船舶與海洋工程畢業(yè)論文4200dwt近海礦砂船的結構強度計算

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　　（20 屆）</b></p><p>　　4200DWT近海礦砂船的結構強度計算</p><p>　　所在學院 </p><p>　　專業(yè)班級 船舶與

2、海洋工程 </p><p>　　學生姓名 學號 </p><p>　　指導教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　目 錄</b&

3、gt;</p><p><b>　　中英文摘要I</b></p><p><b>　　前言III</b></p><p>　　1 總體設計部分1</p><p>　　1.1任務書及母型船資料分析1</p><p>　　1.2設計船排水量及主要尺度確定4</p&

4、gt;<p>　　1.3新船型線設計7</p><p>　　1.4總布置設計與總布置圖繪制11</p><p>　　1.5設計船重量重心計算18</p><p>　　2 結構設計部分24</p><p>　　2.1 設計船船體結構規(guī)范設計計算24</p><p>　　2.2主要構件尺寸24&l

5、t;/p><p>　　2.3構件尺寸匯總41</p><p>　　2.4中剖面模數(shù)計算42</p><p>　　2.5總強度校核44</p><p>　　2.6附相關結構圖45</p><p>　　3 總結及討論46</p><p>　　3.1船體說明書46</p><

6、;p>　　3.2設計總結49</p><p><b>　　參考文獻50</b></p><p><b>　　外文翻譯51</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本次設計目的是符合任務書和強度規(guī)范要求，布置合理的4200DWT近海

7、礦砂船。設計船為鋼質、單甲板、貨艙區(qū)域及機艙局部設有雙層底，貨艙區(qū)域舷側為雙殼結構、單機、單槳、單舵、縱橫混合骨架形式結構、鋼質焊接式的尾機型船，主要用于裝運煤礦、鐵礦等各類散裝貨物，航區(qū)為II 類的貨船。</p><p>　　該設計主要包括兩個部分：即總體部分和結構部分。一、總體部分包括：任務書與母型資料的分析，設計船主尺度與排水量確定，重量與重心計算，通過母型改造法繪制設計船型線圖與總布置圖。二、結構部分：船

8、體結構計算書，基本結構圖，中橫剖面圖及典型節(jié)點圖的繪制等。</p><p>　　概括整個設計過程所得的設計結論：設計船垂線間長Lpp =95.0m，設計吃水d=5.95m，設計排水量Δ=5696.258t，型深D=7.00m，型寬B=12.0m滿足設計任務書和相關規(guī)范的要求。</p><p>　　［關鍵詞］近海礦砂船 ；總體設計 ；結構計算</p><p>　　T

9、he structure strength calculations for 4200DWT </p><p>　　Offshore ore carrier</p><p>　?。跘bstract］This is a offshore ore carrier designed to consistent with specification and strength requirement

10、. It’s steel single-deck, Cargo area and cabin local equipped with double bottom, Cargo area for double shell structure starboard side ，single-propeller, alone rudder, longitudinal and transverse fixed framework, welding

11、 type, stern-engine</p><p>　　ship, mainly engaged in Shipping coal, iron ore, coal and other kinds of bulk goods , navigating zones for Type II.</p><p>　　The design process includes two parts: t

12、he general part and the structure part. The first part includes analysis with specification and model ship, determination of proposed ship’s principal dimensions and displacement , weight and gravity center estimate. The

13、 ship’s lines plan and general arrangement plan are developed accordind to imitation transformation. The second part includes the calculation of the hull structure, basic structural plan , midship section plan and typica

14、l node plan . </p><p>　　In summing, the length between perpendicular of this ship is95.0meters , the design draft is 5.95 meters ,and the design displancement is 5696.258 tons,all of which satisfy with the r

15、equirements of the specification and the relevant norms .</p><p>　　［Key words］Offshore ore carrier ; The general design; Structure calculatio</p><p><b>　　前 言</b></p><p>

16、　　隨著全球經濟的不斷發(fā)展, 礦砂船在世界航運業(yè)高速發(fā)展的新時期具有廣闊的市場前景,固對礦砂船的噸位和數(shù)量要求也越來越高,設計良好的礦砂船船體結構也是造船業(yè)追求的目標。一方面在我國船舶工業(yè)高速成長的階段，研究和開發(fā)礦砂船，對實現(xiàn)我國船舶工業(yè)“國輪國造”、“國能國解”的目標具有重要而現(xiàn)實的意義。另一方面，散貨船在海上交通運輸中起著舉足輕重的作用，但是海損事故卻一直時有發(fā)生。統(tǒng)計表明，越來越多的海損事故是由船體結構破壞造成的。因此對船舶的結

17、構強度計算是非常有必要的。</p><p>　　此次設計的4200DWT近海礦砂船有如下特點：鋼質，單甲板，貨艙區(qū)域及機艙局部設有雙層底，貨艙區(qū)域舷側為雙殼結構，單槳、單舵、單機，艉機型柴油機推進的近海航區(qū)礦砂船。本船具有球艏、艏樓和艉樓，兩個貨艙。用于裝運煤礦、鐵礦等各類散裝貨物。</p><p>　　根據(jù)給定的設計任務書和相關的母型資料，通過分析、研究、計算、繪圖等工作，來選擇船的主要

18、參數(shù)，確定船體型線，設計并繪制船體總布置圖等。在該船設計過程中，結合了礦砂船的特點，不僅在設計的各個階段盡量滿足規(guī)范，相關法規(guī)及任務書的要求，還注重了船體結構，空間，性能間的相互關系，在有限的空間盡量作出合理的布局，特別對局部結構進行了加強。該船的設計是根據(jù)母型改造法，基于任務書的要求，從總體和結構二部分著手進行設計，其中包括對主尺度和排水量的確定，重量重心計算，總布置設計，結構規(guī)范與規(guī)范設計計算以及基本結構圖、典型橫剖面圖、典型橫艙壁

