WUT494-110-02JS 船体总纵强度计算书.doc

1、 TEL:0576-88038828 FAX:0576-8803890879.8m 甲板运输船 技 术 设 计标记 数量 修改单号 签字 日期WUT49411002JS总面积 共 15 页 第 1 页编制 打字校对标检审核审定 日期船体总纵强度计算书 武汉理工大学华东船舶设计研究院台州理工船舶工程设计有限公司船体总纵强度计算书 WUT494-110-02JS 第 2 页目 录一、船体总纵强度计算 .31. 概述 32. 主尺度 33. 图纸及资料 34.计算状态 .35 船体梁弯曲强度计算 .45.1 计算假定 45.2 船体梁舯剖面特性计算 45.3 许用合成弯矩 计算 5M5.4 垂向波荷

2、弯矩计算结果 55.5 许用静水弯矩 的计算 7S5.6 静水弯矩计算结果 75.7 总纵弯曲应力计算 75.8 总纵弯曲应力计算和校核 86.船体梁剪切强度计算 .86.1 剪切剖面特性计算 86.2 许用静水剪力计算 .106.3 垂向波浪剪力计算结果 .116.4 静水剪力计算结果 .126.5 剪切应力计算与校核 .13二、附件 179.8 米甲板运输船装载计算 15三、附件 279.8 米甲板运输船波浪载荷直接计算报告 15船体总纵强度计算书 WUT494-110-02JS 第 3 页一、船体总纵强度计算1. 概述本船为航行于沿海航区的钢质全焊接单舷、单底、单甲板结构的甲板运输船，全

3、船除载货区域船底为纵骨架式外，其余全部为横骨架式。本计算书根据中国船级社“CCS” 国内航行海船建造规范 （2006）要求校核总纵强度，由于该船的主尺度比不符合规范波浪载荷计算的适用条件，故本计算书按照 2.2.1.3 节的要求，对波浪载荷应采用直接计算方法确定。计算模型按送审的总布置图、线型图、基本结构图、横剖面图及相关资料建立。2. 主尺度总 长： L 79.80 m设计水线长： LWL 78.04 m垂线间长： LPP 76.80 m计算船长： L 75.70 m 型 宽： B 18.00 m型 深： D 4.30 m设计吃水： d 3.25 m方形系数： Cb 0.8965满载排水体积

4、： 3970.0 m3型宽型深比： B/D （规范要求2.5）4.19 不满足要求3. 图纸及资料总布置图： WUT494-100-02型线图： WUT494-100-03基本结构图： WUT494-110-04主要横剖面图： WUT494-110-03结构规范计算： WUT494-110-01JS各种载况及稳性计算书： WUT494-101-01JS附件 1： 79.8 米甲板运输船装载计算附件 2 ： 79.8 米甲板运输船波浪载荷直接计算报告4.计算状态按规范要求取满载出港、到港；压载出港、到港等几种工况计算，根据本船 WUT460-101-01JS 各种载况及稳性计算情况列于表 4-1

5、表 4-1 计算工况船体总纵强度计算书 WUT494-110-02JS 第 4 页工况 装载状态 排水量（t） 重心纵向位置(m) 吃水(m)LC1 满载出港 3985.6 -0.044 3.250LC2 满载到港 3947.5 0.081 3.222LC3 压载出港 2730.2 -1.220 2.309LC4 压载到港 2634.9 -0.305 2.2335 船体梁弯曲强度计算5.1 计算假定5.1.1 按船体总强度计算时的常规方法将船体梁静置于波浪上;5.1.2 校核总弯曲强度时合成总弯矩 M 采用静水弯矩 MS 加上波浪弯矩 MW 的方法确定。5.2 船体梁舯剖面特性计算按“CCS”

6、国内航行海船建造规范 （2006）2.2.4 条文计算剖面特性（舯剖面特性计算见表5-1，船体梁弯曲强度计算剖面图见图 5.1）图 5.1 船体梁弯曲强度计算剖面表 5-1 船舯剖面特性计算序号 构件名称 构件尺寸 （mm） 数量剖面积A(cm2)距参考轴距离z(m)静力矩A*z(cm2m)惯性矩 IA*z2(cm2m2)自身惯性矩 I(cm2m2)距中和轴距离 z（m）静力矩 S（cm2m）1 甲板纵桁面板 10 100 4 40 4.076 163.04 664.55 0.033 1.89 75.69 2 甲板纵桁腹板 8 300 4 96 4.247 407.71 1731.55 0.0

