CN113978609A - 一种变槽形间距的槽形舱壁 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种变槽形间距的槽形舱壁，所述槽型舱壁上侧或下侧至少其中一侧设有支柱；槽型舱壁的常规槽型宽度为s；则，以槽型舱壁与支柱正对的位置为中心向两侧各设有一间距为L1的第一特殊槽型；在全部或部分不与纵向舱壁，舷侧板相连的舱壁板边，紧邻边缘支撑钢的槽型设置为间距为L2的第二特殊槽型；紧邻所述第二特殊槽型的槽型设置为间距为L3的第三特殊槽型；L2＜L1＜S，所述L2＜L3＜S。本发明能够有效的改善槽型舱壁自由边或受压载较大区域的屈曲及屈曲变形过大的问题，保证船舶结构的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种船舶货舱舱壁，尤其涉及一种变槽形间距的槽形舱壁，属于船舶技术领域。
背景技术
船舶上用于间隔货舱，居室及各种舱室往往使用槽型舱壁。而由于某些船型对载重量要求较高，通常在槽形舱壁上层甲板会承受大重量的货物压力，而这些货物压力过大，槽型舱壁整体承压达到一定程度，会发生舱壁整体的屈曲破坏，而如若在槽型舱壁上部设置有支撑支柱或舱壁板边不与其他结构相连，即存在应力集中位置，部分舱壁则会发生局部屈曲破坏，且变形过大。而一般为保证不发生舱壁板屈曲，会增加整体的板厚或减小整体的槽型间距，这样的设计则会大大增加材料及建造成本。
散货船的槽型舱壁由于主要受到货舱货物的侧压力且舱壁上下板边与上下底凳相连，其受面外弯矩较为均匀，因此满足规范的槽型间距及槽型均一致，节省制造时间且能保证不会发生弯曲破坏。而由于在客滚船、汽车滚装船、豪华邮轮上槽型舱壁的大量应用，舱壁所承受的主要载荷为上甲板传递下的板边压应力，而这些压应力分布并不均匀且取决于上层的舱室布置与结构布置。
例如，图1为某汽车滚装船的一个常规设计的槽型舱壁的结构图，图中可以看出该槽型舱壁的槽型间距均相同，且舱壁板边不与纵舱壁或舷侧板相连，相当于两端固定支撑，两端无约束的加筋板，由于上层甲板支柱传递压力及板边应力集中。支柱下的舱壁板以及不与纵向强构件连接的板边附近会发生局部屈曲破坏。
为解决图1所示常规槽型舱壁的的局部屈曲问题，现有的传统解决方案有两种，第一种是舱壁板整体增加板厚和槽型的高度、宽度，提高槽型舱壁自身的抗屈曲能力；另一种则是减小整体槽型布置的间距。这两种方案均能提高舱壁的抗屈曲性能，但这两种方案会大大增加舱壁的整体结构重量，且第二种方法由于缩短了槽型的间距，增加了焊接长度，增加了焊接的工作量。这两种方法均有部分缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种变槽形间距的槽形舱壁，可以有效提高高压应力区域及应力集中区域的抗屈曲性能，而并且较小增加舱壁的重量及焊接时间，使得在使用较低成本及较少焊接时间的情况下，能够有效提高抗屈曲性能，减小受压屈曲变形，进而解决槽型舱壁受压整体及局部屈曲的问题，保证船舶结构的安全性。
本发明采取以下技术方案：
一种变槽形间距的槽形舱壁，所述槽型舱壁上侧或下侧至少其中一侧设有支柱1；槽型舱壁的常规槽型宽度为s；则，以槽型舱壁与支柱1正对的位置为中心向两侧各设有一间距为L1的第一特殊槽型；在全部或部分不与纵向舱壁，舷侧板相连的舱壁板边，紧邻边缘支撑钢的槽型设置为间距为L2的第二特殊槽型；紧邻所述第二特殊槽型的槽型设置为间距为L3的第三特殊槽型；L2＜L1＜S，所述L2＜L3＜S。
优选的，所述L1为s/2，所述L2为s/4，所述L3为s/2。
优选的，所述边缘支撑钢为扁钢3、方形钢或工字钢中的一种。
优选的，所述常规槽型由模具压制而成；所述第一特殊槽型、第二特殊槽型、第三特殊槽型焊接制造而成，并与相邻的槽型焊接连接。