19、圖和典型節(jié)點圖的繪制。</p><p><b>　　1 總體設計部分</b></p><p>　　船舶的總體設計是在深入分析任務書和調查研究的基礎上，進行船舶總體方案的設計?？傮w設計部分是新船設計過程中的一個總的基礎的重要環(huán)節(jié)，是一項基礎性的工作。它對設計工作順利進行和保證新船設計的正確與合理，滿足設計和使用要求具有決定性的作用。船舶總體部分的設計包括設計船主尺度的確

20、定，總布置設計與繪制總布置草圖以及設計船的重量重心的計算等內容。</p><p>　　1.1任務書及母型船資料分析</p><p>　　船舶的設計任務書是對該船使用任務和技術要求的體現(xiàn)，是設計的依據(jù)和出發(fā)點。其主尺度，總布置及相關設備選用與母型船相差不大，因此，以母型船為參考，依據(jù)相應法規(guī)和規(guī)范進行該船的總體設計。</p><p><b>　　1.1.1任

21、務書</b></p><p>　　船名：4200DWT礦砂船</p><p>　　航區(qū)：Ⅱ類（近海航區(qū)）</p><p>　　船型：本船為鋼質，單甲板，貨艙區(qū)域及機艙局部設有雙層底，貨艙區(qū)域舷側為雙殼結構，單槳、單舵、單機，艉機型柴油機推進的近海航區(qū)4200DWT近海礦砂船。本船具有球艏。有艏樓和艉樓，兩個貨艙.</p><p>

22、　　用途：用于裝運煤礦、鐵礦等各類散裝貨物</p><p>　　主尺度：總長LoA ~90m </p><p>　　垂線間長Lpp ~88m</p><p>　　型寬B 12.0m</p><p>　　型深D

23、 7.00m</p><p>　　吃水d 5.95m</p><p>　　方形系數(shù)Cb 0.8159</p><p>　　排水量Δ ~5800.0t</p><p>　　船員

24、 14人</p><p>　　載貨量 4200 t</p><p>　　棱形系數(shù)CP ~0.83</p><p>　　水線面系數(shù)CWP ~ 0.92</p><p>　　舯剖面系數(shù)Cm ~ 0.98

25、</p><p><b>　　船級與船籍：非國際</b></p><p>　　主機：8320船用柴油機1臺，額定功率2060KW，額定轉速525r/min，干重：30000kg，耗油率：203g/kW·h，尺寸（長×寬×高）：6010×1818×3480mm</p><p>　　齒輪箱：GWC5

26、2.59船用齒輪箱1臺，減速比3.5251：1，重：8920kg</p><p>　　航速/功率儲備：不低于12.0Kn/10%MCR</p><p>　　續(xù)航力/自持力：2000海里</p><p>　　船體結構(材料\結構形式等)：鋼質焊接，縱、橫混合骨架形式</p><p>　　總布置要求：本船主船體內設置淡水艙、機艙、壓載水艙、貨艙、

27、燃油艙、主機艙等；尾甲板上設置有廚房、船員室、餐廳、輔機室、衛(wèi)生間、駕駛室等。</p><p>　　設備要求：10人B型氣脹式救生筏2具，采用2.5m液壓舵機一臺，其余按法規(guī)和規(guī)范要求配備。</p><p>　　1.1.2母型船相關資料</p><p>　　(1)用途:本船為干貨船,可裝載糧食、煤炭、袋裝水泥及其他百貨等</p><p>　　

28、(2)航區(qū)：中國近海航區(qū)</p><p>　　(3)船型：本船為鋼質，單甲板，貨艙區(qū)域及機艙局部設有雙層底，貨艙區(qū)域舷側為雙殼結構，單槳、單舵、單機，艉機型柴油機推進的近海航區(qū)5000噸級干貨船。本船具有球艏。有艏樓和艉樓，二個貨艙.</p><p>　　(4)本船使用有關現(xiàn)行規(guī)范：“CCS”2001年《鋼質海船入級與建造規(guī)范》</p><p>　　中國海事局200

29、4年《國內航行海船法定檢驗技術規(guī)則》</p><p><b>　　(5)主要量度：</b></p><p>　　總 長LOA 99.40 m</p><p>　　兩柱間長Lpp 92.20 m</p><p>　　型 寬B

30、 14.50 m</p><p>　　型 深D 7.20 m</p><p>　　設計吃水d 5.95 m</p><p>　　肋 距S 0.60 m</p>&l

31、t;p>　　其中#57~#105 0.65 m</p><p>　　縱骨間距S1 0.625 m</p><p>　　設計排水量Δ 6680t</p><p>　　載貨量 497

32、0 t</p><p>　　方形系數(shù)Cb 0.8159</p><p>　　棱形系數(shù) CP 0.8315</p><p>　　水線面系數(shù)CWP 0.9213</p><p>　　舯剖面系數(shù)Cm

33、 0.9812</p><p>　　浮心距舯Xb 2.238 m</p><p>　　漂心距舯Xr -1.002 m</p><p>　　L/B=6.36 B/D=2.01</p><p><

34、b>　　甲板間高度:</b></p><p>　　主 甲 板~艉樓甲板 2.40m</p><p>　　艉樓甲板~救生甲板 2.40m</p><p>　　救生甲板~駕駛甲板 2.40m</p><p>　　駕駛甲板~羅經甲板

