毕业论文《6900M内河干货船结构规范设计》》解读.docx
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毕业论文《6900M内河干货船结构规范设计》》解读
江苏科技大学
本科毕业设计（论文）
学院
专业
学生姓名
班级学号
指导教师
二零一一年六月
南通航运学院专科毕业论文
69.00M内河干货船结构规范设计
Structurespecificationdesignof69.00MInlanddrycargo
ship
随着世界贸易的迅速发展，干货船作为三大主流船型之一，有着巨大的市场需求，而我国在干货船建造方面拥有明显的竞争优势，建设世界造船大国，我们应特别关注干货船市场。
干货船的市场需求空间仍然较大，干货船过剩的风险较小。
本文主要针对69.00m内河干货船进行船体结构规范设计，本船按照《钢质内河船舶建造规范》（2009年）按A级航区的有关要要求进行计算与强度校核。
本船为钢质,在货舱区域设有双舷、双底的干货船，在货舱底部和甲板采用纵骨架式，非货舱区域采用横骨架式结构。
本文的主要内容包括：
1.内河干散货船的发展概况、结构特点，规范设计方法及设计过程中应注意的问题。
2.69m内河干货船结构规范设计计算，及船中货舱区横剖面的弯曲强度校核。
3.典型横剖面图和基本结构图的绘制。
关键词：
干货船；规范设计；横剖面图；基本结构图
Abstract
Astherapiddevelopmentofworldtrade,thedrycargoshipasoneofthethreemajorshiptype,hasahugemarketdemand.Ourcountryhasasignificantcompetitiveadvantageindrycargoshipbuilding,buildingtheworld'slargestshipbuildingcountry,weshouldpayparticularattentiontodrycargoshipmarket.Drycargoshipmarketdemandforspacestilllarger,smallexcessriskofdrycargoship.
Thisarticleismainlydesignedforinlanddrycargoshipof69.00mhullstructurespecificationdesign,thevesselinaccordaneewiththe《steelinlandvesselsconstructionnorms》（2009）asA-levelinrelevanttothecalculationandtherequiredstrength.Thisshipassteel,thecargoareaisequippedwiththedoublehull,doublebottomofthedrycargoship,thebottomanddeckadopttheIongitudinalslotted,non-cargoareausetheskeletonstructure.
Themaincontentsofthisarticleinclude:
1.Theinlanddrybulkcarriersofthedevelopment,structurefeatures,specificationdesignmethodsandpayattentiontotheproblemduringdesignprocess.
2.69minlanddrycargoshipstructurespecificationcalculationanddesign,andshipinthecargoareacross-sectionofbendingstrengthcheck.
3.Mappingofthetypicalmidshipsection,basicconstructionprofileandplan.
Keywords:
drycargoship；specificationdesign；mapofthemidshipsection；mapofbasicconstructionprofileandplan
第一章绪论
1.1干散货船的发展概况
