外板和甲板板学习教案

外板和甲板外板和甲板(jibn)板板第一页，共41页。第1页/共41页第二页，共41页。第2页/共41页第三页，共41页。第3页/共41页第四页，共41页。第4页/共41页第五页，共41页。第5页/共41页第六页，共41页。二、外板厚度的分布二、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。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为了在保证强度的前提下减轻(jinqng)结构重量，外板厚度沿船长结构重量，外板厚度沿船长方向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。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厚度沿船长方向也要相应地变化，一般说来，在船中变化，一般说来，在船中0.4L区区域内，外板的厚度较大，离首尾域内，外板的厚度较大，离首尾端端0.075L区域内的外板较薄些，区域内的外板较薄些，在两者之间的过渡区域，其厚度在两者之间的过渡区域，其厚度可由中部逐渐向两端过渡，如图可由中部逐渐向两端过渡，如图22所示。所示。 图图22 外板厚度沿船长方向外板厚度沿船长方向(fngxing)的分布的分布第6页/共41页第七页，共41页。 为了保证船舶进坞或搁浅时的局部强度，以及考虑锈蚀，磨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。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。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底板厚2040；舷顶列板与上甲板相连接，又起着舷侧与甲；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板之间力的传递作用，故应比其它舷侧板约厚30。 局部加强局部加强 对于对于(duy)有些局部区域的外板，尚需局部加强。这些区域大有些局部区域的外板，尚需局部加强。这些区域大致如下：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板需加厚，其结构形式可参阅图23。第7页/共41页第八页，共41页。第8页/共41页第九页，共41页。 (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。此外和振动，因此在螺旋桨上方的外板必须加厚。此外(cwi)，与尾柱，与尾柱连接连接的外板。轴毂处的包板以及尾轴托架支撑固定处的外板也需加厚。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。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。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，应调整接缝改为阶时，应调整接缝改为阶梯形，如图梯形，如图24所示。此外所示。此外(cwi)，板缝布置与纵向构件在很，板缝布置与纵向构件在很长一段距离中平行时，其间距应大于长一段距离中平行时，其间距应大于50毫米。毫米。第9页/共41页第十页，共41页。第10页/共41页第十一页，共41页。 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困难。目前，我国造船用钢板的宽度一般为12001800毫米。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，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；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；同时同时(tngsh)，将每块钢板的宽度剪裁得很小，则对板料的利用也不，将每块钢板的宽度剪裁得很小，则对板料的利用也不经济。经济。第11页/共41页第十二页，共41页。 为了避免上述缺点，通常是在首尾端将外板板列数为了避免上述缺点，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：般有下列两种： (1)双并板：用加宽的列板代替相邻两列板，双并板：用加宽的列板代替相邻两列板， 如图如图25(a)所示。所示。 (2)齿形并板：两相邻列板的端接缝在不同肋距内齿形并板：两相邻列板的端接缝在不同肋距内 中断，而并板接缝不宜中断，而并板接缝不宜(by)设于外板的主要列板设于外板的主要列板上上 或影响美观的地方。通常使平板龙骨、舭列板或影响美观的地方。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。的外板进行并板。第12页/共41页第十三页，共41页。2.外板的端接缝外板的端接缝 3. 从强度观点来看，外板的端接缝比边接缝的质量要求更高，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，同时又充分利钢板板(gngbn)的长度。各列板的端接缝应力求布置于同一横剖面上的长度。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，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。