钢结构局部强度计算

钢结构局部强度计算 目 录绪 论 . 41 强度的分类 . 42 载荷的分类 . 43 构件变形的分类 . 54 许用应力与安全因数 . 5第一章 杆件的强度和稳定性计算 . 71.1 型材剖面要素的计算 . 71.1.1型材带板 . 71.1.2 型材剖面模数与惯性矩的计算 . 71.2拉杆和短粗压杆的强度设计 . 91.2.1 危险点的位臵 . 91.2.2 强度设计 . 91.3 压杆的稳定性计算 . 101.3.1细长杆的稳定性计算 . 101.3.2中小柔度压杆的稳定性计算 . 111.3.3 压杆的稳定性计算 . 121.4 杆件抗弯强度计算 . 131.4.1强度要求 . 131.4.2常见形式的型材受力分析 . 13第二章 板的强度计算 . 162.1 板的分类 . 16-1- 2.2 刚性板的应力计算 . 162.2.1均布载荷板内最大正应力的计算 . 16第三章 区域详细设计 . 193.1 外板设计 . 193.1.1 船底板 . 193.1.2平板龙骨 . 203.1.3舭列板 . 203.1.4舷侧外板 . 203.1.5舷顶列板 . 223.2甲板设计 . 223.2.1强力甲板 . 223.2.2甲板边板 . 233.2.3下层甲板 . 233.2.4甲板外载荷 . 243.2.5甲板横梁的剖面模数W不小于下式计算所得值 . 253.2.6甲板纵桁 . 263.2.7甲板纵骨 . 263.3舱壁设计 . 273.3.1水密舱壁 . 273.3.2非水密舱壁设计 . 303.4舷侧骨架设计 . 303.4.1 标准间距sb . 30-2- 3.4.2 横骨架式舷侧骨架设计 . 303.4.3纵骨架式舷侧骨架设计 . 31附录一 常用型材规格表 . 35表1 球扁钢 . 35表2 不等边角钢 . 36表3 不等边不等厚角钢 . 39表4 管形钢质支柱 . 41表5瑞典（INEXA）公司球扁钢 . 45表6 挪威（FUNDIA）公司球扁钢 . 47附录二 肘板尺寸 . 49表7 肘板尺寸 . 49附录三 参考文献 . 50 -3- 绪 论船体结构设计内容是：选择合适的结构材料和结构形式，决定结构的尺寸和连接方式；在保证结构具有足够强度和安全性的前提下，使其具有最佳的技术经济性和美观性.影响船体结构强度(结构安全性)的因素主要有两方面：载荷效应和材料性能. 长期以来，结构的安全性衡量标准都普遍采用确定性的许用应力法.该法以预先规定的某一计算载荷为基础，利用结构剖面中的计算应力与许用应力相比较来检验强度是否足够.0.1 强度的分类船体结构强度，按作用范围可分为：总强度、区域强度（甲板强度、舱壁强度、底板强度等）和局部强度.船体结构强度，按作用形式可分为：纵向强度、横向强度和扭转强度. 0.2 载荷的分类1. 作用在船体结构上的载荷，按其对结构的影响可分为：总体性载荷和局部性载荷.a) 总体性载荷：是指引起整个船体变形或破坏的载荷和载荷效应.例如：总纵弯曲的力矩，剪力，应力及纵向扭矩b) 局部性载荷：是指引起局部结构，构件的变或破坏的载荷.例如：水密试验的压力，设备不平衡造成的惯性力，局部振动等.另外，货物，油，水等重力及舷外水压(静水或波浪)既能引起引起局部结构和构件的变形或破坏，又能引起总纵弯曲，扭转甚至船的断裂.2. 作用在船体结构上的载荷，按载荷随时间变化的性质可分为：不变载荷，-4- 静变载荷，动变载荷和冲击载荷.a) 不变载荷：是指在作用时间内不改变其大小的载荷.例如：静水载荷(包括静水压力，货物压力，静水弯矩等)，水密试验时的水压等. b) 静变载荷：是指载荷在作用时间内有变化，但其变化的最小周期超过该受力结构的固有震动周期若干倍，又称准静态载荷.例如：波浪载荷，液体货物的晃动压力，航行中的甲板上浪等.c) 动变载荷：是指在作用时间内的变化周期与所研究的结构响应的固有振动周期同阶.