基于壓載艙內(nèi)肋板大開(kāi)口的寬體雙舷側(cè)雙層底船舶的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及船舶設(shè)計(jì)，更具體地說(shuō)，涉及寬體雙舷側(cè)船舶中壓載艙內(nèi)肋板的改進(jìn)。
【背景技術(shù)】
[0002]如圖2所示，一種寬雙舷側(cè)船舶船型的橫剖面寬體雙舷側(cè)的大體結(jié)構(gòu)，具有寬體雙舷側(cè)、雙底和傾斜內(nèi)外底的船舶，更具體的說(shuō)，其雙殼寬度C大于船寬B的8 %小于船寬的一半；傾斜內(nèi)底19和傾斜外底20相互平行，且與水平基線(xiàn)夾角A，10° <A〈45°。
[0003]本發(fā)明主要針對(duì)圖2中所示船舶做的改進(jìn)，尤其針對(duì)如圖2所示雙殼距離A(內(nèi)殼I與外殼2距離)大于船寬B的8%時(shí)的船舶，做的改進(jìn)。
[0004]如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)下一種雙舷側(cè)壓載艙肋板開(kāi)口設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中由內(nèi)殼1、外殼2與水平桁3、4圍成的肋板結(jié)構(gòu)，設(shè)置了水平方向的加強(qiáng)筋15，以及在水平桁4上方設(shè)置小開(kāi)孔16。這種結(jié)構(gòu)盡管滿(mǎn)足規(guī)范要求，強(qiáng)度評(píng)估方便，但存在空船重量較大的冋題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明涉及雙殼船舶的壓載艙，更具體地說(shuō)，涉及雙殼船舶內(nèi)外殼之間的肋板上結(jié)構(gòu)的大開(kāi)口形式設(shè)計(jì)。旨在節(jié)約鋼材的前提下，減少焊接工作量與空船重量；而且通過(guò)優(yōu)化垂向與橫向連接圓弧的尺寸，增加了開(kāi)口面板，避免了在油船的營(yíng)運(yùn)過(guò)程開(kāi)口強(qiáng)度不足的問(wèn)題，從而有效提高鋼材利用率的同時(shí)，簡(jiǎn)化了建造、加工工藝，減輕了重量，減少了焊接工作量，達(dá)到成本低、強(qiáng)度高的效果。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種基于壓載艙內(nèi)肋板大開(kāi)口的寬體雙舷側(cè)雙層底船舶，舷側(cè)和底部包括雙層殼體，舷側(cè)內(nèi)殼與外殼之間間隔設(shè)置有豎向結(jié)構(gòu)的肋板。當(dāng)內(nèi)殼與外殼距離A大于船寬B的8 %時(shí)，所述肋板上豎向間隔開(kāi)設(shè)開(kāi)口，所述開(kāi)口面積大于由所述內(nèi)殼、所述外殼與上下相鄰水平桁所圍成的立體結(jié)構(gòu)的垂直截面面積的25%。此外，所述肋板開(kāi)口處腹板上設(shè)置面板；所述開(kāi)口兩側(cè)與所述內(nèi)殼與所述外殼之間分別布置第一道垂直扶強(qiáng)材和第二道垂直扶強(qiáng)材；所述開(kāi)口與上方水平桁之間布置第一道水平扶強(qiáng)材，在第一道水平扶強(qiáng)材與所述面板間布置第三道垂向扶強(qiáng)材和第四道垂向扶強(qiáng)材；所述開(kāi)口中部，內(nèi)殼與所述面板和外殼與所述面板之間布置第二道水平扶強(qiáng)材；所述開(kāi)口與下方水平桁之間布置第五垂直扶扶強(qiáng)材和第六垂直扶扶強(qiáng)材；其中，所述水平、垂直扶強(qiáng)材端部用25。削斜；大開(kāi)口垂向與橫向連接圓弧的半徑R尺寸為15A/100 ;第一道垂直扶強(qiáng)材(5)與外殼的間距LI大于等于13.5A/100 ;第一道垂直扶強(qiáng)材和第二道垂直扶強(qiáng)材的間距L2大于等于10.5A/100 ;開(kāi)口兩側(cè)的垂向扶強(qiáng)材與開(kāi)口距離L3最小要滿(mǎn)足約6A/100 ;開(kāi)口距其下方水平桁之間的距離L4為500mm。