7、00 2.06 198.07 3 水平/舷侧纵桁面板 10 100 3 30 2.5 75.00 187.50 0.025 0.32 9.49 4 水平/舷侧纵桁腹板 8 300 3 72 2.5 180.00 450.00 0.000 0.32 22.77 5 中纵舱壁 8 3600 0.5 144 2.7 388.80 1049.76 155.520 0.52 74.33 6 纵舱壁 8 3432 1 274.56 2.7 741.31 2001.54 269.495 0.52 141.73 船体总纵强度计算书 WUT494-110-02JS 第 5 页7 甲板边板 13 2100 1 2

8、73 4.327 1181.3 5111.36 0.000 2.14 585.09 8 甲板板 13 6900 1 897 4.432 3975.5 17619.4 0.000 2.25 2016.63 9 舷顶列板 12 1500 1 180 3.65 657.00 2398.05 33.750 1.47 263.91 = 3387.69 10 舷侧外板 10 2000 1 200 1.9 380.00 722.00 66.667 -0.28 -56.76 11 舭列板 10 1800 1 180 0.45 81.00 36.45 6.075 -1.73 -312.09 12 船底板 10

9、6758 1 675.8 0 0.00 0.00 0.000 -2.18 -1475.82 13 平板龙骨 12 900 1 108 0 0.00 0.00 0.000 -2.18 -235.85 14 中纵舱壁 10 900 0.5 45 0.45 20.25 9.11 3.038 -1.73 -78.02 15 纵舱壁 10 1000 1 100 0.5 50.00 25.00 8.333 -1.68 -168.38 16 旁内龙骨面板 12 200 4 96 0.75 72.00 54.00 0.320 -1.43 -137.65 17 旁内龙骨腹板 10 750 4 300 0.375

10、 112.50 42.19 14.063 -1.81 -542.64 18 船底纵骨 L140x90x8 10 180 0.07 12.60 0.88 0.364 -2.11 -380.49 A= e= A*z= A*z2= io= = -3387.69 3891.4 8497.99 32103.4 557.68 S= 6775.39 I= 28206.2 Zd= 2.184 Wd= 12546.2 Wb= -12916.0 注：根据本计算书第二部分附件 179.8 米装载计算及第三部分附件 279.8 米甲板运输船波浪载荷直接计算报告计算剖面为发生弯曲强度的危险剖面；按建造规范 CCS200

11、62.2.4 条文船舯最小剖面模数W0=CL2B(Cb+0.7)= 11723.1 12546.2 cm2m I0=3W0L= 26623.2 28206.2 cm2m2式中：L=75.70 m B=18.0 m Cb=0.8965 C=7.0469（当 L90m 时，C=0.0412L+4=7.12 ） 。5.3 许用合成弯矩 计算M由规范 CCS20062.2.5.4 条文规定按下列两式计算，取较小者甲板处 = kNm310dWF龙骨处 = kNmb上式中代人 =1; =1;Wd=12546 cm2m ;Wb=12916 cm2m(见 5.2)后得到：d甲板处 =112546175/10=

12、219555 kNmM龙骨处 =112916175/10=226030 kNm因此取 =219555 kNm 5.4 垂向波荷弯矩计算结果 表 5-2 垂向波浪弯矩 迎浪状态（=0 ） 单位（10 6 NM)船体总纵强度计算书 WUT494-110-02JS 第 6 页剖面位置X/L满载出港 满载到港 压载出港 压载到港-0.008 0.7497 0.7258 0.7866 0.78650 0.7131 0.7093 0.7287 0.72770.025 2.383 2.228 0.4431 0.47450.05 4.469 4.027 0.597 1.1610.1 17.21 16.09 6

13、.809 4.9260.15 36.54 34.82 20.96 180.2 56.3 54.56 38 34.820.25 74.59 73.11 55.24 52.280.3 90.56 89.32 71.66 69.030.35 103.3 102.2 85.77 83.50.4 112.1 111.3 95.95 94.060.45 116.6 116 102 100.50.5 116.7 116.2 103.8 102.70.55 111.8 111.4 101.1 100.40.6 103.3 103.1 94.25 93.870.65 91.37 91.16 83.81 83.7

14、20.7 76.54 76.39 69.82 700.75 59.7 59.59 54.18 54.530.8 41.95 41.87 37.46 37.880.85 24.68 24.6 21.72 22.130.9 9.568 9.492 8.629 8.9230.95 1.296 1.368 0.8606 0.97090.975 2.961 3.022 0.5402 0.5091 0.03892 0.03952 0.0341 0.034011.012 4.33E-06 4.22E-06 4.36E-06 4.52E-06注表中：表中值来自本计算书第三部分附件 279.8 米甲运输船波浪载