例如：螺旋桨引起的脉动压力，局部结构的强迫(机械)震动等.d) 冲击载荷：是指在非常短的时间内突然作用的载荷.例如船底砰击（见图）. 0.3 构件变形的分类当构件的承载能力不能满足载荷对其产生的应力时，该构件的存在形式会产生变化.一般情况下可以分为：屈服和断裂.屈服分为压缩、拉伸和扭转变形. 0.4 许用应力与安全因数许用应力是由材料本身决定的.比如说钢的密度7.85(g/cm3)，抗拉强度sb=1.03GPa，弹性模数E=2.1102 GPa.极限应力：材料丧失正常工作能力时的应力sjx，称为极限应力.塑性材料的极限应力为其屈服点ss.脆性材料的极限应力为其抗拉（压）强度sb.许用应力：为保证构建安全工作，需有足够的安全储备，因此把极限应力除-5- 以大于1的安全因数n作为材料的许用应力，记作s，即s=n sjxsssbl对于塑性材料：s=ns；对于脆性材料：s=nb. 式中ns为屈服安全因数，nb为断裂安全因数.一般取ns=1.21.5；nb=2.02.3. 许用切应力：脆性材料t=（0.81.0）s韧性材料t=（0.50.8）s-6- 第一章 杆件的强度和稳定性计算1.1 型材剖面要素的计算1.1.1型材带板船体结构中大多数骨架都是焊接在钢板上的，当骨架受力发生变形时，与它连接的板也一起参加骨架抵抗变形。因此估算骨架的承载能力，也应把一定宽度的板计算在骨架剖面中，即作为它的组成部分来计算骨架梁的剖面积，惯性矩和剖面模数等几何要素，这部分板称为带板或附连翼板。带板有效面积：A=10fbt (cm)式中：f=0.3(L/b)2/3，但是不大于1;b主要构件支撑面积平均宽度，m;L主要构件的长度，m;t带板的平均厚度，mm.此外法国，挪威等国家的规范规定：计算带板时要考虑相邻构件的影响. 常见的型材带板面积见附录一1.1.2 型材剖面模数与惯性矩的计算剖面对中和轴的惯性矩为：ff2f1f2+(f1+f2)+I=f1+f2+f 型材面板的剖面模数为：If4f2-2f1+fW1=h(f1+)h162f2+f型材带板的剖面模数为：-7- If4f1-2f2+f=h(f2+)h262f1+f W2=式中，剖面中和轴至参考轴的距离为：hh1=f1+f2+f f2+f规律：1. 只要剖面高度h不变，增加带板面积虽然可以增加剖面模数，但增加得极为缓慢，就是说带板的变化对剖面模数影响不大，而且从节约材料（经济）的观点来看，也不是上选。2. 增加不对称型材最小剖面模数的最有效办法是增加腹板高度；或者腹板高度不变时，增加小翼板的剖面积。常见截面的剖面模数可参考表1-1和附录一（常用型材规格表以及其他材料手册）。表1-1常见截面的惯性矩和抗弯截面系数表-8- 1.2拉杆和短粗压杆的强度设计1.2.1 危险点的位臵一般来说危险点是指危险截面上具有最大应力的点。杆件在轴向拉伸或压缩时，最大轴力所在截面或尺寸最小的截面都可能是危险截面。由于拉压杆横截面上的正应力是均匀分布的，所以危险截面上的任何一点都是危险点。1.2.2 强度设计如图所示，当构件受到纵向拉伸或压缩时，该构件的强度校核标准为：FNmax 强度满足. AFmax = Nmax 强度不满足，需要加强。 Amax = 当次要区域结构受到不变载荷时：-9- smax-ss100%5% 强度满足，可以不做加强.式中：FN max最大载荷，N；A受力构件最小横截面积，mm2；max最大工作应力N/ mm2；许用应力一般在静载情况下，杆件的抗拉强度要小于抗压强度。1.3 压杆的稳定性计算1.3.1细长杆的稳定性计算细长压杆往往在因强度不足而破坏以前，就因为它不能维持直线形状而失去正常工作能力。这是和强度问题截然不同的一类问题，即稳定性问题。压杆丧失其直线形状的平稳而过渡为曲线形状的现象，称为丧失稳定，简称失稳。这种使压杆直线状态的平衡开始由稳定转变为不稳定的轴向压力的极限值，称为压杆的临界载荷，用Fcr表示。