35、 2.50m</p><p>　　主 甲 板~艏樓甲板 2.10m</p><p>　　平臺甲板高度 4.75m</p><p>　　雙層底 1.20m</p><p><b>　　(6)主要性能:</b>&

36、lt;/p><p>　　主機: 6320ZCd-6柴油機一臺，額定功率1545KW，額定轉速525r/min</p><p>　　減速齒輪箱：GWC49/54一臺，速比: i=3 : 1</p><p>　　主機發(fā)電組: 二臺 6135ACa f / TFX-280S4-H，柴油機型號: 6135 ACa f，額定功率94KW，額定轉速1500r/min，發(fā)電機型號TF

37、X-280S4-H，額定功率90KW</p><p>　　停泊發(fā)電機組一臺: 4135Caf / 40GFC38，柴油機型號: 4135Caf，額定功率: 50KW，額定轉速: 1500r/min，發(fā)電機型號: 40GFC38，發(fā)電機功率: 40KW</p><p>　　應急發(fā)電機組一臺: ZS1115 / STC-15，柴油機型號: ZS1115型，額定功率: 16.1KW，額定轉速:

38、 2200r/min，發(fā)電機型號: STC-15，發(fā)電機功率: 15KW</p><p>　　航速：本船估算航速，在設計吃水時，主機發(fā)出常用功率，并在深水風力不大于蒲氏風標三級情況下，滿載試航航速率為12.0Kn</p><p>　　續(xù)航力、自持力：本船燃油艙計算，按常用功率下航速計算，續(xù)航力2000nminl，本船自持力10天</p><p>　　噸位：本船總噸位

39、：GT=2980,本船凈噸位：NT=1668</p><p>　　船員定額：船員定額16人</p><p>　　1.2設計船排水量及主要尺度確定</p><p>　　1.2.1仿式變換系數(shù)的確定</p><p>　　母型船：Lpp0=92.20m B0=14.50m D0=7.20m</p><p>

40、;　　d0=5.95m Cb0=0.8159 Δ0=6680.0t</p><p>　　設計船：Lpp~88m B=12.0m D=7.00m</p><p>　　d=5.95m Cb=0.8159 Δ~5800.0t</p><p>　　比較設計船與母型船資料，有Cb0= C

41、b，且兩者的主尺度相差不大，因此設計船的主尺度確定可采用仿式變換方法。</p><p><b>　　其中：， ，</b></p><p>　　m, n ,p 為仿式變換系數(shù) ；</p><p>　　d0,L0 ,B0 ,為母型船的設計吃水、船長、型寬；</p><p>　　d,L ,B ,為設計船的設計吃水、船長、型寬

42、；</p><p><b>　　取Lpp=95m，</b></p><p>　　得：新船排水量Δ理=6680×1.0304×0.8276×1=5696.258t</p><p>　　1.2.2設計船空船重量及其他各項重量估算</p><p>　　排水量是船舶技術性能的重要參數(shù)之一，是船舶設計

43、中各項性能計算的重要依據(jù)。船舶的排水量即為組成船舶的各項重量之和。船舶的重量可分為空船重量和載重量兩大部分，即 。</p><p><b>　　空船重量LW的估算</b></p><p>　　空船重量LW占設計排水量Δ相當大的一部分，且影響因素很多，不容易估算準確，特別是在設計初期階段。</p><p>　　空船重量LW分成船體鋼料重量WH、舾

44、裝重量WO和機電設備重量WM三大部分。</p><p>　　母型船空船質量=1312t</p><p>　　根據(jù)《船舶設計原理》[1]，采用平方模數(shù)法估算設計船空船重量，表3.2.3?。?lt;/p><p>　　船體鋼料重量與空船重量比：WH/LW=0.55</p><p>　　船體舾裝重量與空船質量比：WO/LW=0.29</p>

45、<p>　　母型船的鋼料重量WHO、舾裝重量WOO、機電重量WMO的計算如下：</p><p>　　WHO=0.55×LWO=0.55×1312=721.6t</p><p>　　WOO=0.29×LWO=0.29×1312=380.48t</p><p>　　WMO=1312-721.6-380.48=209.9

46、2t</p><p>　　則母型船的系數(shù)CH1、CO2、CMO的計算如下：</p><p>　　根據(jù)《船舶設計原理》[1]公式（3.2.2）,取a=1,b=2則</p><p>　　根據(jù)《船舶設計原理》[1]公式（3.2.20）得：</p><p>　　根據(jù)《船舶設計原理》[1]公式（3.2.26）得：</p><p>

47、;　　設計船的鋼料重量WH、舾裝重量WO、機電重量WM的計算如下：</p><p>　　因此可以得到設計船空船的質量：</p><p>　　2.各項載重量DW的估算</p><p>　　載重量DW包括了貨物、人員、行李、食品、淡水、燃油、爐水以及備品的重量。</p><p>　?。?）人員及行李：14×100kg=1.4t</

48、p><p><b>　　（2）食品和淡水：</b></p><p>　　根據(jù)《船舶設計原理》[1]公式（3.3.1）</p><p>　　總儲備量=自持力（d）×人員數(shù)×（食品定量+淡水定量）</p><p>　　=10×14×（3+150）=21.42t</p><

49、;p><b>　　自持力=</b></p><p>　　R——續(xù)航力（n mile）</p><p>　　Vs——服務航速（kn）</p><p><b>　?。?）燃油：</b></p><p>　　根據(jù)《船舶設計原理》[1]公式（3.3.3）</p><p><

50、;b>　　=</b></p><p>　　=0.203×2060×166.67×1.1×10-3</p><p>　　=83.638t </p><p>　　其中g1=203g/kW·h為主機耗油率 ，P1=2060KW為主機額定功率，</p><p>　　t=R/Vs=2

