CN104554627B - 基于压载舱内肋板大开口的宽体双舷侧双层底船舶 - Google Patents

基于压载舱内肋板大开口的宽体双舷侧双层底船舶 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于压载舱内肋板大开口的宽体双舷侧双层底船舶，舷侧和底部包括双层壳体，舷侧内壳与外壳之间间隔设置有竖向结构的肋板。当内壳(1)与外壳(2)距离A大于船宽B的8％时所述肋板上竖向间隔开设的开口面积大于由所述内壳(1)、所述外壳(2)与上下相邻水平桁所围成的立体结构且垂直于船长方向的截面面积的25％。本发明有效的减少焊接工作量和空船重量，提高了钢材利用率；横向与垂向扶强材的布置，以及垂向与横向连接圆弧的半径尺寸，有效地传递了液货与波浪的载荷；横向与垂向扶强材端部采用25°削斜，有效的增加了焊接面积，减小应力。本发明通过合理布置，使有大开口的区域能满足结构强度要求。

Description

基于压载舱内肋板大开口的宽体双舷侧双层底船舶
技术领域
本发明涉及船舶设计，更具体地说，涉及宽体双舷侧船舶中压载舱内肋板的改进。
背景技术
如图2所示，一种宽双舷侧船舶船型的横剖面宽体双舷侧的大体结构，具有宽体双舷侧、双底和倾斜内外底的船舶，更具体的说，其双壳宽度C大于船宽B的8％小于船宽的一半；倾斜内底19和倾斜外底20相互平行，且与水平基线夹角A，10°<A<45°。
本发明主要针对图2中所示船舶做的改进，尤其针对如图2所示双壳距离A(内壳1与外壳2距离)大于船宽B的8％时的船舶，做的改进。
如图1所示，现有技术下一种双舷侧压载舱肋板开口设计的结构示意图，图中由内壳1、外壳2与水平桁3、4围成的肋板结构，设置了水平方向的加强筋15，以及在水平桁4上方设置小开孔16。这种结构尽管满足规范要求，强度评估方便，但存在空船重量较大的问题。
发明内容
本发明涉及双壳船舶的压载舱，更具体地说，涉及双壳船舶内外壳之间的肋板上结构的大开口形式设计。旨在节约钢材的前提下，减少焊接工作量与空船重量；而且通过优化垂向与横向连接圆弧的尺寸，增加了开口面板，避免了在油船的营运过程开口强度不足的问题，从而有效提高钢材利用率的同时，简化了建造、加工工艺，减轻了重量，减少了焊接工作量，达到成本低、强度高的效果。
为了达到上述目的，本发明提供一种基于压载舱内肋板大开口的宽体双舷侧双层底船舶，舷侧和底部包括双层壳体，舷侧内壳与外壳之间间隔设置有竖向结构的肋板。当内壳与外壳距离A大于船宽B的8％时，所述肋板上竖向间隔开设开口，所述开口面积大于由所述内壳、所述外壳与上下相邻水平桁所围成的立体结构的垂直截面面积的25％。此外，所述肋板开口处腹板上设置面板；所述开口两侧与所述内壳与所述外壳之间分别布置第一道垂直扶强材和第二道垂直扶强材；所述开口与上方水平桁之间布置第一道水平扶强材，在第一道水平扶强材与所述面板间布置第三道垂直扶强材和第四道垂直扶强材；所述开口中部，内壳与所述面板和外壳与所述面板之间布置第二道水平扶强材；所述开口与下方水平桁之间布置第五道垂直扶强材和第六道垂直扶强材；其中，所述水平、垂直扶强材端部用25°削斜；大开口垂向与横向连接圆弧的半径R尺寸为15A/100；第一道垂直扶强材与外壳的间距L1大于等于13.5A/100；第一道垂直扶强材和第二道垂直扶强材的间距L2大于等于10.5A/100；开口两侧的垂直扶强材与开口距离L3最小要满足6A/100；开口距其下方水平桁之间的距离L4为500mm。
其中，优选方式下，所述开口形式结构设置于船舶首部或尾部时，圆弧半径线性增加；所述肋板应用于压载舱中。
本发明特殊宽体双舷侧压载舱肋板大开口设计的油船压载舱，在双舷侧肋板采用大开口形式，有效的减少焊接工作量和空船重量，提高了钢材利用率；横向与垂向扶强材的布置，以及垂向与横向连接圆弧的半径尺寸，有效地传递了液货与波浪的载荷；横向与垂向扶强材端部采用25°削斜，有效的增加了焊接面积，减小应力；垂向扶强材的间距布置要求，增加了板格的有效支撑，改善了屈曲强度；垂向扶强材的布置对比现有技术的大幅减少焊接工作量。因此，本发明的结构形式具有成本低、强度高的优点。特别是因为有大开口的设计方式，使得建造重量、焊接工作量降低，进而成本低；通过合理布置，使有大开口的区域能满足结构强度要求，即强度高。
附图说明
图1是现有技术一种船舶压载舱开口形式的结构示意图，对应于图2中T处的放大结构。
图2是本发明需要改进的倾斜双层底船舶船型的横剖面示意图。
图3是本发明宽体双舷侧压载舱肋板大开口设计的结构示意图，对应于图2中T处的放大结构。
图4为扶强材端部削斜示意图。
图5船体肋板示意图。
具体实施方式
图2中阴影区域为图3结构图的简化示意。如图3所示本发明特殊宽体双舷侧压载舱肋板大开口设计，主要包括图中大开口垂向与横向连接圆弧的形式；垂向扶强材的布置间距；扶强材端部削斜；大开口面积与强结构边界的区域面积的比例。