干货船，又称普通货船，是以运载干燥货物为主，也可装运桶装液货的货船，它是最常见的货船，专门用来装运成包、成扎、成箱的干货，所以，它叫干货船。
在干货船上，设置有宽敞的货舱，用于装货；甲板上安装有门式或人字型吊杆及各种类型的起货机械。
普通货船上的上层建筑比较矮小，甲板层数不多，生活设施简单。
在货运船舶中，干货船占有较大比重，排水量从几千吨到几万吨。
我国在20世纪50年代末建造的“东风”号货船，就属于干货船一类。
“东风”号是我国自行设计、建造的第一艘万吨级货船
自从20世纪50年代中期，由遮蔽甲板船发展而来的干散货船技入营运以来，干散货船队经过五十多年的发展，已经成为世界海上运输中一股举足轻重的运输力量。
2003
年世界新船成交量、手持订单量和造船产量三大造船指标突破历史最高纪录，干散货船新船订造量比上一年同期增长24%左右。
在货运船舶中，干货船占有较大比重，排水量从几千吨到几万吨。
干散货船自20世纪50年代中期出现以来，干散货船总体上保持着强劲的增长势头。
在国际航运界中运输占货物运输的30%以上，由于货运量大，货源充足，航线固定，装卸效率高等因素，干散货船的运输能获得良好的经济效益。
干散货船已成为运输船舶的主力军，随着世界经济的发展，干散货船仍将保持较高的增长势头，尤其是大灵便型及灵便型干散货船的需求进一步增加。
随着船舶事业的飞速发展，科学技术，市场经济体制的逐步完善，内河航运需求势头日趋迅猛，内河货运船尤其是小型干货船越来越引起人们的重视，但是很多造船
厂家为了追求效益而减少钢材使用量，在许多结构、构件上都不满足《钢质内河船舶入级与建造规范》要求。
1.2干货船的分类
干货船根据所装货物及船舶结构、设备不同，可分为：
杂货船、干散货船、冷藏
船、多用途船、木材船、集装箱船、滚装船、载驳船、重大件运输船等多种。
其中，杂货船是以运载成包、成捆、成桶等件杂货为主，也可装运某些散装货的干货船。
干散货船是专运散装货的干货船，如运输谷物、矿砂、煤炭等大宗散货等。
多用途船是可运载集装箱、木材、矿砂、谷物或其他杂货等各种货物的干货船。
有的干货船上除了装运货物外，还携载少量旅客，这种普通货船又称客货船。
在我国沿海航行的货船中，就有一批就属于客货船。
1.3结构设计概述
1.3.1.结构设计的依据
船体结构设计通常是在船体总体设计基本完成以后，根据已定的主尺度，型线图，总布置图以及任务书（对船舶用途，航区，建筑形式，甲板层数，主要设备，使用要求等）的要求进行的。
1.3.2.结构设计任务
结构设计的任务是选择合适的结构材料和结构形式，决定全部构件的尺寸和连接方式，在保证足够的强度和安全性等要求下，使结构具有最佳的技术经济性能。
1.3.3.结构设计的方法
1、母型船设计法：
就是按照母型船的结构形式，结果尺寸和航区等，经分析处理设计出新的同类船舶。
2、规范设计法：
目前民船主要采用这种方法进行结构设计，即主要按船舶建造规范进行，辅以必要的强度计算。
这种方法设计简便，一般强度能保证，但规范只能包括一般的运输船舶和通用的结构形式，而对特种尺度的船，特种船舶与特殊形式的结构，仍要按照船舶结构力学的方法进行强度校核。
3、直接设计法：
对规范规定以外的船舶，只有采用直接设计的方法来决定设计船的构件尺寸，目前这种方法还不够完善。
4、近几年来，结构设计由确定性设计逐渐向概率性设计原理过度。
概率设计原理
就是将结构寿命期内影响结构安全和性能的各参数作为随机变量，用概率和数理统计方
法分析结构在使用期内基本满足要求的概率。
1.3.4.规范设计的基本步骤
1、根据型线图，总布置图以及任务书的要求，通过调查研究，总体分析同类船舶在结构上的优缺点，确定结构形式，肋骨间距以及改进措施。
2、船体中部剖面结构设计。
3、根据传统中部剖面与总布置图进行全船结构布置，即绘制基本结构图。
同时完成主要构件计算书。
4、完成其它所有的图纸和文件。
船体中剖面图与基本结构图是全部结构的全局性构想，它集中反映了设计船的结构形式，主要构件尺寸，连接方式与构件布置，是其它结构图的原则依据，但随着设计阶段的深入与发展，结果图的绘制与计算都要不断修改和完善，直至达到最佳。
按规范进行结构设计的一般流程也可用图表示,
-中剖
Ar
结构的整体性原则受力均匀性和有效传递原则结构的连续性和减少应力集中原则局部加强原则
1.4设计成果及存在问题
通过以上对结构设计方法的概述，我们对规范设计有了一定的了解，这次毕业设计主要是规范设计，相信以上概述会对毕业设计有很大的帮助。