由欧拉公式可得：p2EI2Fcr=(ml)式中：系数m称为长度因数；I压杆失稳时截面对其中性轴的惯性矩；E弹性模量GPa.（一般低碳钢取值200220；合金钢取值190220）压杆在临界载荷作用下，其横截面上的平均应力称为压杆的临界应力，用scr表示，即-10- Fcrp2EI=scr=A(ml)2A几种常见的细长中心压杆的临界载荷与长度因数见表1-2表1-2常见的细长中心压杆的临界载荷与长度因数支持两端固定方式一端固定两端铰支一端铰支一端固定 一端自由挠曲轴形状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因为压杆截面的惯性的惯性半径p2El=i，则有scr=l2 令ml式中l称压杆的柔度，或细长比，l越大，即杆越细长，则临界应力越小，压杆越容易失稳。lp=p令即细长杆。Esp，则只有llp时，欧拉公式才成立.这类压杆称为大柔度杆，1.3.2中小柔度压杆的稳定性计算当压杆的l为scr=a-bl。lp，但大于某一界限值lS时，称其中柔度杆.其临界应力公式-11- 式中a，b为与材料性能有关的常数，单位为MPa。几种常用材料的a，b值见表1-3.表1-3常用材料的a，b材料Q235钢 sb372MPa ss235MPab/MPa a/MPa 304 461 577 980 332.2 3731.12 2.568 3.744 5.296 1.453 2.14lp100 55 50lS61.6 0 0MPa ss306MPa 优质碳素钢sb471硅钢 sb510MPa ss353MPa铬钼钢 铸铁 强铝直线公式也有一定的适用范围，即压杆的临界应力不超过材料的屈服点ss(塑性材料)或抗拉强度sb（脆性材料）。例如，对于塑性材料，在使用直线公式时，则要求scr=a-blss 或la-ss=lsbl所以，lslp就是直线公式的有效适用范围。对于脆性材料，只需用sb代替ss，就可以得到脆性材料适用直线公式的最小柔度值。1.3.3 压杆的稳定性计算F稳定条件Fcrsscrnw 或 nw式中nw为稳定安全因数，见表1-4。金属结构中的压杆磨床油缸活塞杆表1-4 常见的安全因数 高速发机床丝精密丝动机挺杆 杆杆低速发动机挺杆实际 压杆 水平长丝杠 冶金设备压杆-12- nw 1.83.0 25 25 2.54 4 4 46 481.4 杆件抗弯强度计算1.4.1强度要求max = Mmax W式中：W剖面模数(W=I/h)，mm;I中和轴的惯性矩，mm4； h危险点到中和轴的距离； M力矩(M=FL)；F力，N；L力臂。1.4.2常见形式的型材受力分析表1-5 常见形式的型材受力分析条件 简 图两端自由支持 要素R1=-p(b/L)，R2=-p(a/L)跨度内受集x=a，Mmax=-Pab/L中应力 x=L/2，Mmax=-PL/4R1=R2=-Q/2M=-0.5QL(x/L-x2/L2)x=1/2，Mmax=0.125QL 跨度内受均布载荷 -13- 部分跨度受均布载荷跨度内某段受均布载荷一端受集中应力两端受集中应力 受均布载荷跨度内受集中应力 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-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)/2两端刚性固定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/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 板的强度计算2.1 板的分类船体的平板一般受到两种类型的载荷，一是垂直于板面的横向载荷，它导致板发生弯曲；二是作用在板平面内的载荷，即板平面内的拉力或压力。在这两种载荷作用下，板的剖面上将产生两种应力。