主要构件

更新时间:2022-10-26 13:41

主要构件(primary member)是指其自身失效将导致相关构件失效,并危及承重结构系统工作的构件。在船体结构上,主要构件有:甲板、中桁材、外板等。

甲板结构件

纵向构件

①甲板纵桁。甲板纵桁是甲板结构中,沿船长方向布置的纵向强构件,常用剖面尺寸较大的组合T形材制成。甲板纵桁作为横梁的支点,可以减小横梁的尺寸,同时起着保证甲板纵向强度和力的传递作用。

沿舱口边的纵桁称为舱口纵桁。为了避免装卸货物时磨损起货吊索,舱口纵桁通常采用组合角钢,纵桁面板应偏向舷侧一边,并在腹板与面板的交角处焊一圆钢。

②甲板纵骨。甲板纵骨是纵骨架式甲板结构中采用的纵向构件,通常用球扁钢或不等边角钢制成。甲板纵骨参与总纵强度,能增加甲板板的稳定性,同时承受甲板上的横向载荷。

横向构件

甲板结构中的横向构件统称为横梁。横梁除了支持甲板,承受甲板上货物、机器与设备的重力及上浪时水压力外,同时还支撑舷侧,并与肋骨及肋板组成横向框架共同抵抗船体的横向变形。

横梁按其设置位置和剖面尺寸大小分为:

①普通横梁(deck beam)。普通横梁是横骨架式甲板结构中的主要构件,常用不等边角钢制成,也有用球扁钢的。

②半梁(half beam)。舷侧至舱口边的横梁称为半梁,半梁的剖面尺寸与横梁相同,因此也称为普通半梁。它的一端与舱口纵桁用肘板相连,另一端用梁肘板与主肋骨连接。

③强横梁(web beam)。强横梁是在纵骨架式甲板结构中采用的主要横向构件,用于支持甲板纵骨,保证横向强度。在纵骨架式甲板上,一般每隔3~5个肋距装置一强横梁。在机舱和尾尖舱区域内,强横梁应设置在舷侧强肋骨的肋位上。强横梁常用组合T形材,它不仅保证横向强度,而且还作为甲板纵骨的支点。强横梁的腹板上开切口让纵骨穿过,并设防倾肘板。

④舱口端横梁(hatch end beam)。布置在舱口前后端的强横梁称为舱口端横梁。

肘板(knee)

横梁与肋骨和甲板纵桁必须用肘板牢固连接,以便相互传递作用力,并增加节点处的刚性。横骨架式甲板结构中有许多处肘板,有连接横梁与肋骨的梁肘板(beam knee)、连接横梁与甲板纵桁的防倾肘板等。

当舷侧为横骨架式时,在不设强横梁的肋位上,肋骨上端须装置达到最靠边一根甲板纵骨的肘板,如图1所示,其中,图1中(a)为肘板与肋骨对接;图1中(b)为肘板与肋骨搭接。

中桁材

中桁材(center girder)又称中底桁或竖龙骨。位于船体双层底中线面内的纵向竖板。中桁材的下面与平板龙骨、上面与内底板的中央列板垂直连接,构成工字形结构,是船体结构的重要构件。中桁材一般整体连续,其上不得开孔。中桁材有时用两道平行的底桁材做成箱形结构,此时称箱形中桁材。以下为其主要应用结构。

横骨架式双层底结构

横骨架式双层底结构为机舱部位的横骨架式双层底结构(图2),它由底板、内底板、中桁材、旁桁材肋板等构件组成,这种结构一般应用在中小型船舶上。

中桁材是重要的纵向强力构件,除在首尾端可以间断外,在船舶中部都是连续的。中桁材通常为水密结构,可减轻双层底舱内自由液面的影响。旁桁材则在肋板处间断,其上开有人孔或减轻孔,上缘的通气孔和下缘的流水孔可供空气和液体流动。肋板是设在每一个肋位的底横向构件,对保证船体的横向强度和局部强度起重要作用。肋板分水密肋板、开有人孔或减轻孔的实肋板以及由钢板和型钢制成的组合肋板三种。水密肋板将双层底舱分隔成不同用途的各类液舱。

纵骨架式双层底结构

大型干货船散装货船集装箱船油船的中部均采用纵骨架式双层底结构(图3)。强度相同时,其结构重量小于横骨架式。数量较多的底纵骨和内底纵骨在水密肋板处断开,并用肘板与之连接。

近年来,大型船舶双层底中部多采用箱形中桁材以代替普通中桁材。两平行桁材构成的箱形结构作为各种管路的通道,俗称管弄。

外板

外底板和舷侧板合称为船体外板,外板的布置如图4所示。构成外板的钢板,其长边沿着船长方向布置,形成纵向的一长列,称为板列;相邻板列间的接缝称为边缝或纵缝;同一板列上各张钢板之间的接缝称为端缝或横缝。各板列根据不同的位置进行命名,在船底中心线上的一列板称为平板龙骨或龙骨底板,龙骨底板两侧的板列称为龙骨翼板,自龙骨底板开始到舷顶列板,各列板习惯上分别以大写英文字母K、A、B、C…表示,龙骨底板简称为K板;沿舭部转角处布置的一列板称为舭列板,简称舭板;与上甲板连接的最上一列板称为舷顶列板或舷侧顶板,舷顶列板称为S板。在这三列板之间分布着其他各列外板,底部列板称为船底列板,两舷列板称为舷侧列板,分别简称为底板和侧板。

不同部位的各列外板,由于总纵弯曲时受力情况的不同,和营运过程中腐蚀程度的不同,其厚度是不同的。大中型船舶,同一列外板的厚度一般在船中部0.4L范围内保持不变,然后向两端逐渐减小。由于龙骨底板在船舶建造、坞修时承受较大的墩木支承力,又位于船底易受积水腐蚀,其厚度大于其他各列底板,且其宽度在全长范围内保持不变。出于总纵强度的考虑,舷顶列板也厚于其他各列舷侧板。

外板的某些特殊部位受力较大、有各类开口或易于腐蚀磨损,也需要适当加厚,如机舱区域、船首锚链孔区域,船尾螺旋桨区域及抗冰区域等。

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