探討船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

摘 要：船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是近年來(lái)我國(guó)自主研發(fā)的項(xiàng)目之一，依靠先進(jìn)的建造理論和國(guó)內(nèi)外的設(shè)計(jì)實(shí)例，結(jié)合日漸發(fā)展的信息技術(shù)能夠通過(guò)立體、綜合的方式展現(xiàn)設(shè)計(jì)觀念和結(jié)構(gòu)，文章對(duì)船體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出建議和方法。

關(guān)鍵詞：船體；結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)

船體的設(shè)計(jì)要依據(jù)實(shí)際使用要求，設(shè)計(jì)之初要做好調(diào)查工作，建立符合預(yù)算、實(shí)用性要求的具體方案，以相應(yīng)的技術(shù)手段滿(mǎn)足。

一、分析船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的主要要求

船體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，主要是考慮了使用性能這一主要的參考，因此，這就要求在充分保證船體結(jié)構(gòu)的安全性能之下，進(jìn)一步地美化船體的外觀，在船體設(shè)計(jì)中，安全是一個(gè)主要的問(wèn)題，只有保證了船只安全的航行，才能將船體所承載的利益充分的保證，同時(shí)還能夠更好的保證船體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固的理念，所以在船體結(jié)構(gòu)的建構(gòu)中，一方面要充分的保障各個(gè)方面都能夠符合力學(xué)的原理，另一方面還需要充分參考實(shí)際情況，例如航海條件、天氣以及水文條件等因素影響，從而使得設(shè)計(jì)出的船體既能夠應(yīng)對(duì)出航中各種極端天氣，又能夠在結(jié)構(gòu)中充分保證承重性，在這一條件下，使得船體的外形設(shè)計(jì)能夠更好地配合航行中各種動(dòng)力要求，此外，還需要考慮實(shí)用性的問(wèn)題，這是從設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，將各種設(shè)計(jì)參數(shù)充分納入?yún)⒖嫉捏w系中，例如船體、甲板以及船艙等，在設(shè)計(jì)中需要根據(jù)船體的實(shí)際裝載而選擇一個(gè)合理的設(shè)計(jì)方案，保證其既能良好地容納預(yù)計(jì)貨物或者是的人員，同時(shí)又能夠使得船體提供一個(gè)安全舒適的環(huán)境。

二、分析船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中基本內(nèi)容

（一）初步設(shè)計(jì)。在船體的初步設(shè)計(jì)中，需要對(duì)其中的規(guī)劃方案加以具體化，其中主要包括了對(duì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的分析以及設(shè)計(jì)框架的構(gòu)建，在建立的初期主要是運(yùn)用基本圖紙把預(yù)想凸顯出來(lái)，從而形成一個(gè)草稿圖，然后根據(jù)預(yù)案以及設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行選擇其中的材料、部件型號(hào)以及建立預(yù)算，最后形成一個(gè)預(yù)算報(bào)告。

（二）詳細(xì)設(shè)計(jì)。在船體設(shè)計(jì)的前期，主要考慮的是對(duì)設(shè)計(jì)框架大體預(yù)想，其中需要將細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)進(jìn)行處理，從而使得船體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中能夠符號(hào)依照相關(guān)，最終獲得審批意見(jiàn)，而在這個(gè)過(guò)程中需要充分考慮船體建造中的細(xì)節(jié)[，然后再次明確材料的型號(hào)，從而形成一個(gè)符合設(shè)計(jì)系統(tǒng)的方案。

（三）生產(chǎn)設(shè)計(jì)。這主要是對(duì)船體設(shè)計(jì)中將方案付諸實(shí)踐的過(guò)程，即就是生產(chǎn)要求，以及在施工中所需要使用的材料和注意事項(xiàng)，從而使得材料能夠在施工詳細(xì)解釋中符合設(shè)計(jì)的圖紙以及施工方案。