易控制焊接变形。 4. 外板的端接缝应尽可能布置于外板的端接缝应尽可能布置于1/4或或3/4肋距处，因为板在该处肋距处，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。外板各列钢板列钢板(gngbn)的长度可根据具体情况而定。通常在窗中部分取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，如图面分段，与另一列板形成阶梯形接缝，如图25(b)所示。所示。5. 第13页/共41页第十四页，共41页。 分段不妨取得长些，而在首尾被划为立分段不妨取得长些，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，我国造船用钢板的长度一般为610米。米。 图图26所示为某沿海货船首部的外板展开所示为某沿海货船首部的外板展开(zhn ki)图，它具体地表示了外板的结构，图，它具体地表示了外板的结构，标出钢板的边接缝，端接缝、分段对接缝及标出钢板的边接缝，端接缝、分段对接缝及纵横构件的位置。纵横构件的位置。 第14页/共41页第十五页，共41页。 图26 外板展开(zhn ki)图第15页/共41页第十六页，共41页。第16页/共41页第十七页，共41页。第17页/共41页第十八页，共41页。图图27 甲板甲板(jibn)的舷弧和梁拱的舷弧和梁拱第18页/共41页第十九页，共41页。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(huw)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。第19页/共41页第二十页，共41页。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(ki ku)，如机场口、货舱口、人孔、梯口等。第20页/共41页第二十一页，共41页。 五、甲板板的厚度分布五、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，、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。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、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，故在船中0.4L区域内区域内,甲板板应厚些，且保持厚度相同，向首甲板板应厚些，且保持厚度相同，向首尾尾(shuwi)两端则逐渐减薄。两端则逐渐减薄。 3、沿船宽方向，甲板边板首尾、沿船宽方向，甲板边板首尾(shuwi)连续，参与总纵弯曲连续，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。，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，其厚度较薄厚度较薄 。 第21页/共41页第二十二页，共41页。强力甲板强力甲板(jibn)：1、强力甲板、强力甲板(jibn)的最小厚度应不小于的最小厚度应不小于6(mm)。2、在船中、在船中0.4L区域内的强力甲板区域内的强力甲板(jibn)边板的最小宽度应不小于边板的最小宽度应不小于500+6.8L(mm)。3、强力甲板、强力甲板(jibn)边板端部的最小宽度边板端部的最小宽度应不小于船中宽度的应不小于船中宽度的65%。第22页/共41页第二十三页，共41页。 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。如果在露天板的厚度不能相差过大。如果在露天(ltin)钢甲板上铺设木板，且钢甲板上铺设木板，且这些这些 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可减薄1毫米；甲板上的木铺板厚度一般取毫米；甲板上的木铺板厚度一般取4060毫米。毫米。第23页/共41页第二十四页，共41页。六、甲板板的布置六、甲板板的布置 某沿海货船上甲板的布置如图某沿海货船上甲板的布置如图28所示。甲板板的所示。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域，板缝与舱口应至少相距500毫米。此外，甲板板毫米。此外，甲板板排列时也应注意甲板上、下构件的位置，避免排列时也应注意甲板上、下构件的位置，避免(bmin)使板缝与这些构件相重合或太接近，一般要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求两者的间距大于50毫米。在铺设木板的露天甲板毫米。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上，每条木铺板应在横梁处用螺柱固定于钢甲板上.第24页/共41页第二十五页，共41页。 图图28 甲板甲板(jibn)板板的布置的布置第25页/共41页第二十六页，共41页。七、甲板七、甲板(jibn)开口处的加强及甲板开口处的加强及甲板(jibn)间间断处的结构断处的结构1甲板甲板(jibn)开口处的加强开口处的加强 甲板甲板(jibn)上的开口破坏了甲板上的开口破坏了甲板(jibn)的结构连续性，使甲板的结构连续性，使甲板(jibn)的横剖面面积沿的横剖面面积沿船长方向出现突变，当船舶总纵弯曲时，在甲船长方向出现突变，当船舶总纵弯曲时，在甲板板(jibn)开口的角隅处将产生严重的应力集中开口的角隅处将产生严重的应力集中现象。