规范法设计及应力集中

时间：2025-04-03

第四章船体结构规范法设计

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§5.1

规范法设计的基本考虑

一、建造规范的产生、发展和作用1) 18世纪40年代以前，所有的船舶都凭经验建造，也经历了带有巨大损失的尝试。后来，通过对建造实绩和航行经验的总结与提高，逐渐形成了造船所应遵循的规范。 2) 1723年俄罗斯政治家——彼得大帝颁布了“关于按照新的船样建造河船”的条例。在此条例中规定了船体的基本构件。———规定建造规范的初步措施 3)1760年成立了世界上第一个船级机构——英国劳氏船级协会。起初，船级协会的主要工作是制订船舶登记册，载有关于入级船舶的船体和轮机状况。 4)1835年才出现第一本船级协会颁布的《建造规范》,该规范系英国劳氏船级协会出版。

目前，世界上比较主要的船级社：中国船检局(中国船级社CCS)、美国船检局(ABS)、英国劳氏船级社 (LR)、德国劳氏船级社 (GL)、日本海事协会 (NK)、法国船级社(BV)、挪威船级社(DNV)、意大利船级社(RI.N.A)、俄罗斯船舶登记局(RS)

船级社主要职责：规范监督船的建造，并允许船舶正式“入级”,给它们所登记的船办各种国际协定所要求的证书；此外，还对使用中的船舶作定期检查，以确定这些船是否仍保持在“级”内。

建造规范也为航运、造船相关的制造业和保险业服务1)经过“入级”登记的船，符合公认的健全的建造标准，就等于告诉运货人他并没有冒险脱离实际的风险； 2)船的入级有助于保险公司判断隐含着的危险性质。

二、规范法设计的基本步骤1)根据对母型船的调查研究和所设计船的特殊要求，分析所设计船的船体强度要求，选择合适的建造规范。 2)根据型线图和总布置图，绘制中剖面图、基本结构图和肋骨线型图等草图，并进行结构构件的初步布置。 3)按规范计算船体主要构件的尺寸，边计算、边绘图、边完善初始的结构布置方案。

规范法设计的一般流程图母型船设计船的特殊要求船体强度建造规范

总布置图

主要构件计算书

结构的布置基本结构图肋骨线型图

中剖面图

型线图

确定结构尺寸的一般顺序1)首先选择合适的结构型式，确定肋骨间距(与总体设计师协商决定)。 2 )然后，可按外板、甲板、船底骨架、舷侧骨架、甲板骨架及支柱、舱壁、首尾柱、首尾结构、上层建筑及甲板室、机炉座、总纵强度校核等顺序，查规范公式进行计算，并最后选定结构尺寸，此时，反复也是不可避免的。 3 )还要注意，规范规定的尺寸是保证船舶安全可靠的最

低标准，最后选定的尺寸还要根据船舶的实际使用要求而适当调

整。

三、建造规范的选用在结构设计之前所要做的准备工作： 1)首先要根据设计船的建造材料、航行区域及类型等选择合适规范。 2)规范一经确定，还要检验所设计船是否满足该规范的适用范围。一般规范都在船舶尺度与主要尺度比值和船型及船体的

型式两大方面规定了规范的适用范围。规范基本上是船舶建造经验和航行经验的总结，现有规范不可能脱离已有的造船实践，这也是应用现有规范的最大局限性。

四、结构布置的一般原则和规定结构合理布置，将直接影响船体结构的强度、重量及工艺性等。

一般原则：1)结构的整体性原则 2)受力的均匀性和有效传递原则 3)结构的连续性和减少应力集中原则 4)局部加强原则

基本规定：各规范对结构布置都有一些具体规定。例如：《海船规范》、《河船规范》关于散货船的结构布置一些基本规定如表5-1所示。

五、船体构件的材料级别的钢级由于温度的降低(甚至在常温上),低碳钢的断裂方式也可由“正常的”韧性转变为脆性。大量研究确定：钢材可根据断裂的起始、扩展和止裂的性质来表征。我国《海船规范》将一般船体结构划分为A、B、D、E等四

个钢级。在常温下，当船长大于等于90m时，船体结构用钢应符合表 5-2的要求。当船长小于90m时，船体结构用钢一般可以使用 A/AH钢级。为了防止断裂，全船不同部位的船体构件按其所承受的应力情况分为3个类别，即次要类、主要类和特殊类。

§4.2规范对船体纵向强度的要求《海船规范》对船长大于 65m的船舶，规定船中基本剖面模数W0不小于下式计算值：

W0= CL2 B (Cb+ 0.7)对上述W0值，在1类航区内航行的船舶减小5%;在2类航区航行的船舶减小10%;在3类航区内航行的船舶减小15%。

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