CSR散貨船結(jié)構(gòu)設(shè)計研究.pdf

1、2006年4月1日，船級社結(jié)構(gòu)共同規(guī)范（全稱為Common Structure Rules，簡稱CSR）正式開始生效實施。CSR規(guī)范相對于原來各船級社的規(guī)范有了很大的變化，需要深入研究以設(shè)計出滿足新要求的船舶。
　　 CSR規(guī)范按船型又分為雙殼油船結(jié)構(gòu)共同規(guī)范（Common Structure Rules for Double Hull Oil tank）和散貨船結(jié)構(gòu)共同規(guī)范（Common Structure Rules for

2、 Bulk Carriers）。而散貨船市場自2006年復(fù)蘇以來，逐漸成為船舶市場上最為活躍的船型，其中50000噸級的巴拿馬型散貨船是該船型的主力。因此本文以58000噸散貨船為目標(biāo)船型，通過該船型的設(shè)計進(jìn)行散貨船結(jié)構(gòu)共同規(guī)范的研究。
　　 為了能全面的研究散貨船共同規(guī)范，本文開展了以下六個方面的工作：
　　 （1）裝載工況：船舶在航行及港口工況下靜水彎矩和剪力的實際配載值，是決定船體橫剖面縱向構(gòu)件設(shè)計彎矩和剪力的重要

3、因素，該值的大小將直接影響到船體結(jié)構(gòu)空船重量指標(biāo)。通過研究CSR規(guī)范的裝載工況要求，可以在設(shè)計的早期采取優(yōu)化措施，降低設(shè)計彎矩與剪力。
　　 （2）結(jié)構(gòu)設(shè)計原理：結(jié)構(gòu)設(shè)計原理是規(guī)范的前提和基礎(chǔ)。CSR規(guī)范中結(jié)構(gòu)設(shè)計原理包括材料、凈尺度方法、腐蝕裕量、極限狀態(tài)、腐蝕防腐和結(jié)構(gòu)布置原理等方面。與以前規(guī)范相比，其最大的差別和最具特色的內(nèi)容體現(xiàn)在凈尺度方法和腐蝕裕量的選取。通過研究CSR規(guī)范的結(jié)構(gòu)設(shè)計原理能夠避免在設(shè)計時犯原則性錯誤。<

4、br>　　 （3）總縱強度：船體梁在靜水與波浪彎矩和剪力作用下的總縱強度問題一直是結(jié)構(gòu)設(shè)計中至為關(guān)鍵的核心問題之一。本文通過對強度儲備及剪切強度校核兩方面來研究CSR規(guī)范要求下總縱強度。
　　 （4）極限強度：采用極限強度設(shè)計法(Ultimate Limit State Design簡稱ULSD法)能夠跟蹤船體結(jié)構(gòu)的破壞過程，更有效地描述結(jié)構(gòu)的真實安全裕度。本文通過研究CSR的極限強度要求以有效降低因極限強度衡準(zhǔn)而導(dǎo)致增加船體

5、剖面構(gòu)件尺度的可能性。
　　 （5）橫剖面規(guī)范設(shè)計：橫剖面規(guī)范設(shè)計涉及到骨材間距、構(gòu)件尺寸和類型、高強度鋼應(yīng)用、強框間距設(shè)置等內(nèi)容，本文通過載荷計算、不同位置的橫剖面的規(guī)范計算、最小厚度、局部強度和屈曲強度幾個方面研究了CSR規(guī)范對橫剖面設(shè)計的影響。
　　 （6）有限元分析：根據(jù)CSR規(guī)范要求，對船長150m以上散貨船，需要進(jìn)行直接有限元分析，通過研究有限元計算結(jié)果，有助于在設(shè)計的早期準(zhǔn)確設(shè)定橫向構(gòu)件尺寸，縮短設(shè)計周期。

6、
　　 最后，在完成58000噸散貨船設(shè)計的基礎(chǔ)上，通過對該船型的貨艙區(qū)縱向構(gòu)件、橫向支撐構(gòu)件、水密橫艙壁、機艙及首尾部等區(qū)域構(gòu)件的最終設(shè)計尺寸的分析，得到CSR規(guī)范對散貨船設(shè)計的主要影響如下：
　　 （1）中垂靜水彎矩增大，直接影響中剖面結(jié)構(gòu)設(shè)計。需適當(dāng)縮短中間艙特別是重壓載艙艙長，加長首尾貨艙艙長。
　　 （2）彎曲強度校核的強度儲備一般應(yīng)儲備在設(shè)計彎矩中。
　　 （3）合理布置和確定甲板上的縱向構(gòu)件

7、，提高加筋板的屈曲極限強度，以增大船體梁的極限彎矩值。
　　 （4）防屈曲加強筋在使用扁鋼時受到了很大的限制。
　　 （5）由于腐蝕要求的提高，骨材的腹板板厚增加。
　　 （6）在易發(fā)生屈曲和疲勞的區(qū)域，高強度鋼的使用受到了限制。
　　 （7）由于屈曲強度要求的提高，外底板及底部縱桁尺寸增大。
　　 （8）由于疲勞要求的提高，槽型橫艙壁下凳與相連內(nèi)底板及底部縱桁尺寸增大。
　　 （9）由于