三、船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具體實(shí)施過(guò)程

船體結(jié)構(gòu)一般情況下是在設(shè)計(jì)初期就進(jìn)行分體、分段加以細(xì)致構(gòu)建，其中還有一部分是多重部件之間的組合，因此，在船體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，需要實(shí)現(xiàn)一體化的目標(biāo)是目前設(shè)計(jì)水平難以達(dá)到的，并且在一體化中還是會(huì)在局部出現(xiàn)問(wèn)題，所以需要對(duì)船體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分段處理，在分段中，需要充分地考慮其中各個(gè)要素之間的組合以及連接的問(wèn)題，這對(duì)于船體中小規(guī)模的設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)是較為容易實(shí)現(xiàn)，而對(duì)于船體結(jié)合中的分段設(shè)計(jì)，則需要實(shí)施一個(gè)有機(jī)體分段，在首尾、上下結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行有效拆分以及組建，同時(shí)還需要將一體性的技術(shù)加以?xún)?yōu)化，從而更好地統(tǒng)籌船體的總體結(jié)構(gòu)；再者就是充分考慮船體中關(guān)于負(fù)荷性能和船體之間的構(gòu)造、重量以及材料內(nèi)部的性能關(guān)系，同時(shí)，在結(jié)構(gòu)方面還需要對(duì)出航條件進(jìn)行有效考慮，以免發(fā)生海上負(fù)面的影響，其中船體的自身質(zhì)量屬于一個(gè)十分關(guān)鍵性的因素，因此，在設(shè)計(jì)與規(guī)劃中，需要進(jìn)一步對(duì)船體結(jié)構(gòu)加強(qiáng)銜接與加工，使得船體質(zhì)量以及結(jié)構(gòu)也方面保持一個(gè)動(dòng)態(tài)化的過(guò)程，這有利于船體結(jié)構(gòu)對(duì)載荷能力加以測(cè)算，同時(shí)還充分地考慮航限制性的條件。

四、對(duì)船體結(jié)構(gòu)的分析

船體結(jié)構(gòu)中一個(gè)基本結(jié)構(gòu)的分析，主要是針對(duì)其中的板以及型材加以組合的分析，這又被稱(chēng)為板架結(jié)構(gòu)，而根據(jù)船體結(jié)構(gòu)的位置以及做用，可以進(jìn)行人為分成一個(gè)若干的板架，例如船底的板架、甲板的板架以及舷側(cè)板架等，經(jīng)過(guò)船體梁的分析得到，甲板與船底板架之間就相當(dāng)于船體梁中的上、下冀板，而其中的舷側(cè)板架則相當(dāng)于船體梁中的腹板，它們具有不同的作用，而在骨架排列中，其方式也具有不同，通常情況下，可以將其分成兩個(gè)部分，一部分是縱骨架式，另一部分是橫骨架結(jié)構(gòu)，在大型船舶的設(shè)計(jì)中，需要根據(jù)船體的實(shí)際結(jié)構(gòu)中所承重的要求而調(diào)整相關(guān)船體的架構(gòu)方式，在甲板以及底部設(shè)計(jì)中，主要采用的縱向架式，它能夠更好的承重骨架，其所具有的支撐力也能夠更好地增加船體中安全的性能，而板材的要求也滿(mǎn)足船體基本受力的要求，同時(shí)，在極端情況下，需要進(jìn)一步的考慮其中承重的上限以及船舷的問(wèn)題，因此在這個(gè)過(guò)程中，需要根據(jù)實(shí)際的設(shè)計(jì)進(jìn)行橫向結(jié)構(gòu)方式的采用，從而保證其受力的均勻以及載重性，在橫向設(shè)計(jì)中，還可以體現(xiàn)出優(yōu)點(diǎn)，即占用的空間較小，從而能夠使得船體結(jié)構(gòu)中獲得更大艙容，而對(duì)于其中的工程船，在上甲板中比較宜于使用的是橫骨架式的結(jié)構(gòu)，其中需要主要的情況如下表1所示。

因此對(duì)于船體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)而言，在船底的結(jié)構(gòu)中，比較易于擱淺的部分或者是其中的艙內(nèi)，需要承擔(dān)大量的貨物時(shí)，這時(shí)就要考慮到艙底中的護(hù)板，可以通過(guò)增加船底板的厚度加以保護(hù)，而對(duì)于其中舷側(cè)的結(jié)構(gòu)型式，主要是由橫艙壁的間距以及甲板之間的距離而定的，當(dāng)其中的距離較小時(shí)，則需要考慮應(yīng)用橫骨架式，其中比較重要的是對(duì)于冰區(qū)的航行就顯得十分重要。

五、結(jié)語(yǔ)

由于我們?cè)僭O(shè)計(jì)中嚴(yán)格遵守以上所述的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則及結(jié)構(gòu)處理工藝，目前沒(méi)有發(fā)現(xiàn)整體或局部振動(dòng)以及結(jié)構(gòu)安全缺陷。并具有布置合理，艙容利用率高。因此只要我們這幾上予以重視，建造質(zhì)量上加強(qiáng)監(jiān)督，工藝上認(rèn)真處理，在結(jié)構(gòu)上會(huì)得到一個(gè)滿(mǎn)意的效果。

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