CN204775833U - 一种基于底部抨击加强设计的大外飘船舶 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于底部抨击加强设计的大外飘船舶，船舶底板(11)与船舶侧板(13)之间由倾斜的外板(12)连接；外板与竖直方向的夹角大于45°。针对方型系数小于0.7的大型船舶，抨击区域设定为：长度方向，从船舶首垂线F.P向船尾方向长度0.3倍的船长；深度方向，从船底向上一直延伸到第一水平桁；抨击区域展开状态下，其板面上设置有加强肋板，每一加强肋板以船宽方向设置，且相邻所述肋板间距离为650～900mm。本实用新型应用了模型试验方法确定抨击加强区域，并在抨击区域采用横骨架设计形式，减小了纵骨间距和纵骨跨距。合理的骨架形式有效地传递了抨击载荷，提高了结构的强度，减轻了结构重量。

Description

一种基于底部抨击加强设计的大外飘船舶

技术领域

本发明涉及船舶建造技术领域，更具体的说，涉及方型系数小于0.7的大外飘船舶中底部抨击加强方式改进。

背景技术

如图1所示现有技术的船舶，通常船首根据规范指定的抨击加强区域为图中的A处。其外板展开如图2所示。即，现有技术船舶应用船首底部外板抨击加强方式，底部外板1和支撑结构2采用纵向骨架形式，局部增加板材和型材尺寸。如图1所示常规抨击加强区域为：从首垂线F.P向船尾0.3L，从船底向上500mm范围。图2中，标记5表示船舶底部第一水平桁。

其中，如图6所示，AA’表示压载吃水水线，BB’表示过AA’与外板相交的垂线，角a为BB’与外板的夹角。当∠a大于45°时，本发明将此类船型称为为大外飘船舶。本发明尤其针对这类船型做以改进。

具体说，问题在于，对于方型系数小于0.7的大外飘船舶，尤其对于外板有较大倾斜的船舶线形设计，根据模型试验计算结果，船底外板抨击区域和抨击载荷远大于当前规范要求的常规船舶，为了满足结构安全性要求，如果按照常规抨击加强设计形式，如图2，则外板厚度远大于常规船舶外板厚度，因此需要对原有的船底抨击加强形式和抨击范围进行改进。

发明内容

针对上述问题，本发明设计了一种大外飘船舶的底部抨击加强设计，其目的旨在保证外底的结构强度，提高船舶首部抨击载荷作用下，船舶首部斜外底和平外底以及船底实肋板的结构安全性。

为了达到上述目的，本发明提供一种基于底部抨击加强设计的大外飘船舶，船舶底板与船舶侧板之间由倾斜的外板连接；所述外板与竖直方向的夹角大于45°。本发明的改进在于，方型系数小于0.7且船长大于300米的船舶其抨击区域的设定，具体为：

长度方向：从船舶首垂线F.P向船尾方向长度0.3倍的船长；

深度方向：从船底向上一直延伸到第一水平桁；

所述抨击区域展开状态下，其板面上设置有加强肋板，每一所述加强肋板以船宽方向设置，且相邻所述肋板间距离为650～900mm。

优选方式下，相邻所述肋板间距离为800mm。

本发明大外飘船舶中底部抨击加强设计，包括船舶船首底部外板和支撑结构。所述底部外板分别建立连至舷侧水平桁的实肋板。本发明应用了模型试验方法确定抨击加强区域，并在抨击区域采用横骨架设计形式，减小了纵骨间距和纵骨跨距。合理的骨架形式有效地传递了抨击载荷，提高了结构的强度，减轻了结构重量。

附图说明

图1是现有技术船首根据规范指定的抨击加强区域(A处)示意图。

图2是图1所示现有技术船首外底抨击加强区域外板展开示意图。

图3是本发明船首依据模型试验确定的抨击加强区域(C处)示意图。

图4是图3所示本发明船首抨击加强区域外板展开示意图。

图5是本发明抨击加强区域纵向范围示意图。

图6是图1中B处的放大结构示意图。

具体实施方式

现有技术，为了达到某种功能要求，在船舶设计中船首外板采用大外飘形式，对于方型系数小于0.7的大型船舶，首部抨击载荷远大于常规船舶，如果抨击加强区域仍然采用常规的设计布置，一方面造成外板板材和型材远大于常规船舶，抨击加强区域结构尺寸大大增加，增加了建造成本和施工难度。另一方面经模型试验确定，常规船舶抨击加强区域已经不再适用于方型系数小于0.7的大型船舶，按照常规规范设计，结构安全性存在安全性隐患。即，现有技术抨击加强规定抨击加强范围为：从首垂线F.P向船尾0.3L(L为船长)，从船底向上500mm。此规定适用于方形系数较大的肥大型船舶，对于方型系数小于0.7的大外飘船舶已经不再适用。