15、荷直接计算报告 。船体总纵强度计算书 WUT494-110-02JS 第 7 页图 5-2 垂向波浪弯矩迎浪状态（=0 ）沿船长分布5.5 许用静水弯矩 的计算SM按规范 CCS20062.2.5.4 条文kNmWS)(kNm式中： - 许用合成弯矩M-波浪弯矩w=219555-116700=102855 kNmWS)(=-219555+116700=-102855 kNm5.6 静水弯矩计算结果各种载荷工况静水弯矩计算结果见本计算书第二部分附件 1装载计算表 5-3 各工况最大静水弯矩值工况 位置 静水弯矩 MS（KN.M） 位置 静水弯矩 MS（KN.M）满载出港 MS FR8+0.453

16、 768.9 FR69+0.577 -27536.6满载到港 MS FR9+0.033 1072.4 FR67+0.419 -30947.1压载出港 MS FR25+0.496 11638.1 FR76+0.336 -20119.4压载到港 MS FR22+0.577 10941.4 FR74 -24157.85.7 总纵弯曲应力计算按规范 CCS20062.2.5.5 条文总纵弯曲应力 23/10mNWMcws船体总纵强度计算书 WUT494-110-02JS 第 8 页船中总纵弯矩 + 最大值为 219555 kNmSMw甲板边线处：=175.0 N/mm 2船底龙骨处：=170.0 N/

17、mm 25.8 总纵弯曲应力计算和校核各种载荷工况的计算应力如下表。从下表可以看出，总纵强度符合要求。表 5-4 总纵强度计算结果工况 满载出港 满载到港 压载出港 压载到港许用合成弯矩 M/(kNm) -220697 -220697 -220697 -220697合成弯矩 M/(kNm) -220697 -220197 -207797 -206697波浪弯矩 Mw/(kNm) -116700 -116200 -103800 -102700许用静水弯矩 Ms/(kNm) -103997 -103997 -103997 -103997静水弯矩 Ms/(kNm) -27537 -30947 -20

18、119 -24158甲板剖面模数 Wd/（cm2m） 12611 12611 12611 12611船底剖面模数 Wd/（cm2m） 13428 13428 13428 13428剖面最小剖面模数 Wd/（cm2m） 12611 12611 12611 12611许用应力/(N/mm2) 175 175 175 175甲板计算许用应力 /(N/mm2) 175.0 175.0 175.0 175.0甲板计算应力 /(N/mm2) 175.0 174.6 164.7 163.8船底计算许用应力 /(N/mm2) 170.0 170.0 170.0 170.0船底计算应力 /(N/mm2) 170

19、.0 169.6 160.0 159.1是否满足要求 是 是 是 是注表中：静水弯矩 MS数值来自本计算书第二部分附件 179.8 米甲板运输船装载计算 ；剖面模数数值（见表 5-1 舯剖面模数计算） ；M W来自本计算书第三部分附件 279.8 米甲板运输船波浪载荷直接计算报告 （见表 5-2） ；许用应用根据国内航行海船建造规范 （2006）确定。6.船体梁剪切强度计算按“CCS”国内航行海船建造规范 （2006）2.2.4 条文计算剖面特性（舯剖面特性计算见表6-1，船体梁剪切强度计算剖面图见图 6.1）6.1 剪切剖面特性计算表 6-1 剖面特性计算序号 构件名称 构件尺寸 （mm）

20、数量剖面积A(cm2)距参考轴距离z(m)静力矩A*z(cm2m)惯性矩 IA*z2(cm2m2)自身惯性矩 I(cm2m2)距中和轴距离 z（m）静力矩 S（cm2m）1 甲板纵桁面板 12 180 2 43.2 4.46 192.672 859.317 0.000 2.34 101.27 2 甲板纵桁腹板 10 350 2 70 4.61 322.560 1486.356 0.357 2.49 174.45 船体总纵强度计算书 WUT494-110-02JS 第 9 页3 舷侧纵桁面板 10 100 1 10 2.95 29.490 86.966 0.008 0.83 8.33 4 舷侧纵

21、桁腹板 8 300 1 24 2.95 70.776 208.718 0.000 0.83 19.99 5 水平桁面板 10 100 1 10 2.95 29.490 86.966 0.008 0.83 8.33 6 水平桁腹板 8 300 1 24 2.95 70.776 208.718 0.000 0.83 19.99 7 中纵舱壁 8 3427 0.5 137.08 3.11 426.867 1329.264 268.319 1.00 136.82 8 甲板板 8 6900 1 552 4.77 2633.592 12564.867 0.000 2.66 1465.62 9 甲板边板 8

22、 2091 1 167.28 4.65 777.350 3612.346 0.000 2.53 423.40 10 舷顶列板 12 1500 1 180 4.07 732.420 2980.217 33.750 1.95 351.56 11 舷侧外板 14 2000 1 280 2.45 685.160 1676.587 93.333 0.33 92.71 = 2333.29 12 舭列板 10 1800 1 180 0.80 144.000 115.200 19.385 -1.32 -236.86 13 船底板 10 6600 1 660 0.00 0.000 0.000 0.000 -2.