51、000/12=166.67h為航行時間，k=1.2為考慮風浪影響的系數(shù)</p><p><b>　?。?）潤滑油：</b></p><p>　　根據(jù)《船舶設計原理》[1]公式（3.3.5）</p><p>　　WL=εWF =0.0583.638=4.18t</p><p>　?。?）其他備品、供應品： </p&g

52、t;<p>　　0.5%×LW=0.5%×1254.5883=6.27 t</p><p>　?。?）載貨量：4200t</p><p>　　綜合以上幾項可得設計船的載重量為：</p><p>　　DW=1. 4+21.42+83.638+4.18+6.27+4200=4316.91t</p><p>　　3

53、.設計船排水量裕度估算</p><p>　　排水量裕度也叫排水量儲備。在初步設計階段時，通常要考慮加一定的排水量裕度，原因有設計中重量估算誤差；未預計重量的增加；建造中難免采用代用品導致空船重量增加。排水量裕度可取空船重量的4%~6%。</p><p>　　根據(jù)以上對設計船空船重量和載重量的估算，可得新船實際排水量：</p><p>　　Δ實=LW＋DW＝1254.

54、5883＋4316.91＝5571.5t</p><p><b>　　Δ實＜Δ理</b></p><p>　　設計船的整船重量與理論排水量之間的差值可以用排水量裕度來調整，最終可實現(xiàn)設計船的重力浮力平衡，滿足正浮要求。</p><p>　　所以設計船的主要尺度初定確定如下：</p><p>　　垂線間長Lpp

55、 95.0m</p><p>　　型寬B 12.0m</p><p>　　型深D 7.00m</p><p>　　吃水d 5.95m</p><p>　　方形系數(shù)Cb

56、 0.8159</p><p>　　排水量Δ 5696.258t</p><p><b>　　1.3新船型線設計</b></p><p>　　型線設計是船舶總體設計的一項重要內容，船體型線是關系到新船全局性的項目之一。正式的型線圖是總布置設計、船體結構與性能計算，以及機艙布置和建造放樣等設計項目的依據(jù)和

57、基礎。</p><p>　　1.3.1型線圖生成</p><p>　　由于本船主尺度、排水量、載重量、總布置及相關設備選用與母型船相差不大，因此，以母型船型線圖為參考，依據(jù)母型改造法生成新設計船的型線圖。當新船與母型船的主尺度不同時，需作尺度變換，常用的是線性變換，即</p><p>　　長度：X=X0(L/L0)</p><p>　　寬度：

58、Y=Y0(B/B0)</p><p>　　吃水：Z=Z0(d/d0)</p><p>　　并在保證航行性能、總布置要求、船體結構的合理規(guī)范和工藝性及經濟性等因素后，對變換后的型線作適當?shù)男薷模纯傻玫皆O計的船體型線圖。</p><p><b>　　1.3.2型值生成</b></p><p>　　在L、B、d方向分別以相應

59、線性比例縮放,得到設計船型值. 如表1-2所示。再經過三向光順，從設計船的型線圖中讀取各型值，型值表如表1-3所示。</p><p>　　在L、B、d方向分別以相應線性比例縮放,初步得到設計船型值如下：</p><p>　　根據(jù)初步得到的型值表繪制設計船型線圖，繪制半寬水線圖、縱剖線圖、橫剖線圖，三向光順后得到最終型線圖，在圖上重新讀取設計船型值如下：</p><p&g

60、t;　　型線圖見附圖（ZHC445-100-02）</p><p>　　1.4總布置設計與總布置圖繪制</p><p>　　總布置設計是船舶總體設計中一項非常重要的任務。它不但對船的使用效能和航行性能有重要的影響，而且是其他各項設計和計算的主要依據(jù)。</p><p>　　總布置設計是總攬全局性的一項工作，它不僅涉及到各個方面，而且貫穿了一艘新船設計的各個階段?？偛贾?/p>

61、設計部僅僅是一項具體的布置設計工作，更是一項解決各種矛盾、協(xié)調各部分設計的綜合性工作。</p><p>　　在新船設計的初始階段，為了便于方案構思和把握主尺度與載重量、艙容、布置地位之間的關系，以及協(xié)調主要性能之間的矛盾，就需要對船的總布置有所設想和考慮，并繪制總布置草圖。</p><p>　　根據(jù)新船的特點和任務書的要求，在分析母型資料的基礎上，先擬訂能反映總布置大體輪廓和布局的草圖。經

62、過對草圖核算分析，解決總體布局后，再根據(jù)型線圖的型值，具體詳細地對各艙室及設備進行更詳細的布置，對母型船采取了適當?shù)母倪M。畫出正式總布置圖，為整個船體的設計作出一個大致的輪廓。</p><p>　　1.4.1主船體內船艙的劃分</p><p>　　主要是確定水密艙壁、甲板和平臺、邊艙及雙層底等的設置與劃分。</p><p>　　根據(jù)我國船級社規(guī)定尾機型散貨船的水密橫

63、艙壁總數(shù)一般不小于5，對水密橫艙壁的設置還規(guī)定：除尾尖艙壁外，其余水密艙壁均應通過艙壁甲板；當尾尖艙內設有位于水線以上的水密平臺甲板時，尾尖艙壁可通至水密平臺甲板為止；機艙的前后壁應是水密艙壁。</p><p>　　實際布置的需要并結合母型船的設置，設計船主船體設置7道水密橫艙壁，自尾至首依次劃分為：</p><p>　　全船共設置4個邊壓載水艙，分主甲板（連續(xù)甲板）、 艏樓甲板、尾樓甲板