由于尚未参加工作，对船体结构的知识仅来源于课本及参考资料，加上对艏艉结构不熟悉，缺乏深层次的认识，因此，本次设计中，本次设计结果难免存在不足与错误。
设计本身就是理论运用到实践的过程，在以后的工作中，随着对全船结构认识的提高，必然能够做出更优秀的规范设计。
第一章69m内河干货船船体结构规范计算书
2.1说明
本船为69m内河干货船，设有二个干货舱，二层甲板室。
本船为双机、双桨、尾机型、首尾为横骨架式单底单舷单甲板、货舱区甲板和双层底为纵骨架式、货舱区舷侧为横骨架式。
主要依据中国船级社颁布的《钢质内河船舶建造规范》（2009）有关要求进行结
构设计计算与校核。
主要尺度
总长Loa69.00m
两柱间长Lbp66.00m
型宽B12.50m
型深D5.30m
设计吃水d4.50m
梁拱0.25m
肋距0.50m
方型系数Cb0.81
L/D=69/5.3=13.02<25,B/D=12.5/5.3=2.36<4.0符合规范要求
2.2航区
长江A级
2.3结构尺寸计算
2.3.1外板、内底板、甲板
2.3.1.1船底外板
根据中国船级社《钢质内河船舶建造规范》（2009）8.3.1.1及2.3.2.1的规定：
船
中部船底板厚度t应不小于按下式计算所得之值：
t=a（：
L：
s）mm
式中：
L——船长，m；
s――肋骨或纵骨间距，m；
a――航区系数，A级航区船舶取a=1；
:
、系数按纵骨架式，由表2.3.2.1选取。
其中：
s=0.5，a=1，:
=0.066，=4.5，=-0.8，L=69m
X=a（：
L：
s）
=1（0.06669+4.50.5-0.8）
=6.004mm
根据《钢质内河船舶建造规范》（2009）831.1的规定：
大舱口船货舱区域的船底
板厚度t应不小于按下式及2.322式计算所得之值：
式中：
t二a（：
L：
s）mm
L船长，m；
其中：
s――肋骨或纵骨间距，m；
a――航区系数，A级航区船舶取a=1；
：
•、：
、系数按纵骨架式，由表8.3.1.1选取。
s=0.5，a=1，：
■=0.05，-=3.9，=1.0，L=69m
ti=a（：
L：
s）
=1（0.0569+3.90.5+1.0）
=6.4mm
根据《钢质内河船舶建造规范》（2009）2.3.2.2
船底板厚度t尚应不小于按下式计算所得之值：
t=4.8s.drmm
式中：
d吃水，m;
s――肋骨或纵骨间距，m；
r半波咼，mA级航区取r=1.25m
其中：
s=0.5，d=4.5，r=1.25m
t2=4.8s、dr
=4.80.54.51.25
=5.57mm
实取船底外板厚度：
t=8mm231.2平板龙骨
得:
根据《钢质内河船舶建造规范》（2009）231.1
平板龙骨宽度b应不小于0.1B=0.112.5=1.25m
实取b=1400mm
与船中部船底板厚度相同。
船中部平板龙骨厚度实取t=9mm
首、尾部平板龙骨厚度实取t=9mm
2.3.1.3舭列板
列板厚度可与船底板厚度相同。
t=t船底板■0.5
6.4+0.5
=6.9mm
实取t=8mm
2.3.1.4舷侧外板
度应不小于船底板厚度的0.9倍
内与船底板厚度相同
实取t=8mm
2.3.1.5舷侧顶列板
船中部舷侧顶列板的厚度应不小于强力甲板边板厚度的0.85倍或舷侧外板厚度增
加1mm,取其大者
根据《钢质内河船舶建造规范》（2009）833.1要求得：
货舱区域舷侧顶列板在强力甲板以下的宽度应不小于0.15D，其厚度不小于强力甲
板边板厚度的0.85倍或舷侧外板厚度增加1mm,取其大者，货舱区域外的舷侧顶列板厚度可逐渐减至首、尾部舷侧外板的厚度。
本船舷侧顶列板实取t=9mm
根据《钢质内河船舶建造规范》（2009）235.1得：
舷侧顶列板在强力甲板以下的宽度应不小于0.1D，且应不小于250mm。
即b_0.1D=0.15.3二0.53m
实取：
b=800mm
2.3.1.6首尾封板
根据《钢质内河船舶建造规范》（2009）2.3.6.1得：
平头型船的首封板厚度应按首部平板龙骨厚度增加1mm，尾封板厚度应与尾部平板龙骨
厚度相同。
实取：
t=9mm
2.3.1.7外板局部加强
根据《钢质内河船舶建造规范》（2009）2.3.7.1要求：
主机座下的船底板，尾轴出口处的外板以及螺旋桨叶梢附近的外板均按船中部船底厚度增加2mm.