[0007]其中，優(yōu)選方式下，所述開(kāi)口形式結(jié)構(gòu)設(shè)置于船舶首部或尾部時(shí)，圓弧半徑隨線(xiàn)性增加；所述肋板應(yīng)用于壓載艙中。
[0008]本發(fā)明特殊寬體雙舷側(cè)壓載艙肋板大開(kāi)口設(shè)計(jì)的油船壓載艙，在雙舷側(cè)肋板采用大開(kāi)口形式，有效的減少焊接工作量和空船重量，提高了鋼材利用率；橫向與垂向扶強(qiáng)材的布置，以及垂向與橫向連接圓弧的半徑尺寸，有效地傳遞了液貨與波浪的載荷；橫向與垂向扶強(qiáng)材端部采用25°削斜，有效的增加了焊接面積，減小應(yīng)力；垂向扶強(qiáng)材的間距布置要求，增加了板格的有效支撐，改善了屈曲強(qiáng)度；垂向扶強(qiáng)材的布置對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)的大幅減少焊接工作量。因此，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)形式具有成本低、強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)。特別是因?yàn)橛写箝_(kāi)口的設(shè)計(jì)方式，使得建造重量、焊接工作量降低，進(jìn)而成本低；通過(guò)合理布置，使有大開(kāi)口的區(qū)域能滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求，即強(qiáng)度高。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是現(xiàn)有技術(shù)一種船舶壓載艙開(kāi)口形式的結(jié)構(gòu)示意圖，對(duì)應(yīng)于圖2中T處的放大結(jié)構(gòu)。
[0010]圖2是本發(fā)明需要改進(jìn)的傾斜雙層底船舶船型的橫剖面示意圖。
[0011]圖3是本發(fā)明寬體雙舷側(cè)壓載艙肋板大開(kāi)口設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖，對(duì)應(yīng)于圖2中T處的放大結(jié)構(gòu)。
[0012]圖4為扶強(qiáng)材端部削斜示意圖。
[0013]圖5船體肋板示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]圖2中陰影區(qū)域?yàn)閳D3結(jié)構(gòu)圖的簡(jiǎn)化示意。如圖3所示本發(fā)明特殊寬體雙舷側(cè)壓載艙肋板大開(kāi)口設(shè)計(jì)，主要包括圖中大開(kāi)口垂向與橫向連接圓弧的形式；垂向扶強(qiáng)材的布置間距；扶強(qiáng)材端部削斜；大開(kāi)口面積與強(qiáng)結(jié)構(gòu)邊界的區(qū)域面積的比例。
[0015]如圖3所示，本發(fā)明雙舷側(cè)壓載艙肋板的開(kāi)口遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)開(kāi)口設(shè)計(jì)；大開(kāi)口處設(shè)置面板；大開(kāi)口與內(nèi)殼1、外殼2之間布置兩道垂直扶強(qiáng)材5和6 ;大開(kāi)口與其上方水平桁3之間布置一道水平扶強(qiáng)材7，同時(shí)在與該水平扶強(qiáng)材與大開(kāi)口面板間布置兩道垂向扶強(qiáng)材8和9 ;大開(kāi)口中部與靠近內(nèi)殼I與外殼2最近的扶強(qiáng)材之間布置一道水平扶強(qiáng)材10 ;大開(kāi)口與其下方水平桁4之間布置兩道垂直扶扶強(qiáng)材11和12 ;水平、垂直扶強(qiáng)材端部用25。削斜如圖4所示。
[0016]以上所述結(jié)構(gòu)中，內(nèi)殼1、與外殼2、水平桁3和水平桁4為沿船長(zhǎng)方向結(jié)構(gòu)，扶強(qiáng)材5到扶強(qiáng)材12為沿船寬方向結(jié)構(gòu)。船長(zhǎng)方向與船寬方向如圖5所示。