作用在板平面内沿板厚度均匀分布的应力称为悬链应力a，或称为中面应力。沿板厚为线性分布的应力称为弯曲应力b。板内总应力即为两者之和，如图2-1所示。 图 2-1按照板在弯曲时所形成的应力状态的特征，可将板划分为：1. 刚性板：是指弯曲时悬链应力可以忽略的板，又称为 "绝对刚性板"；2. 有限刚性板：是指弯曲时悬链应力与弯曲应力可以比拟，同时计及这两类应力的板为 "柔性板"；3.以将弯曲应力忽略不计的板. 2.2 刚性板的应力计算2.2.1均布载荷板内最大正应力的计算垂直于x 轴剖面上下表面的正应力(N/mm2)：1=6M1/t2垂直于y轴剖面上下表面的正应力(N/mm2)：2=6M2/t2式中：M1板中心处平行y轴的剖面上的最大弯矩M2板中心处平行x轴的剖面上的最大弯矩M1和M2的取值可参考：承受均布载荷钢板弯曲要素表2-1；2-2；2-3。-16- 表2-1 四周自由支持的板 (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 0.0501 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 0.1246 0.371 0.14220.03750.12500.371表2-2 四周刚性固定的板 (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 0.0193 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，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 0.343 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 两对边自由支持，两对边刚性固定的板 ab ab(ab，) 22M1 k1pb k10.0332 0.0370 0.0401 0.0426 0.0446 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 k20.0244 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 由表格数据可知，局部结构的强度是否满足要求，主要取决于以下几点： 1. 保证板格在载荷作用下具有足够强度：材料的选择。作用于板上的载荷导致板开始屈服，并不标志板的承载能力丧失或破坏。板可能承载比这大几倍的载荷，然后才以任意一明显方式破坏，或其变形大得不可容许。而扶强材的承载能力一般要比板低的多，并且作用在板上的力大多会传到扶强材上，所以板的极限破坏几乎不可能发生。2. 板格的比例。如果作用在板格上的载荷导致扶强才的屈服，这时就需要调整板格比例（增加加强筋）。-18- 第三章 区域详细设计3.1 外板设计船体外板由平板龙骨、船底板、舭列板、舷侧列板和舷顶列板等组成.海船规范将外板划分为中部0.4L、离船端0.075L以及中间过渡部分三大区域，并按横骨架式和纵骨架式分别给出了最小厚度计算值.3.1.1 船底板船底板是指由平板龙骨至舭列板之间的外板。在海船中部0.4L区域 （mm）t2=7.0s(d+h1Fb （mm）2. 船底为纵骨架式时t1=0.043sE-1(L+230)Fb （mm）t2=5.6sd+h1)Fb （mm）式中：s肋骨间距和纵骨间距，m。计算时，取值不小于（0.0016L+0.5）m；d吃水，m；L船长，m，计算时，横骨架式L不大于200m，纵骨架式L不大于190m；h1h1=0.26C，计算时取值不大于0.26d;C系数，C=0.0412L+4, 当L90m 时C=10.75-(300-L3/2), 当90L300m 100-19- s2EE=1+2，其中S为船底桁材或龙骨间距，m; SFb折减系数，Fb=sb，sb为龙骨处的总纵弯曲应力，N/mm2，ss弯曲许用应力，N/mm2；对于外板应不小于0.7，对于船长小于65m的船舶Fb=1。