坞墩的反力和磨损，故应比其它船,底板厚,20,40,；舷顶列板与上甲板相连接，又起着舷侧与甲,板之间力的传递作用，故应比其它舷侧板约厚,30,。,局部加强,对于有些局部区域的外板，尚需局部加强。这些区域大,致如下：,(1),首端链孔区域：锚起落时常与外板相互碰撞，因此在锚孔,区域的外板必须加厚。有些船上设置锚穴，则在锚穴下方的外,板需加厚，其结构形式可参阅图,2,3,。,(2),尾端螺旋桨区域：螺旋桨运转时，会产生流体的附加力载荷,和振动，因此在螺旋桨上方的外板必须加厚。此外，与尾柱连接,的外板。轴毂处的包板以及尾轴托架支撑固定处的外板也需加厚。,这些区域的外板厚度不得小于船中的外板厚度。,三、外板的布置,船体外板通常是在肋骨型线图和外板展开图上布置的。,外板的边接缝,在确定外板的边接缝时，应考虑到甲板平台、纵桁、纵骨和内底边板等纵向构件的布置情况。板的边接缝与纵向构件的焊缝应避免重合或形成过小的交角，否则会影响焊接的质量。若纵向构件与外板边接缝的交角小于,30,时，应调整接缝改为阶梯形，如图,2,4,所示。此外，板缝布置与纵向构件在很长一段距离中平行时，其间距应大于,50,毫米。,外板的排列须充分利用钢板的规格，尽可能呈矩形布置，以减少钢板的剪裁。边接缝的数目与钢板宽度有关。采用宽度较小的钢板会增加板列的数目，使焊缝增多，施工麻烦。但是，对于型线曲率较大的首尾端或小型舰船上，若采用宽度较大的钢板，会造成加工和装配的困难。目前，我国造船用钢板的宽度一般为,1200,1800,毫米。,外板的排列应力求整齐美观，特别是在水线以上部分的舷侧板，应尽可能与甲板边线平行，并保持相同的宽度伸至船的两端。在首尾端，由于肋骨围长减小，外板板列的数目也要相应地减少。若不减少板列数目而将钢板的宽度减小，这样将使焊缝密集，增加船体的变形；同时，将每块钢板的宽度剪裁得很小，则对板料的利用也不经济。,为了避免上述缺点，通常是在首尾端将外板板列数目减少，而把原有的两列板并成一列板。并板的形式一般有下列两种：,(1),双并板：用加宽的列板代替相邻两列板，,如图,2,5(a),所示。,(2),齿形并板：两相邻列板的端接缝在不同肋距内,中断，而并板接缝不宜设于外板的主要列板上,或影响美观的地方。通常使平板龙骨、舭列板,和舷顶列板的宽度保持不变，而将水线以下,的外板进行并板。,外板的端接缝,从强度观点来看，外板的端接缝比边接缝的质量要求更高，因为当船舶总纵弯曲时,端接缝恰好位于横剖面上，承受总纵弯曲应力，如果焊接质量不能充分保证，将会产生不良后果,在确定外板的端接缝时应考虑到建造工艺上船体分的布置情况，同时又充分利钢板的长度。各列板的端接缝应力求布置于同一横剖面上，这样将有利于减少装配和的工作量，广泛采用自动焊接，并且容易控制焊接变形。,外板的端接缝应尽可能布置于,1/4,或,3/4,肋距处，因为板在该处的局部弯曲应力最小，并对端接缝避免承受弯曲变形有利。外板各列钢板的长度可根据具体情况而定。通常在窗中部分取长些，而在首尾端刚取短些。这样，一方面由于中部船体被划为平面分段，与另一列板形成阶梯形接缝，如图,2,5(b),所示。,分段不妨取得长些，而在首尾被划为立体分段，重量较大，则分段应取短些；另一方面，由于船体中部的型线曲度不大可以充分采用长的钢板，而在首尾端型线曲率的变化较大，采用较短的钢板则便于加工。目前，我国造船用钢板的长度一般为,6,10,米。,图,2,6,所示为某沿海货船首部的外板展开图，它具体地表示了外板的结构，标出钢板的边接缝，端接缝、分段对接缝及纵横构件的位置。,图,2,6,外板展开图,第二节 甲板板,一、甲板的名称,船舶的主体部分设有一层或几层全通甲板。小型船舶仅设一层甲板，而大型船舶根据使用要求往往设置二层或多层贯通全船的连续甲板。按自上而下的顺序分别称为上甲板,(,即最上层连续甲板,),、第二甲板，第三甲板等。,甲板是纵向连续的，而平台甲板是局部间断的，仅设于部分舱室中。,甲板板由许多块钢板并合焊接而成，钢板的长边通常沿船长方向布置。与舷侧邻接的一列甲板板称为甲板边板。,二、甲板的形状,为了减少上浪及迅速排除积水，船舶的上甲板沿纵向和横向都做成曲线或折线的形状。首尾窄中部宽，船长方向中部低于首尾端，船宽方向中间高于两舷。,上甲板边线沿纵向向首尾端升高的曲线称为舷弧。,上甲板沿横向的拱形称为梁拱，如图,2,7,所示。一般采用曲线形的舷弧和梁拱居多，梁拱高度取为甲板宽度的,1,100,1,50,。非露天的甲板和平台可做成平直的结构。,图,2,7,甲板的舷弧和梁拱,三、甲板板的受力,1,、总纵弯曲：上甲板是船梁的上翼板，承受总纵弯曲应力,2,、横向载荷：上甲板承受上浪水压力或甲板货物等的载荷。