本发明如图3～5所示，一种基于底部抨击加强设计的大外飘船舶，船舶底板11与船舶侧板13之间由倾斜的外板12连接；所述外板12与竖直方向的夹角大于45°。针对方型系数小于0.7且船长大于300米的船舶，抨击区域设定为：长度方向：从船舶首垂线F.P向船尾方向长度0.3倍的船长；深度方向：从船底向上一直延伸到第一水平桁3。所述抨击区域展开状态下，其板面上设置有加强肋板，每一所述加强肋板以船宽方向设置，且相邻所述肋板间距离为650～900mm。

本发明根据本船船型特点和模型试验结果重新确定了抨击加强区域：从首垂线F.P向船尾0.3L，深度方向上从船底向上一直延伸到第一水平桁。此外本发明船首抨击加强区域设计成横骨架支撑的结构形式。具体说，本发明方型系数小于0.7的大外飘的船舶底部抨击区域和抨击加强设计方法，包括船舶船首底部外板1和支撑结构2。水平和倾斜底部外板1和支撑结构2分别通过增加强框架间实肋板的方法增加首部外板结构强度。局部实肋板与纵桁连接处应用合理的骨材连接方式平缓过渡，减小因为纵骨间断引起的应力集中。结构布置形式属于不同于常规设计的创新结构形式。所述横骨架式结构形式属于不同于常规设计的创新结构形式。本发明应用了模型试验方法确定了方型系数小于0.7的大外飘船舶底部抨击载荷及加强范围，应用数值分析方法评估了结构的安全性，合理的布置船舶首底部结构骨架支撑形式，有效地传递了载荷，减小了应力集中，提高了结构的强度，简化了工艺，减轻了结构重量，给出了方型系数小于0.7的大外飘船舶底部抨击加强设计方案及评估方法。

本发明与原有设计的主要区别之一是：原设计肋板在首部抨击区域采用沿船长方向的纵骨布置，本发明采用沿船宽方向实肋板加强布置，肋板间距范围为650-900mm。而且本发明应用了模型试验方法确定了方型系数小于0.7的大外飘船舶底部抨击区域，应用数值分析方法评估了结构的安全性，合理的布置船舶首底部结构骨架支撑形式。

本发明设计布置方案的优点是，减小了纵骨跨距和纵骨间距，从而减小了外板和纵骨尺寸，对于首部狭小的压载舱区域，方便布置结构，方便了现场的施工，减轻了结构重量，节约钢材的成本，可以保持双层底高度不变，保证施工空间和强度的一致性。本发明是根据模型试验测量数据重新划分抨击加强区域，确保了船舶底部结构安全。

下面以少压载水VLCC油船为例，通过规范计算和有限元计算分析，以及对多个设计的优化选择，说明本发明大外飘抨击加强结构设计的优点：

(1)抨击加强区域：

本船斜外底和平外底夹角为19°，即斜外底和平外地承受同样的抨击载荷，所述结论已经得到模型试验的验证。根据模型试验结果确定所有平外地和斜外底都应作为抨击加强区域，即从平外底向上延伸至第一个水平桁区域。

(2)抨击加强结构设计：

在强框架间增加实肋板，肋板间距为650mm至900mm，横向范围从中纵桁延伸到最小压载吃水。减小板材跨距，取消外板纵骨。船舶首部因线性变化较大，造成了施工空间小，如果按照常规设计，骨材腹板较高不能满足施工条件；外板采用插入实肋板的方法，减小了板材间距，其中骨材间距是骨材及板材尺寸的决定因素之一，采用更小的板材间距有利于减小板材和型材尺寸。

本文所指出的：外底抨击加强区域的“横骨架支撑加强形式”，并非狭义的局部加强，而是泛指在包括能够折减纵骨跨距的双层底肋板以及保证肋板本身强度的结构布置设计。

本文所指出的：外底抨击加强区域是指基于模型试验确定的抨击加强区域，所述区域大大超过常规船型规范指定区域，泛指模型试验确定船舶底部外板承受较大抨击载荷的区域。

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 (2)

1.一种基于底部抨击加强设计的大外飘船舶，船舶底板(11)与船舶侧板(13)之间由倾斜的外板(12)连接；所述外板(12)与竖直方向的夹角大于45°；其特征在于，针对方型系数小于0.7且船长大于300米的船舶，抨击区域设定为：

长度方向：从船舶首垂线F.P向船尾方向长度0.3倍的船长；

深度方向：从船底向上一直延伸到第一水平桁(3)；

所述抨击区域展开状态下，其板面上设置有加强肋板，每一所述加强肋板以船宽方向设置，且相邻所述肋板间距离为650～900mm。

2.根据权利要求1所述基于底部抨击加强设计的大外飘船舶，其特征在于，相邻所述肋板间距离为800mm。