64、、救生甲板、駕駛甲板、羅經甲板。</p><p>　　1.4.2肋骨間距 </p><p>　　根據(jù)《船舶設計原理》[1]公式（7.2.1），我國海船規(guī)范規(guī)定標準肋骨間距</p><p><b>　　=652mm </b></p><p>　　船舶設計時，實取的肋骨間距是在上述規(guī)定的基礎上，考慮布置和方便施工等因素來確

65、定的，通常將其圓整到某位整數(shù)。為保證船舶首尾處有足夠的強度， CCS中規(guī)定首尾尖艙范圍內的肋距不大于600mm，故首尾處肋距取600mm。同時為減輕空船重量，在某些強度較好的部位其肋距可以取大一些，另外結合母型船的布置，并將標準肋骨間距值圓整之后確定57～109肋位處的肋距為650mm。</p><p><b>　　1.4.3機型</b></p><p>　　該設計船

66、采用尾機型船，對于貨船機艙布置在尾部可使中部方整的船體用來設置貨艙，便于貨物裝卸和理貨及清艙，也有利于貨艙口布置，有利于提高使用效能和經濟效率。此外可縮短軸系長度，提高軸系效率，減低造價，且不需設軸隧而損失艙容，有利于結構連續(xù)性和工藝性。當然也存在著浮態(tài)調整比較困難等不利因素，而此次設計過程中采取加首壓載水及必要時加邊壓載水的方法來調整浮態(tài)。</p><p>　　1.4.4上層建筑的劃分</p>&

67、lt;p>　　艏樓內設有帆纜艙、錨機控制間、油漆室等；艉樓內設有單人室3間，廁所，盥洗室，CO2室及機艙出入口，廚房及餐廳；尾部設有舵機艙室等，中部設機艙棚等；艉樓甲板上甲板室內設：單人室8間、充放電室、蓄電池各一間；救生甲板上甲板室內設：單人室3間、會議室一間及應急發(fā)電機室一間；駕駛甲板上內設：報務室、海圖室及駕駛室等。</p><p>　　1.4.5總布置正式圖</p><p>

68、　　經過計算和設計，在前面總布置草圖的基礎上，經進一步設計和細化，畫出較詳細的表示全船艙室及設備布置的總布置正式圖。見附圖（ZHC445-100-02）。</p><p><b>　　1.4.6艙容</b></p><p><b>　　1.4.7艙容校核</b></p><p>　　1.主船體總容積的估算</p>

69、;<p>　　根據(jù)主尺度（包括方形系數(shù)），可粗估垂線間長范圍內主船體的型容積。</p><p>　　參照《船舶設計原理》[1]公式（4.3.1）</p><p>　　VH=CBDLPPBD1</p><p>　　=0.824×95×12×8.3=7796.688m3</p><p>　　式中：CBD

70、——計算到型深的方形系數(shù)，可按下式估算：</p><p>　　CBD=CB+（1-CB）（D-d）/(C1d)</p><p><b>　　其中C1取4</b></p><p>　　D1——計入舷弧和梁拱的相當型深，可按下式估算：D1=D+SM+0.7C,其中：SM為相當舷弧高，可近似為首尾舷弧之和的1/6,C為梁拱值，取C=0.01B<

71、/p><p><b>　　2.全船容積校核</b></p><p>　　已知所需的貨艙容積VC,壓載水艙容積VB，機艙容積VM，油水艙容積VOW以及其他艙容積VA，則可以用全船容量方程來校核，參照《船舶設計原理》[1]公式（4.3.5）</p><p>　　VC+VB+VM+VOW+VA=7277.4m3＜VH</p><p&g

72、t;　　符合艙容要求，因為該式中機艙所需容積實際上是由機艙布置地位所決定的，全船的實際艙容小于理論計算艙容。</p><p>　　1.4.8舾裝數(shù)及錨泊設備計算和其他布置</p><p>　　1.舾裝設備按《2006鋼制海船入級建造規(guī)范》[3]第二篇第三章舾裝的要求選取。本船舾裝數(shù)按下面公式計算：</p><p>　　N=+2Bh+

73、 </p><p>　　式中: —夏季載重線下的型排水量 ；</p><p><b>　　B—船寬</b></p><p>　　h—從夏季載重水線到最上層甲板室頂部的有效高度；對最下層的層高hi 從上甲板中心線量起，或具有不連續(xù)上甲板時, 從上甲板最低線及其平行于升高部分甲板的延伸線量起, 即

74、:</p><p><b>　　h=a+∑h1 </b></p><p>　　a—船中夏季載重至工作甲板的距離；</p><p>　　h1—各層寬度大于B/4的艙室，在其中心線處計量的高度。</p><p>　　A—在船長L范圍內夏季載重水線以上的船體部分和上層建筑及各層寬度大于B/4的甲板室的側投影面積的總和，A=35

75、5 m2</p><p>　　N=+2Bh+= 5696.2582/3+2 ×12 ×12.39+=651.81 </p><p><b>　　2.錨設備：</b></p><p>　　錨:2600KgGB/T546-97霍爾錨3只,其中一只為備錨。</p><p>　　錨鏈:配AM2φ44mm

76、有檔焊接錨鏈440m。</p><p>　　錨機:φ44mm分體式電動液壓起錨機1臺。</p><p>　　錨機與錨鏈筒之間設有閘刀止鏈器及導鏈輪2只。</p><p>　　錨鏈艙壁處，并設有CB531-66簡易棄錨裝置。</p><p><b>　　3.系泊設備</b></p><p>　　拖索