本船实取：
t=10mm
根据《钢质内河船舶建造规范》（2009）237.2要求：
锚链筒出口处的外板及其下方的一块外板厚度应增加0.5倍或加等厚复板。
本船设置t=10mm的复板。
2.3.1.8内舷板（纵壁）
根据《钢质内河船舶建造规范》（2009）8.3.4.1要求：
内舷板的厚度应与舷侧外板厚度相同。
本船实取：
纵壁板t=8mm，
2.3.1.9内底板
根据《钢质内河船舶建造规范》（2009）2.3.9.1要求：
内底板的厚度t应不小于船底板厚度的0.8倍：
t1=0.8t=6.4mm
根据《钢质内河船舶建造规范》（2009）2.392要求：
载货部位内底板厚度t尚应不小于按下式计算所得之值：
t=5.5s,hmm
式中：
s――肋骨或纵骨间距，m；
h计算水柱高，m，自内底板上缘量至干舷甲板边线（或舱棚顶板与围壁板
交线）的距离。
其中：
s=0.50m，h=4.60m
t2=5.5s.h
=5.50.54.6
二5.90mm
又根据《钢质内河船舶建造规范》（2009）8.3.5.2要求：
内底板的厚度应t应不小于按以下两式计算所得之值：
t=5.5sh+1mm
t=0.8timm
式中：
s――肋骨或纵骨间距，m；
ti――由8.3.1.1计算所得的船底板厚度，mm；
h――计算水柱高度，m,自内底板上缘量至干舷甲板边线（或舱口围板顶缘）的距离。
其中：
s=0.50m，h=4.60m，ti=6.4mm
t=5.5s一h1
=5.50.5、4.61
二6.90mm
实取：
内底板厚度t=8mm
2.3.1.10甲板
（1）中部强力甲板
根据《钢质内河船舶建造规范》（2009）2.4.1.1要求：
船长大于50m的船舶，其中部强力甲板的最小厚度t应不小于按下式计算所得之值
t=sa（L85）mm
式中：
L——船长，m；
s纵骨间距，m；
a――航区系数，对A级航区船舶取a二1;
其中：
L=69m,s=0.5m
1=sa（L85）
=0.51（6985）
二6.2mm
货舱强力甲板实取：
t=8mm
根据《钢质内河船舶建造规范》（2009）8.3.6.1要求：
货舱区域内甲板边板的厚度t尚应不小于按下式计算所得之值：
t=1.1、L=1.169=9.14mm,
甲板边板实取t=10mm.
货仓区域以外的甲板边板可以逐渐减薄至甲板相同厚度：
首尾部的甲板边板厚度t=8mm
（2）首尾部强力甲板
根据《钢质内河船舶建造规范》（2009）2.4.1.1要求：
首尾部强力甲板的最小厚度应不小于中部的0.9倍：
t2=0.9^=0.96.2-5.58mm
实取t=6mm;首尾甲板实取t=6mm;
⑶舱口角隅加强腹板
根据《钢质内河船舶建造规范》（2009）2.4.1.5要求：
甲板上所有货仓口和机舱口的角隅应为园角，园角半径r应不小于开口宽度的1/10,r小于610mm的舱口角隅,应采用等于甲板厚度1.5倍的加厚板或厚度相等的复板补偿。
根据《钢质内河船舶建造规范》（2009）8.3.6.2要求：
强力甲板上舱口角隅处一般采用园角，其半径r不小于b/20,舱口角隅区域的板厚应较强力甲板增厚50%:
舱口角隅采用圆角，半径R=700mm,实取舱口角隅加厚板t=12mm。
⑷非强力甲板
根据《钢质内河船舶建造规范》（2009）243.1要求：
其他各层非强力甲板厚度一般不小于3.0mm。
平台甲板实取t=8mm。
2.3.2船底骨架
2.3.2.1实肋板
根据《钢质内河船舶建造规范》（2009）262.1要求：
纵骨架式的实肋板间距应不大于2.5m。
根据《钢质内河船舶建造规范》（2009）2.6.1.2要求：
双层底在中纵剖面处高度一般不小于700mm。
纵骨架式的实肋板间距应不大于2.5米。
实取：
实肋板间距为2.0m,即每四个肋位设一个实肋板。
双层底咼度h=700mm。
根据《钢质内河船舶建造规范》（2009）842.2要求：
实肋板腹板厚度应不小于所在部位船底板厚度；
实取：
t=8mm。
根据《钢质内河船舶建造规范》（2009）8.4.2.3要求：
实肋板腹板高度与厚度之比大于100mm时，应在实肋板腹板上设置垂向加强筋，宽度为厚度的8倍，其间距不大于双层底的高度。
实取加强筋一8X70mm