如图3所示，本发明双舷侧压载舱肋板的开口远大于传统开口设计；大开口处设置面板；大开口与内壳1、外壳2之间布置两道垂直扶强材5和6；大开口与其上方水平桁3之间布置一道水平扶强材7，同时在与该水平扶强材与大开口面板间布置两道垂向扶强材8和9；大开口中部与靠近内壳1与外壳2最近的扶强材之间布置一道水平扶强材10；大开口与其下方水平桁4之间布置两道垂直扶扶强材11和12；水平、垂直扶强材端部用25°削斜如图4所示。
以上所述结构中，内壳1、与外壳2、水平桁3和水平桁4为沿船长方向结构，扶强材5到扶强材12为沿船宽方向结构。船长方向与船宽方向如图5所示。
优选方式下，大开口垂向与横向连接圆弧的半径R尺寸约为15A/100；结构布置为对称布置，距外壳最近的垂向扶强材与外壳的间距L1最小要满足约13.5A/100；相邻垂向扶强材的间距L2最小要满足约10.5A/100；开口两侧垂向扶强材与开口距离L3最小要满足约6A/100；大开口距其下方水平桁3之间的距离L4为500mm，该距离为法规要求，这样即要求大开口距上方水平桁L5在1000mm以上，同时布置水平扶强材，以满足剖面模数要求。
此外，最优方式下，上述大开口形式结构设置于货舱首部或尾部舱内，圆弧半径随线性增加。
水平、垂直扶强材端部采用25°削斜如图4所示；大开口面积占强结构(即由内壳1、外壳2与水平桁3、4围成的结构)边界的区域面积大于25％。在具体说，如图，由所述内壳1、所述外壳2与上下相邻水平桁所围成的立体结构的垂直截面即为强结构边界的区域。其中，垂直截面是指该立体结构在垂直船长方向上的截面。
如图4所示，水平、垂直扶强材端部用25°削斜。
如图5所示是图4结构在舷侧结构上的具体位置，图5中阴影区域即为图4结构图的简化示意。图5中所标内壳1与外壳2、水平桁3、4与图4中所标内壳1与外壳2水平桁3、4一对应。图5阴影区域中结构与图4中结构一致，有垂向扶强材与横向扶强材布置，大开口面积占前述强结构边界的区域面积大于25％。图5中x表示船宽方向，y表示船长方向。图5中，阴影部分为本发明改进的肋板。
一种具体实施例，以少压载水超大型油船双舷侧压载舱肋板大开口的设计结构为例，通过利用有限元模型的分析，以及对多个布置的评估选择，设计出最优的结构形式；如图3所示，大开口垂向与横向连接圆弧的半径尺寸760毫米；距外壳最近的垂向扶强材与外壳的间距L1为740mm；相邻垂向扶强材的间距L2为575mm；开口两侧垂向扶强材与开口距离L3为330mm；水平、垂直扶强材端部采用25°削斜；大开口处设置面板；大开口面积占强结构边界的区域面积大于25％；大开口距其下方水平桁3之间的距离L4为500mm；大开口距上方水平桁L5为1100mm。
本发明通过对该大开口进行有效的分析计算，确保了结构的屈服和屈曲强度。而且在满足屈曲和屈曲强度的同时，有效的减少焊接工作量和空船重量，提高了钢材利用率。因此本发明具有成本低、强度高的优点。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于压载舱内肋板大开口的宽体双舷侧双层底船舶，舷侧和底部包括双层壳体，舷侧内壳与外壳之间间隔设置有竖向结构的肋板，其特征在于，
内壳(1)与外壳(2)距离A大于船宽B的8％；
所述肋板上竖向间隔开设开口；所述开口面积大于由所述内壳(1)、所述外壳(2)与上下相邻水平桁所围成的立体结构且垂直于船长方向的截面面积的25％；
所述肋板开口处腹板(13)上设置面板(14)；
所述开口两侧与所述内壳(1)与所述外壳(2)之间分别布置第一道垂直扶强材(5)和第二道垂直扶强材(6)；所述开口与上方水平桁(3)之间布置第一道水平扶强材(7)，在第一道水平扶强材(7)与所述面板(14)间布置第三道垂直扶强材(8)和第四道垂直扶强材(9)；所述开口中部，内壳(1)与所述面板(14)和外壳(2)与所述面板(14)之间布置第二道水平扶强材(10)；所述开口与下方水平桁(4)之间布置第五道垂直扶强材(11)和第六道垂直扶强材(12)；
其中，所述水平、垂直扶强材端部用25°削斜；
大开口垂向与横向连接圆弧的半径R尺寸为15A/100；
第一道垂直扶强材(5)与外壳的间距L1大于等于13.5A/100；
第一道垂直扶强材(5)和第二道垂直扶强材(6)的间距L2大于等于10.5A/100；
开口两侧的垂直扶强材与开口距离L3最小要满足6A/100；
开口距其下方水平桁(4)之间的距离L4为500mm。
2.根据权利要求1所述基于压载舱内肋板大开口的宽体双舷侧双层底船舶，其特征在于，所述开口形式结构设置于船舶首部或尾部时，圆弧半径线性增加。
3.根据权利要求1所述基于压载舱内肋板大开口的宽体双舷侧双层底船舶，其特征在于，所述肋板应用于压载舱中。
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