77、及系船索可按船方要求配置</p><p>　　拖索：規(guī)范要求：破斷負荷406.7KN 190m×1 根</p><p>　　設計配置：尼龍繩φ60mm×190m 1 根</p><p>　　破斷負荷大于451KN</p><p>　　系船索：規(guī)范要求：破斷負荷157KN 160m×4 根</p>

78、;<p>　　設計配置：丙綸纜繩φ48mm×160m 4 根</p><p>　　破斷負荷大于203KN</p><p><b>　　帶纜樁</b></p><p>　　艏樓甲板上設有A315 GB/T 554-96帶纜樁4只，拖帶纜樁B450，2只。</p><p>　　艉樓甲板上設有A315

79、 GB/T554-96帶纜樁4只。</p><p>　　主甲板貨艙區(qū)域兩舷設有A315 GB/T 554-96帶纜樁4只。</p><p><b>　　導纜孔</b></p><p>　　艏樓甲板設有A320×200 CB34-76 鑄鋼導纜孔2只。</p><p>　　主甲板上設有A300×220

80、CB34-76 鑄鋼導纜孔4只。</p><p>　　艉樓甲板舷墻上設有A320×200 CB34-76 鑄鋼導纜孔5只。</p><p><b>　　導纜鉗</b></p><p>　　艏樓甲板上設有C250Zg CB/T38-99三滾輪倒纜鉗2只。</p><p><b>　　繩索卷車</b

81、></p><p>　　艏樓甲板上設有46CB/T 498-95纜索卷車2臺。</p><p>　　艉樓甲板上設有46CB/T 498-95纜索卷車2臺。</p><p><b>　　絞纜機 </b></p><p>　　艉樓甲板上設有11/11/7.5KW絞纜機1臺，額定拉力49KN。</p>&l

82、t;p><b>　　4.救生設備</b></p><p>　　按照中國海事局2004年頒發(fā)《國內航行海船法定檢驗技術規(guī)則》有關對近海航區(qū)船舶要求配置。</p><p>　　配置QJF-B 10人氣脹失救生筏2具，位于救生甲板#16~#18肋位右舷，并配有靜水壓力釋放器的救生筏架。采用2.5m液壓舵機一臺</p><p>　　泡沫塑料救生

83、圈8只，其中帶自亮浮燈2只，帶自亮浮燈煙霧信號2只，帶救生索2只，普通救生圈2只。</p><p>　　泡沫塑料救生衣24件，分布于各船員艙室，配口哨，其中4件供值班室用，分別置于駕駛室與機艙內存儲救生柜內。</p><p>　　人機動開敞式玻璃鋼救生艇1艘。位于救生甲板左舷，并配有起艇機、艇架及救生登梯。</p><p>　　火箭降落傘火焰信號12支，雷達應答器2

84、只，衛(wèi)星緊急無線電示位標1只，救生拋繩器4具，應急遇險火焰信號12支，救生軟梯2部，救生艇筏手提雙向甚高頻無線電話3部，救生艇筏屬具按規(guī)范要求配置。</p><p><b>　　5.消防設備</b></p><p>　　按照中國海事局2004年頒發(fā)《國內航行海船法定檢驗技術規(guī)則》進行配置。</p><p>　　本船設有獨立水滅火系統(tǒng)及機艙、貨艙

85、CO2滅火系統(tǒng)。油漆間設單瓶獨立的CO2滅火系統(tǒng)。配置手提式CO2滅火機4只，配置手提式干粉滅火機21只，配置手提式泡沫槍裝置一具，機艙內配置135升手推式泡沫滅火機1臺，消防斧4把，消防桶及砂箱個2只</p><p>　　消防員裝備2套：個人裝配：防護服、消防靴、手套、消防頭盔、電安全燈。呼吸器備有適當數(shù)量備用充氣筒，并配耐火救生繩及水霧</p><p>　　6.艙蓋、扶梯、欄桿等設備&

86、lt;/p><p>　　本船貨艙艙口蓋為鋼質艙口蓋，NO1貨艙風雨密艙口蓋為2塊，NO2貨艙風雨密艙口蓋為2塊。貨艙艙口蓋起閉方式為吊離式。</p><p>　　船上所有出入小艙口蓋選用鋼質水密艙口蓋，入孔選用450×600水油密</p><p>　　扶梯：室外斜梯均為鋼質，直梯采用扁鋼梯架。室內斜梯下均設置封閉鋼板。</p><p>

87、　　欄桿：本船舷側無舷墻處設高度1000mm 鍍鋅水煤氣管1”,間距為1500mm。下檔橫桿間距不大于230mm。上檔橫桿間距不大于380mm。</p><p><b>　　7.信號設備</b></p><p>　　參照中國海事局2004年頒發(fā)《國內航行海船法定檢驗技術規(guī)則》進行配置。</p><p>　　基本號燈：桅燈2只，左右舷燈各一只（并

88、配備備用燈泡2）；白環(huán)照燈5只，兼作錨燈；紅環(huán)照燈4只，兼作失控燈；綠環(huán)照燈3只</p><p>　　閃光燈：手提式白晝通信閃光燈1只（并配備備用燈泡2只）；轉彎閃光燈2只（左右、右綠）；過橋閃光燈1只（白色）</p><p>　　號型設備：大號球體3只。</p><p>　　號旗設備：4號國旗4面，3號國際信號旗1套，手旗1付。</p><p&

89、gt;　　音響信號器具：大型號笛一只，大型號鐘一只。</p><p>　　1.5設計船重量重心計算</p><p>　　船舶重心G的坐標原點規(guī)定為中縱剖面基線上船長（通常為Lpp）中點O，且船的左右舷重量分布通常是對稱的，故=0。因此船舶的重心估算，和垂向坐標KG的估算。的估算關系到船的浮態(tài)，即影響船的縱傾；KG的估算則影響船的穩(wěn)性，都很重要，必須仔細計算。</p><