3.1.2平板龙骨平板龙骨的厚度规范规定不小于船底板的厚度加2mm。并同时规定，平板龙骨的宽度b应在整个船长 (mm)式中L为船长，m。另外，平板龙骨的宽度不必大于1800mm。3.1.3舭列板舭列板厚度均应不小于相邻的船底板厚度.当船底和舷侧采用纵骨架式且舭部不设纵骨时，该处的横向强力构件或相当舭肘板的间距S不超过下值t2t （mm） S=810Drr6式中：D型深，m；r舭部半径，mm；t舭列板厚度，mm，应满足于tr/165，tt1。其中t1是与舭列板相邻船底板的厚度，mm。3.1.4舷侧外板舷侧为横骨架式时，船中部0.4L区域（mm）-20- t2=4.2sd+h2 (mm)2. 距基线（1/4）D以下（舭列板除外）时，应不小于下值t1=0.072sE-1(L+110)Fb （mm）t2=6.3s(d+h1)Fb (mm)3. 距基线（1/4）D以下和距基线（3/4）D区域（mm）t2=4.2sd+h2 (mm)2. 距基线（1/4）D以下时，应不小于下值t1=0.06s(L+110)Fb （mm）t2=5.4sd+h1)Fb (mm)上述各式中：s肋骨或纵骨间距，m，计算时，取值不小于（0.0016L+0.5）m； d吃水，m；L船长，m.计算时，不大于200m；h2 h2=0.5C，计算时取值不大于0.36d;Fb、h1、C同前s2EE=1+2，其中S为舷侧纵桁间距，m; SFd折减系数，Fd=sd，sd为甲板处的总纵弯曲应力，N/mm2，s为弯s曲许用应力，N/mm2；对于甲板应不小于0.7，对于船长小于65m的船舶Fb=1.-21- 3. 距基线（1/2）和距基线（1/4）D以上时，板厚t用t1=0.085sE-1(L+110)Fd （mm）t2=1.05s(L+75 (mm)纵骨架式 t1=0.06s(L+110)Fd （mm）t2=0.9s(L+75 (mm)2. 船中0.4L以外的舷顶列板.逐渐过渡到端部的舷侧外板厚度。3. 舷顶列板的宽度不小于b=800+5L (mm)，但不必大于1800mm。3.2甲板设计甲板包括强力甲板、甲板边板与下层甲板等。3.2.1强力甲板1. 在船中0.4L区域 （mm）t2=1.05sL+75 (mm)纵骨架式 t1=0.06s(L1+110)Fd (mm)t2=0.9s(L+75 (mm)式中：s横梁或纵骨间距，m，计算时取值不小于（0.0016L+0.5）m;L1=船长L，m，计算取值不必大于200m;-22- Fd-折算系数；s2E=1+2S，其中，S为甲板总桁间距，m。当甲板开口宽度小于0.4B时，则开口边线外强力甲板的厚度，在满足剖面模数要求下，可适当减薄.2. 在开口边线以 （mm）式中符号意义同前，值得一提的是，对离穿端部0.075L区域 (mm)在离船端0.075L区域及开口边线 (mm)式中s为横梁或纵骨间距，m计算时取值不小于（0.0016L+0.5）m;-23- 2. 第三甲板和平台甲板的厚度应不得小于t=0.9s(L+753.2.4甲板外载荷作用于甲板板架上的货物、设备、人员等横向载荷，是甲板骨架设计的计算载荷，规范把这种各层甲板上所受的横向载荷通常以计算压头高度h 来表示.h0=1.20+2100+3L(-150)1000D-d (m) 1. 露天强力甲板计算压头高头式中：L-船长，m;D-型深，m;d-吃水，m.2. 