,下甲板和平台等非露天甲板的载荷则视甲板的使用情况而定。,四、甲板板的作用,甲板板与外板和舱壁板共同组成供各种用途的舱室，上甲板作为船体的水密顶板，遮蔽舱室空间，一些船舶的上甲板上也载货。,下甲板和平台甲板分层安置设备和各种装载物。在长江客货船上，通常设有舷伸甲板，以扩大甲板的使用面积。,上甲板通常是强力甲板，参与船体的总纵强度，同时，甲板板一甲板骨架一起承受并传递各种横向载荷。,下甲板和平台甲板则主要保证局部强度。,为了让人员、机器及装载物等出入船舱，在甲板上设有各种大小不同的开口，如机场口、货舱口、人孔、梯口等。,五、甲板板的厚度分布,1,、在各层甲板中，上甲板在保证船体总纵强度中的作用最大，故较其它下层甲板为厚。,2,、沿船长方向，上甲板参与船舶总纵弯曲时，中部受力最大，故在船中,0.4L,区域内,甲板板应厚些，且保持厚度相同，向首尾两端则逐渐减薄。,3,、沿船宽方向，甲板边板首尾连续，参与总纵弯曲，且经常积水易受腐蚀，是上甲板中最厚的一列板。,4,在舱口之间的甲板板，由于被舱口切断，不参与总纵弯曲，其厚度较薄 。,强力甲板：,1,、强力甲板的最小厚度应不小于,6(mm),。,2,、在船中,0.4L,区域内的强力甲板边板的最小宽度应不小于,500+6.8L(mm),。,3,、强力甲板边板端部的最小宽度应不小于船中宽度的,65%,。,为了保持甲板边板与舷顶列板之间结构连接的合理性，这两列板的厚度不能相差过大。如果在露天钢甲板上铺设木板，且这些,木铺板又能与钢甲板牢固地连接在一起，在此情况下，钢甲板的厚度可减薄,1,毫米；甲板上的木铺板厚度一般取,40,60,毫米。,六、甲板板的布置,某沿海货船上甲板的布置如图,2,8,所示。甲板板的长边沿船长方向布置，且平行于甲板中线。甲板边板因需保持一定的宽度，故沿舷边呈折线形状。在首尾端，由于甲板宽度减小，甲板板列的数目也要相应地减少，有时就将钢板沿横向布置。此外，在大开口之间也可将钢板沿横向布置。甲板板的端接缝不宜设于大开口的四角，因为该处是应力集中区域，板缝与舱口应至少相距,500,毫米。此外，甲板板排列时也应注意甲板上、下构件的位置，避免使板缝与这些构件相重合或太接近，一般要求两者的间距大于,50,毫米。在铺设木板的露天甲板上，每条木铺板应在横梁处用螺柱固定于钢甲板上,.,图,2,8,甲板板的布置,七、甲板开口处的加强及甲板间断处的结构,1,甲板开口处的加强,甲板上的开口破坏了甲板的结构连续性，使甲板的横剖面面积沿船长方向出现突变，当船舶总纵弯曲时，在甲板开口的角隅处将产生严重的应力集中现象。由于中部,0.5L,区域以内是船体的主要受力区域，故必须对一些开口给予加强或补偿；而在该区域以外的开口处，则可把加强措施适当减弱或不予补偿。,甲板上的人孔开口，应做成圆形或长轴沿船长方向布置的椭圆形，以缓和应力集中的程度。,矩形大开口的长边通常沿船长方向布置。由于大开口的角隅处应力集中较严重，故角隅应做成圆形、椭圆形或抛物线形。圆形角隅的半径不得小于开口宽度的,1/20,，当为抛物线形或椭圆形,时，应符合图,2,9,的规定。圆形开口时，应按图,2,10,（,1,）或（,2,）的形式。但对于舱口围板处未设置甲板纵桁者不小于,1,10,。如果甲板伸进舱口围板内，圆形角隅的最小半径为,300mm;,如果舱口围板以套环形式与甲板内缘焊接时，圆形角隅最小半径为,150mm,。同时，在开口角隅处的甲板板要用加厚板或复板给予加强。加强板的厚度应较甲板板厚增加,4,毫米。如果舱口的角隅采用椭圆形或抛物线形，则可不必将角隅处的甲板板加厚。,图,2,9,抛物线或椭圆形开口的形式,图,2,10,圆形开口的加强,(1),(2),2.,甲板间断处的结构,上甲板以下的各层甲板如在机舱，货舱等处被切断，这些甲,板尽管对保证船体总纵强度的作用不大，但因甲板间断处的结,构连续性被破坏，在甲板突变的地方可能产生应力集中，导致,结构破坏。因此，在甲板间断处应增设舷侧纵桁,在过渡处用尺,寸较大的延伸肘板加以连接。,对于平台甲板的末端，同样采用尺寸较大的弧形肘板逐渐延,伸过渡。该弧形肘板的长度应延伸几个肋距，如图,2,11,所示。,图,2,11,平台甲板末端处的结构,八、舷边连接,1,、角钢铆接,优点：可阻止甲板裂缝延伸到舷侧,缺点：工艺复杂，尤其是首尾处舷边与甲板不成直角，且每个肋位角度不同，因其优点特殊，至今还延续用在大船上。,改进型：用扁钢代替角钢,2,、圆弧舷板连接,优点：是甲板和舷侧的应力顺利过渡，刚度大，,舷边不易变形。,缺点：减少甲板有效面积，甲板上流下来的水容易事舷侧板变脏。,圆弧舷板连接多在中部采用，逐渐向首尾过渡成尖角。,主要应用在大型油船的中部。,3,、舷边直接焊接,优点：施工简单。,缺点：不