90、p>　　1.5.1重心高度KG的估算</p><p><b>　　1.空船重心高度</b></p><p>　　估算空船的重心高度的方法是在估算出、和后，分別估算出它們的重心高度、和，然后通過下式求?。?lt;/p><p><b>　　船體鋼料重心高度</b></p><p>　　根據(jù)《船舶設計原

91、理》[1]公式（3.5.5）</p><p>　　其中：為計入舷弧和艙口圍壁容積影響的相當型深，粗略地可直接用型深D代替</p><p>　　式中CBD=0.8159，L=95m，B=12.0m，D=7m</p><p>　　得到CEH=0.5007</p><p><b>　　取==8.3m</b></p>

92、<p>　　代入得：=4.156m</p><p><b>　?。?）舾裝重心高度</b></p><p>　　根據(jù)《船舶設計原理》[1]公式（3.5.7）</p><p><b>　　取=8.3m</b></p><p>　　代入得：=1.02 =8.466m</p>

93、<p>　?。?）機電設備重心高度</p><p>　　=0.55D=3.85m</p><p>　　由上述計算結果可得到空船重心高度為</p><p><b>　　=5.276m</b></p><p>　　2.載重量的重心高度</p><p>　　現(xiàn)已有總布置圖，載重量DW的重心高度

94、可以根據(jù)各個項目重量的具體位置進行估算。如人員、行李、食品的重心一般可取為所在甲板以上1m處；雙層底內油水的重心高度可取為雙層底高度的3/5左右；貨物的重心高度取為艙容積的形心高度。</p><p>　　1.5.2重心縱向位置</p><p>　　估算重心縱向位置的目的是為了與浮心縱向位置配合后使船舶有適宜的浮態(tài)。</p><p>　　空船重量的重心縱向位置<

95、/p><p>　　空船重量的重心縱向位置，在設計初始階段可近似用比例于船長L的方法，用母型船資料換算，即：， </p><p>　　式中：—比例系數(shù)，取自母型船</p><p><b>　　=-0.064</b></p><p>　　空船重心縱向位置=-0.06495=-6.1m</p><p>　　

96、2.載重量重心縱向位置</p><p>　　載重量DW各部分的重心縱向位置，可根據(jù)總布置圖上各部分載重量所處的位置并考慮船型特征進行估算，匯總后可求得載重量的重心縱向位置。</p><p>　　船舶在計算重量中需要進行四種狀態(tài)計算——滿載出港、滿載到港、空載（加壓載水）出港、空載（加壓載水）到港。</p><p>　　滿載出港——設計排水量狀態(tài)</p>

97、<p>　　滿載到港——這時的船上的油水等消耗品重量規(guī)定為設計狀態(tài)儲備量的10%</p><p>　　壓載出港——船上不裝載貨物，但有所需的壓載水，油水儲備量為設計狀態(tài)之值</p><p>　　壓載到港——船上不裝載貨物，但有所需的壓載水，油水為其總儲備量的10%</p><p>　　表 2—14 滿載出港重量重心計算</p><p&

98、gt;　　表 2—15滿載到港重量重心計算</p><p>　　表 2—16空載出港重量重心計算</p><p>　　表 2—17空載到港重量重心計算</p><p><b>　　2 結構設計部分</b></p><p>　　根據(jù)船舶主尺度和結構形式及各種營運、施工要求，按船級社指定的船舶建造規(guī)范的有關規(guī)定，決定構件的布

99、置與尺度，再進行總強度與局部強度、結構穩(wěn)定性等校核。船體結構尺寸確定是船舶各個部分結構強度滿足規(guī)范要求的保證。所以必須認真做好各個部位的結構用鋼計算。既不浪費鋼材也能滿足結構強度規(guī)范要求。</p><p>　　2.1 設計船船體結構規(guī)范設計計算</p><p>　　2.1.1本船為鋼質，單甲板，貨艙區(qū)域及機艙局部設有雙層底，貨艙區(qū)域舷側為雙殼結構，單槳、單舵、單機，艉機型柴油機推進的近海航

100、區(qū)4200DWT近海礦砂船。本船具有球艏。有艏樓和艉樓，兩個貨艙。</p><p>　　2.1.2主要尺度和尺度比</p><p>　　總 長LOA 102.2m</p><p>　　兩柱間長Lpp 95.0 m</p><p>　　設計水線長LWL

101、 97.05m</p><p>　　計算船長L 94m（96% LWL=0.96 ×97.05=93.17</p><p>　　97% LWL=0.97 ×97.05=94.14）</p><p>　　型 寬B 12. 0 m</p>&l

102、t;p>　　型 深D 7.00 m</p><p>　　設計吃水d 5.95 m</p><p>　　方形系數(shù)Cb 0.8159</p><p>　　排水量Δ 5696.258t</p><p&g

103、t;　　肋 距 S 0.60 m </p><p>　　其中#57~#109 0.65 m</p><p>　　該船船長大于65m的焊接結構的鋼質海船，L/B大于5，B/D小于2.5及Cb 大于0.6,</p><p>　　滿足《鋼質海船入級與建造規(guī)范》（2006）[3]的適用范圍，所以

104、本船結構選材和強度校核可選用《鋼質海船入級與建造規(guī)范》（2006）[3]進行。下文結構選材中所提及的“規(guī)范”均指《鋼質海船入級與建造規(guī)范》（2006）[3]。</p><p><b>　　2.2主要構件尺寸</b></p><p><b>　　2.3構件尺寸匯總</b></p><p>　　2.4中剖面模數(shù)計算</p

