CN115743395B - 一种高应力条件下的lng船舭部外板纵骨节点结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高应力条件下的LNG船舭部外板纵骨节点结构，包括外板、垂直固定在外板上的肋板、以及从肋板的贯穿孔内垂直穿过的多档纵骨，多档纵骨包括设置于舭部上端的两档第一纵骨、设置于纵骨平台上的第二纵骨、设置于舭部中部的第三纵骨和第四纵骨、以及设置于舭部下端的两档第五纵骨。本发明根据船体舭部不同位置所受应力，在不同的受力位置分别布置结构不同的纵骨，不仅可以分散结构应力、缓解疲劳，而且可以降低整体结构的重量。
Description
技术领域
本发明涉及船舶建造技术领域，尤其涉及一种高应力条件下的LNG船舭部外板纵骨节点结构。
背景技术
在大型LNG船结构设计中，舭部外板纵骨穿过实肋板的节点由于处于水线以下，该位置处，实肋板上的加强筋由于结构布置的原因，无法直接连接外板纵骨和内纵壁，所以该处结构强度有着比其他单壳区域更高的要求。
在结构设计要求的角度上，该处外板纵骨既要满足疲劳节点的要求，同时还有焊接连接面积的要求，同时也要保证设计的一致性和标准化，又不能把结构设计的过于凌乱，因此，外板纵骨节点结构的设计一直是目前亟待解决的难题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种高应力条件下的LNG船舭部外板纵骨节点结构，用以解决的问题。
一种高应力条件下的LNG船舭部外板纵骨节点结构，包括外板、垂直固定在外板上的肋板、以及从肋板的贯穿孔内垂直穿过的多档纵骨，多档纵骨包括设置于舭部上端的两档第一纵骨、设置于纵骨平台上的第二纵骨、设置于舭部中部的第三纵骨和第四纵骨、以及设置于舭部下端的两档第五纵骨，
其中，第一纵骨的一侧焊接固定有与其位于同一平面内并与肋板相垂直的第一扁铁，第一扁铁与第一纵骨连接的端部设置成圆弧状；
第二纵骨的一侧设置有焊接固定在纵骨平台上并与肋板相垂直的第二扁铁；
第三纵骨的一侧焊接固定有与其位于同一平面内并与肋板相垂直的第三扁铁，第三扁铁与第三纵骨连接的端部设置成圆弧状；
第四纵骨的一侧焊接固定有与其位于同一平面内并与肋板相垂直的防倾肘板；
第五纵骨的一侧焊接固定有与其位于同一平面内并与肋板相垂直的第四扁铁和双向肘板，第四扁铁和双向肘板分别垂直固定在肋板的不同端面上，第四扁铁与第五纵骨连接的端部设置成圆弧状。
优选地，所述第三扁铁的与第三纵骨和肋板相接触的部位、第四扁铁的与双向肘板和肋板相接触的部位、防倾肘板的与第四纵骨和肋板的相接触的部位均设置有钥匙孔。
优选地，所述钥匙孔呈Ω形。
优选地，所述防倾肘板呈直角梯形。
优选地，所述双向肘板为三角肘板。
优选地，所述第一纵骨的与第一纵骨和肋板相接触的部位、第二扁铁的与纵骨平台和肋板相接触的部位均设置有圆弧孔。
优选地，所述肋板的人孔下方还设置有削斜加强筋。
优选地，所述肋板的贯穿孔处还设置有补板。
本发明的有益效果是：
本发明根据船体舭部不同位置所受应力，在不同的受力位置分别布置结构不同的纵骨，不仅可以分散结构应力、缓解疲劳，而且可以降低整体结构的重量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中A-A向剖视图。
图3是图1中B-B向剖视图。
图4是图1中C-C向剖视图。
图5是图1中D-D向剖视图。
图6是图1中E-E向剖视图。
图7是图1中F-F向剖视图。
图8是钥匙孔的示意图。
图中标号的含义为：
1为第一纵骨、1-1为第一扁铁，
2为第二纵骨，2-1为第二扁铁，
3为第三纵骨，3-1为第三扁铁