进一步的，所述第一特殊槽型的两侧再分别设置间距为L4的第四特殊槽型，s/2＜L4＜S。
优选的，当部分不与纵向舱壁，舷侧板相连的舱壁板边，紧邻边缘支撑钢的槽型间距由于施工因素必须设置为大于L2时，增加该槽型处的槽型高度。
优选的，所述支柱1设于所述槽型舱壁上侧。
优选的，所述槽形舱壁安装于客滚船或邮轮。
本发明的有益效果在于：
1)可适用于货舱区或功能区划分较为复杂，重量结构等压载不平均的多种客滚船，邮轮船型，提高槽型舱壁的局部抗屈曲性能，能够有效的改善槽型舱壁自由边或受压载较大区域的屈曲及屈曲变形过大的问题，保证船舶结构的安全性。
2)较小增加舱壁的重量及焊接时间，使得在使用较低成本及较少焊接时间的情况下，能够有效提高抗屈曲性能，减小受压屈曲变形，进而解决槽型舱壁受压整体及局部屈曲的问题，保证船舶结构的安全性。
附图说明
图1常规槽型舱壁布置及可能屈曲的位置示意图。
图2是本发明变槽形间距的槽形舱壁示意图。
图3是变槽型间距的槽型舱壁横剖面图。
图4是水平交叉斜撑抗振装置示意图。
图中，1.支柱，2.槽型舱壁，3.扁钢，4.屈曲位置，201.变槽型间距位置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
实施例一(用于对比的实施例)：
对于图1所示常规槽型舱壁的局部屈曲问题，现有的传统设计方案难以充分解决该问题。通过增加整体的槽型舱壁板板厚和增加槽型高度及宽度的方式，提高槽型舱壁的抗屈曲性能。但舱壁整体抗屈曲能力提升的同时，整体的结构质量大大增加，成本提高，而整体减小槽型间距则大大增加了材料用量，又增加了焊接工艺，增加了制造时间。
实施例二：
本实施例提出了一种变槽型间距的槽型舱壁，可以有效提高高压应力区域及应力集中区域的抗屈曲性能，而并且较小增加舱壁的重量及焊接时间，使得在使用较低成本及较少焊接时间的情况下，能够有效提高抗屈曲性能，减小受压屈曲变形，保证船舶结构的安全性。
参见图2-3，一种变槽形间距的槽形舱壁，所述槽型舱壁上侧或下侧至少其中一侧设有支柱1；槽型舱壁的常规槽型宽度为s；则，以槽型舱壁与支柱1正对的位置为中心向两侧各设有一间距为L1的第一特殊槽型；在全部或部分不与纵向舱壁，舷侧板相连的舱壁板边，紧邻边缘支撑钢的槽型设置为间距为L2的第二特殊槽型；紧邻所述第二特殊槽型的槽型设置为间距为L3的第三特殊槽型；L2＜L1＜S，所述L2＜L3＜S。
本实施例主要针对槽型舱壁板受压局部屈曲问题的情况。在本例中，如图2所示，在常规的槽型舱壁上，在支柱底部设置一个槽型且与两边槽型的间距改为s/2，s为规范要求的最大槽型间距，而在不与纵向舱壁，舷侧板相连的舱壁板边，第一个槽型与扁钢间距改为s/4，第二个槽型与第一个槽型间距改为s/2，如图2所示。在槽型舱壁的局部位置进行了类似于减小槽型间距的处理并最大可能减少材料的使用。
在此实施例中，所述L1为s/2，所述L2为s/4，所述L3为s/2。
在此实施例中，所述边缘支撑钢为扁钢3、方形钢或工字钢中的一种。
在此实施例中，所述常规槽型由模具压制而成；所述第一特殊槽型、第二特殊槽型、第三特殊槽型焊接制造而成，并与相邻的槽型焊接连接。
在此实施例中，所述第一特殊槽型的两侧再分别设置间距为L4的第四特殊槽型，s/2＜L4＜S。
在此实施例中，当部分不与纵向舱壁，舷侧板相连的舱壁板边，紧邻边缘支撑钢的槽型间距由于施工因素必须设置为大于L2时，增加该槽型处的槽型高度。
在此实施例中，所述槽形舱壁安装于客滚船或邮轮。
图2为经过改装后的变槽型间距槽型舱壁，已用波浪线圈出主要的修改位置。
本专利提出的变槽型间距槽型舱壁具有如下特点：