105、><p>　　因此：ε=∑AiZi/∑Ai =1703144.252/7064.7=241.078cm </p><p>　　I=∑AiZi 2+∑i0-∑Aiε2</p><p>　　= 923079006.4+ 33406135.03-7064.7×241.0782</p><p>　　=545894653.3cm4</p&g

106、t;<p>　　Wmin=I/(h-ε)=55458946533.3/(700-241.078)=1189515.11cm3</p><p><b>　　2.5總強度校核</b></p><p>　　根據(jù)《船舶強度與結構設計》[2]中規(guī)范要求的船中剖面特性</p><p>　?。?）船中剖面模數(shù)不小于：</p>&l

107、t;p>　　1252117.15 cm3 </p><p>　　式中：—系數(shù)，7.79；</p><p><b>　　—船長，94m；</b></p><p><b>　　—型寬，12m；</b></p><p>　　—方型系數(shù)，0.8159。

108、</p><p>　?。?）慣性矩不小于：</p><p>　　353097036. 2 cm4 </p><p>　　式中：—按上式計算所得之值。</p><p><b>　?。?）校核：</b></p><p>　　剖面模數(shù)：2

109、=2×1189515.11 =2379030.22cm3＞1252117.15 cm3 滿足要求</p><p>　　剖面慣性矩：545894653.3cm4＞353097036. 2cm4 滿足要求</p><p><b>　　2.6附相關結構圖</b></p><p>　　2.6.1基本結構圖（ZHC445—110—01）

110、</p><p>　　根據(jù)構件計算的結果和母型船資料，繪畫出基本結構。</p><p>　　2.6.2舯橫剖面圖（ZHC445—110—02）</p><p>　　根據(jù)構件的計算和結合母型船資料，設計出新船的橫剖面圖。</p><p>　　2.6.3典型節(jié)點圖（ZHC445—110—03）</p><p>　　綜合上面

111、幾張圖，繪畫出此船在艙室重要部分的構件的連接方法和方式。</p><p><b>　　3 總結及討論</b></p><p><b>　　3.1船體說明書</b></p><p><b>　　3.1.1概述</b></p><p>　　本船為鋼質，單甲板，貨艙區(qū)域及機艙局部設有

112、雙層底，貨艙區(qū)域舷側為雙殼結構，單槳、單舵、單機，艉機型柴油機推進的近海航區(qū)4200DWT近海礦砂船。本船具有球艏。有艏樓和艉樓，兩個貨艙</p><p>　　3.1.2主要尺度及參數(shù)</p><p><b>　　主尺度：</b></p><p>　　總 長LOA 102.2 m</p><p&g

113、t;　　兩柱間長Lpp 95.0 m</p><p>　　型 寬B 12. 0 m</p><p>　　型 深D 7.0 m</p><p>　　設計吃水d 5.95 m</p><p>　　肋 距S

114、 0.600 m </p><p>　　其中#57~#105 0.650 m</p><p>　　設計排水量Δ 5696.258 t </p><p>　　載貨量 4200 t</p><p>　　方形系數(shù)Cb 0.8159</

115、p><p><b>　　甲板間高：</b></p><p>　　主甲板至艉樓甲板 2.40m </p><p>　　艉樓甲板至救生甲板 2.40m </p><p>　　救生甲板至駕駛甲板 2.40m </p><p>　　駕駛甲板至羅經甲板

116、 2 50m</p><p>　　主甲板至艏樓甲板 2.10m </p><p>　　平臺甲板高度 4.75m</p><p>　　雙層底 1.20m</p><p>　　3.1.3干舷及穩(wěn)性</p><p>　　干舷滿足我國海船載

117、重線規(guī)范對國內航行船舶的要求，穩(wěn)性滿足我國海船規(guī)范對Ⅱ類航區(qū)船舶要求。</p><p>　　3.1.4主機及航速</p><p><b>　　主機:一臺</b></p><p>　　主機類型: 8320船用柴油機</p><p>　　額定功率: 2060KW</p><p>　　額定轉速: 525

118、r/min</p><p>　　耗油率：203g/kW·h</p><p>　　3.1.5船員及續(xù)航力</p><p>　　船員: 14P</p><p>　　續(xù)航力： 2000n mile</p><p>　　3.1.6布置情況（詳見總布置圖）</p><p>　　本船主船

119、體設置7道水密橫艙壁,自尾至首依次劃分為:</p><p>　　尾～#2 淡水艙（左或右）；#2～#3 空艙；#3～#8 NO3燃油艙（左或右）。其下為冷卻水艙；#8～#30 機艙；#30～#83 為 NO2貨艙；#83～#142 為 NO1貨艙；#142～#148 平臺甲板下：NO1壓載水艙。平臺甲板上：應急消防泵艙。其中#146～#148為錨鏈艙；#148～首 平臺甲板下：艏尖艙兼壓載水艙。平臺甲板上：

120、空艙。</p><p>　　全船共設置4個邊壓載水艙，分主甲板（連續(xù)甲板）、 艏樓甲板、尾樓甲板、救生甲板、駕駛甲板、羅經甲板。</p><p><b>　　3.1.7船體結構</b></p><p><b>　　1.概述</b></p><p>　　本船結構形式為縱橫混合骨架式，單底的鋼質船舶。&

121、lt;/p><p>　　本船肋骨間距均為600mm，其中#57~#109為650mm</p><p><b>　　2.構件主要尺寸</b></p><p>　　船體主要構件按中國船級社《鋼質海船入級與建造規(guī)范》（2006）的要求設計。主要構件尺寸，見主要構件匯總表。</p><p><b>　　3.1.8舾裝設備&