4为第四纵骨，4-1为防倾肘板
5为第五纵骨，5-1为第四扁铁，5-2为双向肘板，
6为外板，
7为肋板，
8为纵骨平台，
9为圆弧孔，
10为钥匙孔，
11为人孔，
12为削斜加强筋，
13为补板。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语,不能理解为指示或暗示相对重要性。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述。
本发明给出一种高应力条件下的LNG船舭部外板纵骨节点结构，包括外板6、垂直固定在外板6上的肋板7、以及从肋板7的贯穿孔内垂直穿过的多档纵骨。本发明根据船体舭部不同位置所受应力，在不同的受力位置分别布置结构不同的纵骨，不仅可以分散结构应力、缓解疲劳，而且可以降低整体结构的重量。
具体地，多档纵骨包括设置于舭部上端的两档第一纵骨1、设置于纵骨平台8上的第二纵骨2、设置于舭部中部的第三纵骨3和第四纵骨4、以及设置于舭部下端的两档第五纵骨5。
由于舭部最上端对应力要求较低，因此，在第一纵骨1的一侧焊接固定与其位于同一平面内并与肋板7相垂直的第一扁铁1-1，第一扁铁1-1与第一纵骨1连接的端部设置成圆弧状，在第一扁铁1-1的端部设置圆弧过渡不仅可以舒缓结构突变，而且可以减小第一纵骨1的跨距，减小第一纵骨1的尺寸规格，还可以满足该位置关于结构疲劳的要求。第一扁铁1-1选用的是普通的圆弧扁铁，见附图7所示的F-F向剖视图。第一扁铁1-1的与第一纵骨1和肋板7相接触的部位设置有圆弧孔9(圆弧切口)。
所述第二纵骨2的一侧设置有焊接固定在纵骨平台8上并与肋板7相垂直的第二扁铁2-1，第二扁铁2-1的与纵骨平台8和肋板7相接触的部位均设置有圆弧孔9。第二扁铁2-1直接焊接固定在纵骨平台8上，由于该位置纵骨平台8的尺寸较大，纵骨平台8与肋板7相连接的面积也足够多，不存在疲劳和强度问题，因此，第二扁铁2-1的长度较短，可以做小，节省重量，见附图5所示的D-D向剖视图。
所述第三纵骨3的一侧焊接固定有与其位于同一平面内并与肋板7相垂直的第三扁铁3-1，第三扁铁3-1与第三纵骨3连接的端部设置成圆弧状，在第三扁铁3-1的端部设置圆弧过渡不仅可以舒缓结构突变，而且可以减小第三纵骨3的跨距，减小第三纵骨3的尺寸规格，还可以满足该位置关于结构疲劳的要求。分布在舭部偏中档位置的第三纵骨3所受到的应力相较于其下方和上方的纵骨而言有所变化，因此，需要在第三扁铁3-1的与第三纵骨3和肋板7相接触的部位设置钥匙孔10(切口)，本实施例中，钥匙孔10呈Ω形，在不用增加肘板的前提下，在扁铁踵部设置Ω形的钥匙孔10可以提高其焊接的有效连接面积，见附图4所示的C-C向剖视图。
所述第四纵骨4的一侧焊接固定有与其位于同一平面内并与肋板7相垂直的防倾肘板4-1。防倾肘板4-1不仅可以提高整个舭部外板的纵骨与肋板7的连接强度，而且还可以大幅提高焊接的有效连接面积，见附图3所示的B-B向剖视图。
本实施例中，防倾肘板4-1呈直角梯形，布置在舭部中间的位置。根据设计标准规范要求，纵骨在每间隔两档均需要设置防倾肘板，起到加强作用，同时防倾肘板的使用加强了结构的疲劳和焊接连接面积的要求，由于防倾肘板的结构强度满足要求，但其抗疲劳性能差，因此，本申请在防倾肘板4-1的与第四纵骨4和肋板7的相接触的部位设置有钥匙孔10，钥匙孔10呈Ω形，在防倾肘板4-1踵部设置Ω形的钥匙孔10可以提高其焊接的有效连接面积。