[0017]優(yōu)選方式下，大開(kāi)口垂向與橫向連接圓弧的半徑R尺寸約為15A/100 ;結(jié)構(gòu)布置為對(duì)稱(chēng)布置，距外殼最近的垂向扶強(qiáng)材與外殼的間距LI最小要滿(mǎn)足約13.5A/100 ;相鄰垂向扶強(qiáng)材的間距L2最小要滿(mǎn)足約10.5A/100 ;開(kāi)口兩側(cè)垂向扶強(qiáng)材與開(kāi)口距離L3最小要滿(mǎn)足約6A/100 ;大開(kāi)口距其下方水平桁3之間的距離L4為500mm，該距離為法規(guī)要求，這樣即要求大開(kāi)口距上方水平桁L5在100mm以上，同時(shí)布置水平扶強(qiáng)材，以滿(mǎn)足剖面模數(shù)要求。
[0018]此外，最優(yōu)方式下，上述大開(kāi)口形式結(jié)構(gòu)設(shè)置于貨艙首部或尾部艙內(nèi)，圓弧半徑隨線(xiàn)性增加。
[0019]水平、垂直扶強(qiáng)材端部采用25°削斜如圖4所示；大開(kāi)口面積占強(qiáng)結(jié)構(gòu)(即由內(nèi)殼1、外殼2與水平桁3、4圍成的結(jié)構(gòu))邊界的區(qū)域面積大于25%。在具體說(shuō)，如圖，由所述內(nèi)殼1、所述外殼2與上下相鄰水平桁所圍成的立體結(jié)構(gòu)的垂直截面即為強(qiáng)結(jié)構(gòu)邊界的區(qū)域。其中，垂直截面是指該立體結(jié)構(gòu)在垂直船長(zhǎng)方向上的截面。
[0020]如圖4所示，水平、垂直扶強(qiáng)材端部用25°削斜。
[0021]如圖5所示是圖4結(jié)構(gòu)在舷側(cè)結(jié)構(gòu)上的具體位置，圖5中陰影區(qū)域即為圖4結(jié)構(gòu)圖的簡(jiǎn)化示意。圖5中所標(biāo)內(nèi)殼I與外殼2、水平桁3、4與圖4中所標(biāo)內(nèi)殼I與外殼2水平桁3、4 一對(duì)應(yīng)。圖5陰影區(qū)域中結(jié)構(gòu)與圖4中結(jié)構(gòu)一致，有垂向扶強(qiáng)材與橫向扶強(qiáng)材布置，大開(kāi)口面積占前述強(qiáng)結(jié)構(gòu)邊界的區(qū)域面積大于25%。圖5中X表示船寬方向，y表示船長(zhǎng)方向。圖5中，陰影部分為本發(fā)明改進(jìn)的肋板。
[0022]一種具體實(shí)施例，以少壓載水超大型油船雙舷側(cè)壓載艙肋板大開(kāi)口的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)為例，通過(guò)利用有限元模型的分析，以及對(duì)多個(gè)布置的評(píng)估選擇，設(shè)計(jì)出最優(yōu)的結(jié)構(gòu)形式；如圖3所示，大開(kāi)口垂向與橫向連接圓弧的半徑尺寸760毫米；距外殼最近的垂向扶強(qiáng)材與外殼的間距LI為740mm ;相鄰垂向扶強(qiáng)材的間距L2為575mm ;開(kāi)口兩側(cè)垂向扶強(qiáng)材與開(kāi)口距離L3為330mm ;水平、垂直扶強(qiáng)材端部采用25°削斜；大開(kāi)口處設(shè)置面板；大開(kāi)口面積占強(qiáng)結(jié)構(gòu)邊界的區(qū)域面積大于25% ;大開(kāi)口距其下方水平桁3之間的距離L4為500mm ;大開(kāi)口距上方水平桁L5為1100mm。
[0023]本發(fā)明通過(guò)對(duì)該大開(kāi)口進(jìn)行有效的分析計(jì)算，確保了結(jié)構(gòu)的屈服和屈曲強(qiáng)度。而且在滿(mǎn)足屈曲和屈曲強(qiáng)度的同時(shí)，有效的減少焊接工作量和空船重量，提高了鋼材利用率。因此本發(fā)明具有成本低、強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)。