本船实取实肋板8X700
根据《钢质内河船舶建造规范》（2009）8.4.2.5要求：
水密肋板间距应不小于0.3L,其腹板应较实肋板厚度增加1mm,对双舷侧结构船，水密实肋板应与舷侧水密横舱壁在同一肋位上。
实取t=9mm。
2.322中桁材.旁桁材
根据《钢质内河船舶建造规范》（2009）843.2要求：
中桁材应连续贯通，其厚度应为所在部位平板龙骨厚度相同。
根据《钢质内河船舶建造规范》（2009）8.4.3.3要求：
旁桁材由间断板构成，其厚度与所在部位船底板厚度相同，但应不小于相连实肋板厚度。
本船货仓区，设置一道中桁材t=9mm,;两道旁桁材t=8mm。
根据《钢质内河船舶建造规范》（2009）843.4要求：
纵骨架式双层底纵桁材，其高度与厚度之比大于100mm时应设置垂向加强筋，其厚度与桁材的厚度相同，宽度为厚度的8倍，其间距不大于1000mm。
实取：
一8X70mm。
2.3.2.3船底纵骨与内底纵骨
（1）内底纵骨
根据《钢质内河船舶建造规范》（2009）8.4.4.1要求：
货舱区域内底纵骨的剖面模数W应不小于按下式计算所得之值：
23
W=5.8shlcm
式中：
s纵骨间距，m；
l纵骨跨距，m；
h一一计算水柱高，m。
装载金属矿石、非金属矿石或颗粒状货物时按本章8.3.5.1计算。
装载集装箱和杂货时，取内底板上表面量至干舷甲板边线（或舱口围板顶缘）的距离。
其中：
s=0.5m，l=2.0m，h=4.6m。
2
W=5.8shl
船底纵骨除应满足267.1的要求外，其剖面模数尚应不小于内底纵骨剖面模数的0.85
倍；
W>0.8537.35=31.75cm3
根据《钢质内河船舶建造规范》（2009）2.6.7.1要求：
船底纵骨的剖面模数为2.5.6.1计算所得之值的0.8倍;惯性矩符合2.562的规定.
根据《钢质内河船舶建造规范》（2009）2.5.6.1要求,船底纵骨的剖面模数W应不小于按下式计算所得之值：
23
W=Ks（dr）lcm
式中：
K――系数，在船中部K=0.015L+5.6，其中L为船长，船中部以外可逐步递减至0.8K;
s纵骨间距，m；
d吃水，m；
r半波高，m，按本篇1.2.5.1的规定；
l――纵骨跨距，m,取实肋板间距。
式中：
K=0.015L+5.6=6.635,s=0.5m,d=4.5m,l=2m,r=1.25
2
W二Ks（dr）l
-6.6350.5（4.51.25）22
=76.3cm3
W=0.8W=0.876.3=61.042cm3
根据《钢质内河船舶建造规范》（2009）2.5.6.2要求,纵骨剖面惯性矩I应不小于按下式计算所得之值：
I=1.1al2cm4
式中：
a纵骨连同带板的剖面积，cm2
l――纵骨跨距，m,取实肋板间距。
其中:
a=51cm2,l=2m
224
I=1.1al=1.1512=224.4cm
船底纵骨实取：
HP120X300.5,
W=71.12cm3,1=753.14cm4满足要求.
（3）
肋板
板相同.
纵骨在水密肋板处中断时，应用宽度等于2.5倍纵骨高度,厚度与水密肋板相同的肘板与水密肋板连接.
（2009）2.6.8.3要求，纵骨架式双层底的舭部无实肋
板的肋位上应设置与实肋板厚度相同的肘板，并延伸至邻近的船底纵骨和内底纵骨。
2.3.2.4开孔
根据《钢质内河船舶建造规范》（2009）2.6.9.2要求:
实肋板与旁桁材均应开设人孔，开孔位置应沿船长、船宽方向尽量呈直线排列。
孔口边缘距支柱下方肘板趾点或舱壁的水平距离应与小于500mm。
孔边缘应光滑，开孔高度
应不大于双层底高度的一半，开孔宽度应不大于双层底的高度，孔与孔之间的距离应不小于双层底的高度。
若不能满足上述要求，应予以补强。
取人孔实肋板350X450旁桁材400W00
取减轻孔圆•一300
根据《钢质内河船舶建造规范》（2009）2.6.9.3要求：
实肋板与旁桁材上应开设适当的流水孔和透气孔，并应考虑到泵的抽吸率，使自舱内各处的空气管和吸口的水和空气能自由流通。
取流水孔圆R50
取透气孔圆R50
2
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