其他位臵甲板计算压头高度，按表3-1选取表3-1 不同位臵甲板计算压头甲板名称与位臵 计算压头/m距艏垂线0.075L以前的露天强力和艏楼甲纵桁、强横梁h0+3，纵骨、横梁1.5 h0 板距艏垂线0.075L0.15L以前的露天强力和纵桁、强横梁h0+2，艏楼甲板 纵桁、横梁1.25h0距艉垂线0.075L以后的露天强力和艉楼甲纵桁、强横梁h0+1，纵骨、横梁1.1 h0 板露天强力甲板装载甲板货区域： 0.49p+0.3(4.81p+0.3) 距艏垂线0.075L以前 0.37p+0.3(3.63p+0.3) 距艏垂线0.075L0.15L之间 0.14p+0.3(3.63p+0.3) 距艏垂线0.15L以后 0.14p，但不小于甲板间的平均高度 货物甲板船舶仓库 2.0机舱平台、修理间、机舱物料间 2.60居住甲板 1.20上层建筑甲板 1.0居住甲板和上层建筑甲板的露天部分 增加（h0-1.2）注：（1）表中p为设计负荷（Kn/m2），当装载率v大于0.72m3/t时，对应的甲板计算压头高度应乘以v/0.72；-24- （2）货物甲板舱口盖上的计算压头高头，取h=Hs-1.0，但不小于甲板间高。Hs为舱口盖板至上一层甲板的舱口围板上缘的距离，m；（3）对于船长小于90m的船舶，艏艉端区域的甲板纵桁和甲板强横梁计算压头高度可作适当减小，但不得小于相同位臵的纵骨或横梁的计算压头高度.3.2.5甲板横梁的剖面模数W不小于下式计算所得值W=C1C2Dd+C3shl2 (cm3)2WBshl对于露天甲板 (cm3)式中，C1系数，由横梁所在区域甲板（包括桥楼和艉楼甲板）的总层数决定，见表3-2；表3-2 系数取值表层数 C11 22 1.333 1.054 0.93艉楼甲板 1.33C2 ，C3系数，见表3-3表3-3 系数取值表甲板位臵距艏垂线0.075L以前的露天，强力甲板和艏楼甲板距艏垂线0.075L0.15L露天，强力甲板和艏楼甲板距艏垂线0.15L露天，强力甲板和艏楼甲板短桥楼和艉楼甲板 货物甲板及其他 生活区甲板C2 0.8 0.8C3 0.54B与舷侧相连接的衡量：0.36B，其他横梁0.33B 同上 0.54同上 0.140.40 4.0 0.52 4.0D型深，m; d吃水，m;B船宽，m; 当B大于21.5m时，取21.5m; s横梁间距，m; l横梁跨距，m;-25- h计算压头高度，m3.2.6甲板纵桁甲板纵桁是纵向强构件，并作为横梁或强横梁的刚性支座.其剖面模数不小于下值：W=4.75bhl2 (cm3)式中，b甲板纵桁支撑面积的平均宽度，m;h甲板的计算压头高度，m；l甲板纵桁跨距，m.当甲板纵桁受集中载荷时，还应不小于下式所得值：W=0.102CPl (cm3)式中：P集中载荷，kN；C系数，按表3-4选取，其中a为P的作用点至纵桁两支点间较远的距离，m；l甲板纵桁跨距，m.表3-4 系数Ca/lC 0.94 1.44 0.90 3.36 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甲板纵骨甲板纵骨一般用扁钢或球扁钢制成。露天、强力甲板纵骨剖面模数不小于下值：W=C1shl2 （cm3)W=C2sh+C3sl2L210-4 （cm3)式中：s纵骨间距，m；-26- h甲板计算压头高度，m； l纵骨跨距，m.C1 ，C2 ，C3 系数，按表3-5确定。 表3-5 甲板纵骨剖面模数计算系数C1 ，C2 ，C3 甲板纵骨位臵 区域 C1 C2 距艏垂线0.075L以前 12.5 63.5 距艏垂线0.075L0.15L 12.5 57 距艏垂线0.15L处 开口线外 9 48.5开口线7.5 40序号 12 3 4 5 6 7C3 7.8 7.2 6.2 5.5 5.5 - 5.5 5.5 5.5注：该处甲板纵骨的剖面模数W可由船中部和端部甲板纵骨的剖面模数作直线过渡决定。货物甲板纵骨剖面模数W不小于下式计算所得值：2W=2.5shl+0.6sL （cm3) 当船长L90m时，2当船长L90m时，W=5shl （cm3)3.3舱壁设计3.3.1水密舱壁水密横舱壁的设臵需要满足船舶抗沉性和强度的要求，水密纵舱壁沿船长方向布臵，一般平行于纵中剖面.