[0024]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于壓載艙內(nèi)肋板大開(kāi)口的寬體雙舷側(cè)雙層底船舶，舷側(cè)和底部包括雙層殼體，舷側(cè)內(nèi)殼與外殼之間間隔設(shè)置有豎向結(jié)構(gòu)的肋板，其特征在于， 內(nèi)殼(I)與外殼⑵距離A大于船寬B的8% ; 所述肋板上豎向間隔開(kāi)設(shè)開(kāi)口 ；所述開(kāi)口面積大于由所述內(nèi)殼(I)、所述外殼(2)與上下相鄰水平桁所圍成的立體結(jié)構(gòu)且垂直于船長(zhǎng)方向的截面面積的25% ; 所述肋板開(kāi)口處腹板(13)上設(shè)置面板(14); 所述開(kāi)口兩側(cè)與所述內(nèi)殼(I)與所述外殼(2)之間分別布置第一道垂直扶強(qiáng)材(5)和第二道垂直扶強(qiáng)材￠);所述開(kāi)口與上方水平桁(3)之間布置第一道水平扶強(qiáng)材(7)，在第一道水平扶強(qiáng)材(7)與所述面板(14)間布置第三道垂向扶強(qiáng)材⑶和第四道垂向扶強(qiáng)材(9);所述開(kāi)口中部，內(nèi)殼⑴與所述面板(14)和外殼⑵與所述面板(14)之間布置第二道水平扶強(qiáng)材(10);所述開(kāi)口與下方水平桁(4)之間布置第五垂直扶扶強(qiáng)材(11)和第六垂直扶扶強(qiáng)材(12); 其中，所述水平、垂直扶強(qiáng)材端部用25°削斜； 大開(kāi)口垂向與橫向連接圓弧的半徑R尺寸為15A/100 ； 第一道垂直扶強(qiáng)材(5)與外殼的間距LI大于等于13.5A/100 ; 第一道垂直扶強(qiáng)材(5)和第二道垂直扶強(qiáng)材(6)的間距L2大于等于10.5A/100 ; 開(kāi)口兩側(cè)的垂向扶強(qiáng)材與開(kāi)口距離L3最小要滿(mǎn)足約6A/100 ； 開(kāi)口距其下方水平桁(3)之間的距離L4為500mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于壓載艙內(nèi)肋板大開(kāi)口的寬體雙舷側(cè)雙層底船舶，其特征在于，所述開(kāi)口形式結(jié)構(gòu)設(shè)置于船舶首部或尾部時(shí)，圓弧半徑隨線(xiàn)性增加。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于壓載艙內(nèi)肋板大開(kāi)口的寬體雙舷側(cè)雙層底船舶，其特征在于，所述肋板應(yīng)用于壓載艙中。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于壓載艙內(nèi)肋板大開(kāi)口的寬體雙舷側(cè)雙層底船舶，舷側(cè)和底部包括雙層殼體，舷側(cè)內(nèi)殼與外殼之間間隔設(shè)置有豎向結(jié)構(gòu)的肋板。當(dāng)內(nèi)殼(1)與外殼(2)距離A大于船寬B的8％時(shí)所述肋板上豎向間隔開(kāi)設(shè)的開(kāi)口面積大于由所述內(nèi)殼(1)、所述外殼(2)與上下相鄰水平桁所圍成的立體結(jié)構(gòu)且垂直于船長(zhǎng)方向的截面面積的25％。本發(fā)明有效的減少焊接工作量和空船重量，提高了鋼材利用率；橫向與垂向扶強(qiáng)材的布置，以及垂向與橫向連接圓弧的半徑尺寸，有效地傳遞了液貨與波浪的載荷；橫向與垂向扶強(qiáng)材端部采用25°削斜，有效的增加了焊接面積，減小應(yīng)力。本發(fā)明通過(guò)合理布置，使有大開(kāi)口的區(qū)域能滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求。
【IPC分類(lèi)】B63B11-04
【公開(kāi)號(hào)】CN104554627
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410822304
【發(fā)明人】陳立, 王景洋, 彭貴勝, 李文賀, 張麗波, 張倩, 郝佳姝, 趙蕾, 鄭煒, 王昆鵬
【申請(qǐng)人】大連船舶重工集團(tuán)有限公司
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月25日