6型船体结构形式--双向加筋板船体结构

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1、内河高速船的新型船体结构形式———双向加筋板船体结构张征波高级工程师中国船级社武汉规范研究所［!"##$$］摘要本文通过对内河高速船的双向加筋板船体结构试验及计算分析的研究，为制订规范提出新型船体结构形式的建议。关键词船舶高速船双向加筋板船体结构中图分类号%&&$’(系，组成主船体立体刚架；在纵横强力构件之间采用!前言双向加筋板结构组成平面板架。这种结构形式能较近年来，水上高速船（高性能船）运输发展迅猛，好地处理结构重量与船体强度、刚度、振动及工艺之我国内河及沿海水域已不断涌现各类高速船，如：单间的矛盾。体高速船、气垫船、水翼船

2、、地效翼船、小水线面双体船体结构中板的重量占&#)!*#)，减小板的船等，其中单体高速船由于其经济性好，且具有较高厚度对减轻结构重量效果显著，但由此会引起板的灵活性及适应性，故被广泛用作客船、货船及工作稳定性、局部强度、局部振动性态下降，焊接变形增船。大。在设计中采用双向加筋板格结构，其纵、横筋之高速船为提高航速，除增加船舶主机功率和提间的板格尺寸较之传统的板格尺寸小，在满足板的高推进效率外，主要靠减少水的阻力。而要降低船稳定性、局部强度、局部振动性态的前提下，可以选舶航行时的阻力，最简单的办法就是减轻船体的重择较薄的板厚，以减

3、轻船体结构重量。量。由于目前国内外高速船规范中推荐的结构形式为控制船舶的初始投资，提高船舶综合性能指均为纵骨架式，而这种新的结构形式和规范推荐的标以赢得营运市场，一种采用新型船体结构形式结构形式不同，故部分构件尺寸无法按现有规范确———双向加筋板船体结构的钢质消波型高速船舶应定。设计中多根据设计者的经验预选有关构件，再运而生。采用有限元方法进行强度校核。这既给设计者带来营运实践证明，双向加筋板结构是一种较好的诸多不便，亦带有较多的人为因素。结构形式，它可以较大幅度地减轻船体结构重量，并为使该新型船体结构形式具备安全、可靠并更较为

4、成功地处理了重量与强度、刚度、振动及工艺性趋合理，故研究中，在分析规范有关要求的基础之间的矛盾。上［(］，引入该新型船体结构形式，且其强度、刚度水目前，这种结构形式已在近百艘高速船上得到平不低于规范相应要求。广泛应用，并经受了实船营运的试验，最长达十余#双向加筋板格结构模型试验研究年。为促进高速船发展，对此种新型船体结构形式进行进一步的理论及试验研究，并纳入规范，已具备［$］$’(结构模型及试验了相应的实船基础，并具有极大现实意义。为深入了解单向及双向加筋板格结构应力分布规律，结合内河规范推荐主要结构形式，运用相似理"双向加筋板

5、船体结构论设计了三种典型结构试验模型，其矩形框架模型钢质单体高速船由于其船型为细长体，其长深边缘平面尺寸均为(###++,&##++，其中：比!／"较大，且基于稳性的需要，将甲板落舱，更模型"———单向纵筋，间距(-#++,"道，见导致主船体刚度下降。为此，这类船舶结构设计中，图(；在等强度（刚度）前提下，在主船体结构中，采用设置模型#———单向横筋，间距$-#++,"道，见若干纵横框架，并以强力构件正交节点处的支柱维图$；万方数据$$$##!年第$&卷第(期张征波：内河高速船的新型船体结构形式———双向加筋板船体结构模型!——

6、—双向加筋，纵向加筋间距!"#$$的最大应力；模型"是模型!的’(#0倍，模型#是%&道；横向加筋间距’"#$$%&道，见图&；模型!的#(2&倍。模型!的局部强度优势显而易并对上述结构模型进行了系列的局部强度试见。验。&）由表!中可见，模型!钢料最重，与模型"、#分别相差/3、!.3，但在等强度前提下，模型!的板厚可以减薄，从而使其结构重量反比模型"、#轻。1）由于模型!的板格尺寸比模型"、#小，故其板的固有频率相对提高；另外，其4方向的承压能力也较模型#强。因此，从板的稳定性、局部振动等方面进行考察，模型!较之模型"、#更具

7、有综合优图!模型"简图势。综上所述，双向加筋板结构是一种较为优良的结构形式。#双向加筋板结构计算分析研究&(!双向加筋板结构计算模型!）如上述，在采用双向加筋板船体结构时，船主图"模型#简图体一般为主体框架结构。即：在船舶主体中，由强横梁、强肋骨、实肋板及相应肘板组成横向框架；由甲板纵桁、龙骨、垂直桁组成纵向框架；全船由若干纵、横框架及支柱所构成的立体框架结构。在纵横强力构件（如龙骨与肋板、甲板纵桁与强横梁等，且在强力构件交接处设有支柱）为周界的板上，沿纵向和横向分别设置若干根加强筋组成双向加筋板结构。在图#模型!简图这样的立体

8、框架支持下，双向加筋板的周界可以处理为刚性边界。’(’试验结果及分析经对结构模型进行系列试验，并将试验结果与’）由于在船体中，纵横框架构成了双向加筋板有限元计算比较（见表!），其测试值与有限元计算的边界，因此，横向框架的间距即为加筋板的纵向长度!，纵向框架的间距