由于中部现象。由于中部0.5L区域以内是船体的主要受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；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。当减弱或不予补偿。 甲板甲板(jibn)上的人孔开口，应做成圆形或上的人孔开口，应做成圆形或长轴沿船长方向布置的椭圆形，以缓和应力集长轴沿船长方向布置的椭圆形，以缓和应力集中的程度。中的程度。 第26页/共41页第二十七页，共41页。 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(bnjng)不得小于开口宽度的不得小于开口宽度的1/20，当为抛物线形或椭圆形，当为抛物线形或椭圆形 时，应符合图时，应符合图29的规定。圆形开口时，应按图的规定。圆形开口时，应按图210（1）或（）或（2）的形式。但对于舱口围板处未设置甲板纵桁者不小于）的形式。但对于舱口围板处未设置甲板纵桁者不小于110。如果甲板伸进舱口围板内，圆形角隅的最小半径。如果甲板伸进舱口围板内，圆形角隅的最小半径(bnjng)为为300mm;第27页/共41页第二十八页，共41页。 如果舱口如果舱口(cn ku)围板以套环形式与甲板内缘焊接围板以套环形式与甲板内缘焊接时，圆形角隅最小半径为时，圆形角隅最小半径为150mm。同时，在开口角隅。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应较甲板板厚增加4毫米。如果舱口毫米。如果舱口(cn ku)的角隅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采用椭圆形或抛物线形，则可不必将角隅处的甲板板加厚。厚。 图图29 抛物线或椭圆形开口抛物线或椭圆形开口(ki ku)的形的形式式第28页/共41页第二十九页，共41页。 图210 圆形开口(ki ku)的加强(1)(2)第29页/共41页第三十页，共41页。 2.甲板间断处的结构甲板间断处的结构 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,在过渡处用尺在过渡处用尺寸较大的延伸肘板加以连接寸较大的延伸肘板加以连接(linji)。 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，如图伸过渡。该弧形肘板的长度应延伸几个肋距，如图211所示。所示。第30页/共41页第三十一页，共41页。图图211 平台平台(pngti)甲板末端处的甲板末端处的结构结构第31页/共41页第三十二页，共41页。八、舷边连接八、舷边连接1、角钢铆接、角钢铆接 优点：可阻止甲板裂缝延伸到舷侧优点：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缺点：工艺复杂，尤其是首尾处舷边与甲板不成直角成直角(zhjio)，且每个肋位角度不同，因其优点，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。特殊，至今还延续用在大船上。 改进型：用扁钢代替角钢改进型：用扁钢代替角钢第32页/共41页第三十三页，共41页。2、圆弧舷板连接、圆弧舷板连接 优点：是甲板和舷侧的应力顺利过渡，刚度大，优点：是甲板和舷侧的应力顺利过渡，刚度大， 舷边不易变形。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。易事舷侧板变脏。 圆弧舷板连接多在中部采用圆弧舷板连接多在中部采用(ciyng)，逐渐向，逐渐向首尾过渡成尖角。首尾过渡成尖角。 主要应用在大型油船的中部。主要应用在大型油船的中部。第33页/共41页第三十四页，共41页。3、舷边直接焊接、舷边直接焊接 优点：施工简单。优点：施工简单。 缺点：不能起止裂作用。缺点：不能起止裂作用。 舷顶列板应高出甲板舷顶列板应高出甲板50100mm，中部和上层建，中部和上层建筑端部不准在高出处开流水孔。筑端部不准在高出处开流水孔。 这种连接形式多用于中小型船，近年来，由于这种连接形式多用于中小型船，近年来，由于(yuy)上甲板和舷顶列板采用质量较好的钢板，加上甲板和舷顶列板采用质量较好的钢板，加上焊接质量的不断提高，大型船也在推广应用。上焊接质量的不断提高，大型船也在推广应用。第34页/共41页第三十五页，共41页。 问题问题(wnt)：1、外板有哪些列板组成？分别用什么代号表示？、外板有哪些列板组成？分别用什么代号表示？2、外板的厚度是如何分布的？、外板的厚度是如何分布的？3、外板边接缝和端接缝的布置要求？、外板边接缝和端接缝的布置要求？4、主船体内有哪些甲板？、主船体内有哪些甲板？5、甲板开口及间断处为什么要采取加强措施？、甲板开口及间断处为什么要采取加强措施？6、甲板舷边连接形式有哪几种？分别用于什么船？、甲板舷边连接形式有哪几种？分别用于什么船？甲板板的厚度是怎样分布的？甲板板的厚度是怎样分布的？第35页/共41页第三十六页，共41页。2009-01-01 船舶(chunb)常识 37 第36页/共41页第三十七页，共41页。第37页/共41页第三十八页，共41页。第38页/共41页第三十九页，共41页。第39页/共41页第四十页，共41页。2009-01-01 船舶(chunb)常识 41 第40页/共41页第四十一页，共41页。