第五纵骨5有两档，这两档第五纵骨5分别在舭部下端应力最高的位置处，第五纵骨5的一侧焊接固定有与其位于同一平面内并与肋板7相垂直的第四扁铁5-1和双向肘板5-2，第四扁铁5-1和双向肘板5-2分别垂直固定在肋板7的不同端面上，第四扁铁5-1的与第五纵骨5连接的端部设置成圆弧状，在第四扁铁5-1的端部设置圆弧过渡不仅可以舒缓结构突变，而且可以减小第五纵骨5的跨距，减小第五纵骨5的尺寸规格，还可以满足该位置关于结构疲劳的要求。在第五纵骨5与肋板7的连接处设置双向肘板5-2，既可以缓解应力和疲劳，又可以大幅有效提高焊接的有效连接面积，见附图2所示的A-A向剖视图。
本实施例中，双向肘板5-2为三角肘板，双向肘板不仅加强了结构的强度，更大限度的减小了第五纵骨5的跨距，减小第五纵骨5的规格。
所述第四扁铁5-1的与双向肘板5-2和肋板7相接触的部位设置有钥匙孔10，钥匙孔10呈Ω形，在第四扁铁5-1的踵部设置Ω形的钥匙孔10可以增加焊接的连接长度、提高其焊接的有效连接面积，能够提高结构的疲劳寿命。
优选地，所述肋板7的人孔11下方还设置有削斜加强筋12。本实施例中，削斜加强筋12为等腰梯形，其不仅起到补强作用，而且由于削斜加强筋12与纵骨不连接，不存在疲劳等问题，见附图6所示的E-E向剖视图。
优选地，所述肋板7的所有贯穿孔处均还设置有补板13，补板13不仅可以补强肋板7的由于开设贯穿孔所降低的结构强度，又可以提高其安装位置处所对应的纵骨与肋板的连接面积。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
Claims (8)
1.一种高应力条件下的LNG船舭部外板纵骨节点结构，其特征在于，包括外板、垂直固定在外板上的肋板、以及从肋板的贯穿孔内垂直穿过的多档纵骨，多档纵骨包括设置于舭部上端的两档第一纵骨、设置于纵骨平台上的第二纵骨、设置于舭部中部的第三纵骨和第四纵骨、以及设置于舭部下端的两档第五纵骨，
其中，第一纵骨的一侧焊接固定有与其位于同一平面内并与肋板相垂直的第一扁铁，第一扁铁与第一纵骨连接的端部设置成圆弧状；
第二纵骨的一侧设置有焊接固定在纵骨平台上并与肋板相垂直的第二扁铁；
第三纵骨的一侧焊接固定有与其位于同一平面内并与肋板相垂直的第三扁铁，第三扁铁与第三纵骨连接的端部设置成圆弧状；
第四纵骨的一侧焊接固定有与其位于同一平面内并与肋板相垂直的防倾肘板；
第五纵骨的一侧焊接固定有与其位于同一平面内并与肋板相垂直的第四扁铁和双向肘板，第四扁铁和双向肘板分别垂直固定在肋板的不同端面上，第四扁铁与第五纵骨连接的端部设置成圆弧状。
2.根据权利要求1所述的高应力条件下的LNG船舭部外板纵骨节点结构，其特征在于，所述第三扁铁的与第三纵骨和肋板相接触的踵部、第四扁铁的与双向肘板和肋板相接触的踵部、防倾肘板的与第四纵骨和肋板的相接触的踵部均设置有钥匙孔。
3.根据权利要求2所述的高应力条件下的LNG船舭部外板纵骨节点结构，其特征在于，所述钥匙孔呈Ω形。
4.根据权利要求1或2所述的高应力条件下的LNG船舭部外板纵骨节点结构，其特征在于，所述防倾肘板呈直角梯形。
5.根据权利要求1或2所述的高应力条件下的LNG船舭部外板纵骨节点结构，其特征在于，所述双向肘板为三角肘板。
6.根据权利要求1所述的高应力条件下的LNG船舭部外板纵骨节点结构，其特征在于，所述第一纵骨的与第一纵骨和肋板相接触的踵部、第二扁铁的与纵骨平台和肋板相接触的踵部均设置有圆弧孔。
7.根据权利要求1所述的高应力条件下的LNG船舭部外板纵骨节点结构，其特征在于，所述肋板的人孔下方还设置有削斜加强筋。
8.根据权利要求1所述的高应力条件下的LNG船舭部外板纵骨节点结构，其特征在于，所述肋板的贯穿孔处还设置有补板。
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