整个舱壁分为常规槽型间距槽型舱壁区，及变槽型间距槽型舱壁区，其中常规槽型间距槽型舱壁区的槽型间距仍由母型船及设计规范确定，而变槽型间距槽型舱壁区的槽型间距则按结构布置调整。常规槽型间距的槽型舱壁由模具压制而成，而变槽型间距槽型舱壁则焊接制造，最终两者再由焊接连接。
槽型舱壁上部连接的甲板如有支柱布置，且支柱承受了上层甲板其他布置的压载，在支柱位置添加一条槽型，并且该条槽型左右间距L(L<s)再布置两条槽型，这样形成了支柱底部的变槽型间距槽型舱壁区域。
槽型舱壁板边若不与纵舱壁，舷侧板相连，即舱壁板边为自由边，自由度未被约束，则在自由边附近的扁钢，方形钢，工字钢旁距L(L<s)。再布置两条槽型，且第一条槽型距扁钢的距离与第二条槽型距第一条槽型的距离可以以一定比例放大。
根据舱室，结构的具体布置，在局部受压载较大的位置，可以采用变槽型间距的槽型舱壁，压载较大的范围内的槽型间距可设置为L(L<s)。
变槽型间距的槽型舱壁不仅可以改变槽型间距，亦可以改变槽型的大小，如当设置的槽型间距为L(L<s)，且当间距小于L时施工等其他因素造成槽型舱壁无法建造，可以通过增加槽型高度与宽度来提高抗屈曲能力。
本发明为解决槽形舱壁受压载发生局部屈曲的情况，在常规槽型间距的槽型舱壁上加入变槽型间距区域。因此舱壁有两个区域组成：常规槽型间距的槽型舱壁区域，变槽型间距的槽型舱壁区域。变槽型间距的槽型舱壁区域中的槽型间距可以根据具体的受力进行调整，如采用有限元软件进行屈曲计算获得最佳布置。变槽型间距的槽型舱壁区域中槽型也能改变，其最终目的为提高受较大压载区域内的舱壁抗屈曲能力。本实施例针对槽型舱壁受局部过大压载造成的槽型舱壁局部屈曲，提出了一种变槽型间距的槽型舱壁，为保证舱壁的抗屈曲性能，其部分区域减小槽型的间距，如图4所示。
本发明适用于货舱区或功能区划分较为复杂，重量结构等压载不平均的多种客滚船，邮轮船型，提高槽型舱壁的局部抗屈曲性能，能够有效的改善槽型舱壁自由边或受压载较大区域的屈曲及屈曲变形过大的问题，保证船舶结构的安全性。
以上是本发明的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护的范围之内。
Claims (8)
1.一种变槽形间距的槽形舱壁，其特征在于：
所述槽型舱壁上侧或下侧至少其中一侧设有支柱(1)；
槽型舱壁的常规槽型宽度为s；则，
以槽型舱壁与支柱(1)正对的位置为中心向两侧各设有一间距为L1的第一特殊槽型；
在全部或部分不与纵向舱壁，舷侧板相连的舱壁板边，紧邻边缘支撑钢的槽型设置为间距为L2的第二特殊槽型；
紧邻所述第二特殊槽型的槽型设置为间距为L3的第三特殊槽型；
L2＜L1＜S，所述L2＜L3＜S。
2.如权利要求1所述的变槽形间距的槽形舱壁，其特征在于：所述L1为s/2，所述L2为s/4，所述L3为s/2。
3.如权利要求1所述的变槽形间距的槽形舱壁，其特征在于：所述边缘支撑钢为扁钢(3)、方形钢或工字钢中的一种。
4.如权利要求1所述的变槽形间距的槽形舱壁，其特征在于：所述常规槽型由模具压制而成；所述第一特殊槽型、第二特殊槽型、第三特殊槽型焊接制造而成，并与相邻的槽型焊接连接。
5.如权利要求2所述的变槽形间距的槽形舱壁，其特征在于：所述第一特殊槽型的两侧再分别设置间距为L4的第四特殊槽型，s/2＜L4＜S。
6.如权利要求1所述的变槽形间距的槽形舱壁，其特征在于：当部分不与纵向舱壁，舷侧板相连的舱壁板边，紧邻边缘支撑钢的槽型间距由于施工因素必须设置为大于L2时，增加该槽型处的槽型高度。
7.如权利要求1所述的变槽形间距的槽形舱壁，其特征在于：所述支柱(1)设于所述槽型舱壁上侧。
8.如权利要求1所述的变槽形间距的槽形舱壁，其特征在于：所述槽形舱壁安装于客滚船或邮轮。
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