其强度要求如下：1. 平面水密舱壁板的厚度t应不小于按下列式计算所得值：t=4.2sh （mm），且不小于5.5mm s扶强材间距，m；-27- h在舷侧处由列板下缘量到舱壁甲板的垂直距离，m，但不小于2.5m.2. 平面水密舱壁扶强材的剖面模数W应不小于按下列式计算所得值： W=Cshl2 （cm3)式中：s扶强材间距，m；h在舷侧处由扶强材跨距中点量到舱壁甲板的垂直距离，m，但不小于2m； l扶强材跨距，m，当设有桁材时，为扶强材末端与桁材之间或桁材与桁材之间的距离；C系数，按照下面情况选取：当扶强材端部不连接或与无扶强材的板直接连接时，C=6；当扶强材端部用肘板连接；扶强材端部直接同纵向勾结搭接；扶强材端部直接同纵骨架势甲板板（或（cm3）I=2.5Wl （cm4)式中，b由桁材支撑的面积的宽度，m；h在舷侧处，由桁材跨距中点处量至舱壁甲板的垂直距离，m，但不小于2m；l桁材跨距，m。-28- 桁材腹板高度应不小于被支撑舱壁扶强材腹板高度的2.5倍，腹板厚度不得小于舱壁板在桁材处的厚度，面板厚度应不大于腹板高度或面板厚度的35倍.4. 槽形舱壁船舶的平行中体、型线变化不大的舱壁较适宜应用槽形舱壁，槽形舱壁的剖面形状通常分为矩形、梯形、三角形和弧形等.以下介绍应用最为广泛的梯形剖面. 槽形尺寸之间应符合下列关系要求dwt(a+b/3)Chl2 （mm）式中：h在舷侧处由槽形跨距中点量到舱壁甲板的垂直距离，m，但不小于2m；l槽形跨距，即支撑点之间的距离，m；a,b,S,dw,t如下图所示： C系数，按表3-6取值。槽形斜面部分与平面部分的夹角x40。当槽形舱壁跨距超过15m时，在跨距中点处应设臵隔板。 槽形舱壁板的厚度t应符合平面的水密舱壁板厚度t的要求，且应符合下式要求ta/70 (mm)，式中，a取值如上图。表3-6槽形舱壁端部固定情况系数C 上端直接与内底板连接 直接同甲板连接 5.04 甲板上有对应连接件 3.84-29- 有对应支撑 5.04 3.843.3.2非水密舱壁设计非水密支撑舱壁的舱壁板厚应不小于s/80 mm，s为扶强材间距，单位为mm。其最小厚度在下层货舱（mm）式中：L为船长，但不大于200m3.4.2 横骨架式舷侧骨架设计1. 主肋骨主肋骨的剖面模数W不小于甲板肋骨间距，且不小于下式计算值W=Cc1sdl2 （cm3）式中 s肋骨间距，m；d-吃水，m；0.65dC=D1.45-l 2+c1系数，当L90米时，取1.05；当L90米时，取1；-30- D型深，m；l肋骨跨距，m，不小于D2. 强肋骨强肋骨的剖面模数W应不小于下式计算值：W=5shl2 （cm3）式中：s强肋骨间距，m；l强肋骨跨距，m；h强肋骨跨距中点至船中部上甲板边线的垂直距离，m；3. 舷侧纵桁舷侧纵桁的剖面模数W应不小于下式计算值：W=7.8bhl2 （cm3）式中：b舷侧纵桁支撑的宽度，m；l舷侧纵桁跨距，m；h舷侧纵桁跨距中点至船中部上甲板边线的垂直距离，m；3.4.3纵骨架式舷侧骨架设计纵骨架势舷侧主要由舷侧纵骨、强肋骨组成.舷侧纵骨舷侧纵骨的剖面模数W应不小于下式计算值W=9shl2 （cm3）式中，s纵骨间距，m；l纵骨跨距，m；h纵骨至船中部上甲板边线的垂直距离，m；-31- 纵骨架式强肋骨强肋骨的剖面模数W应不小于下式计算值W=10shl2 （cm3）式中，s强肋骨间距，m；l强肋骨跨距，m；h强肋骨中点至船中部上甲板边线的垂直距离，m； 3.5上层建筑设计3.5.1上建甲板骨架设计（1）甲板板艏楼甲板厚度应不小于下值t=(0.02L+6)s-tcsb （mm）式中，L船长m，取值不大于100m；s-甲板纵骨或横梁间距，m，计算时取值不小于sb；sb甲板纵骨或横梁的标准间距，m.可根据规范取值.tc对于上建或甲板室（mm）式中，C系数，在第一层，C=5.5；在第二层，C=5.0；在第三层，C=4.5