23、12 -1396.49 14 平板龙骨 12 900 1 108 0 0.000 0.000 0.000 -2.12 -228.52 15 中纵舱壁 10 1400 0.5 70 0.70 49.000 34.300 22.867 -1.42 -99.11 16 旁内龙骨面板 12 200 2 48 0.83 39.840 33.067 0.000 -1.29 -61.72 17 旁内龙骨腹板 11 830 2 182.6 0.42 75.779 31.448 5.241 -1.70 -310.58 A= e= A*z= A*z2= io= = -2333.29 2427.88 5137.14

24、1 21048.033 174.576 S= 4666.58 I= 20705.907 Zd= 2.116 Wd= 7798.529 Wb= -9785.882 注：根据本计算书第二部分附件 179.8 米甲板运输船装载计算及第三部分附件 279.8米甲板运输船波浪载荷直接计算报告0.15L 处计算剖面为发生剪切强度的危险剖面。图 6.1 船体梁剪切强度计算剖面船体总纵强度计算书 WUT494-110-02JS 第 10 页图 6.2 垂向波浪剪力沿船长分布6.2 许用静水剪力计算按规范 CCS20062.2.6.2 条文kN)(10)(2WSFIFkN式中： -波浪切力（见表 6-2）w-许

25、用剪切应力为 110/ n/mm2LK=1LKI-剖面惯性矩 cm4（计算见附表 15）S-剖面静矩 cm3（计算见附表 15） ）-1 、 2 的 较小者； 1= 、 2=)(1mft)(2mftt1-计算剖面处舷侧外板的厚度 mmt2-计算剖面处水平中和轴处纵舱壁板的厚度 mm(1) 距尾垂线 0.15L 剖面许用剪切力（ Fw 取最大值）)(10)(2WSFIF=1102070621.5/4667-5.4441000=10492.8-5444=5048.8 kN)()(2SI=-1102070621.5/4667+5.4441000=-10492.8+5444=-5048.8 kN式中：

26、I=20706 cm2m2 S=4667 cm2m船体总纵强度计算书 WUT494-110-02JS 第 11 页该剖面选用剖面类型 3A1=640 cm2 A2=207.80 cm2（在本计算书 P9 页表格中求出）f1=0.261+0.058(640/207.80)=0.4396f2=0.478-0.116(640/207.80)=0.1207m1=0.5m2=0.025 m2=0.5(0.1+0)=0.051=10/(0.4396+0.025)=21.52=(80.5)/(0.1207+0.05)=23.4=21.5(2) 距尾垂线 0.80L 剖面许用剪切力（ Fw 取最大值）)(10

27、)(2WSFIF=1102820635.27/6775-4.8351000=16152.2-4835=11317.2 kN)()(2SI=-1102820635.27/6775+4.8351000=-16152.2+4835=-11317.2 kN式中： I=28206 cm2m2 S=6775cm2m该剖面选用剖面类型 4A1=560cm2 A2=563.56 cm2（在本计算书 P5 页表格中求出）f1=0.154+0.08(560/563.56)=0.2335f2=0.346-0.08(560/563.56)=0.2665m1=m2=0.05 m2= (0.1+0) (4.5/9.0)=

28、0.051=10/(0.2335+0.05)=35.272=(8+80.5)/(0.2665+0.05)=37.91=35.276.3 垂向波浪剪力计算结果 表 6-2 垂向剪力 迎浪状态（=0 ） 单位（10 6 N)剖面位置 X/L 满载出港 满载到港 压载出港 压载到港-0.008 0.7893 0.7713 0.1192 0.12230 0.8433 0.788 0.1993 0.20450.025 1.996 1.884 0.3232 0.42820.05 3.121 2.961 1.093 0.7516船体总纵强度计算书 WUT494-110-02JS 第 12 页0.1 4.77

29、3 4.6 3.133 2.8290.15 5.444 5.352 4.292 4.1240.2 5.278 5.287 4.77 4.7550.25 4.858 4.889 4.725 4.7690.3 4.224 4.245 4.288 4.3490.35 3.448 3.457 3.561 3.6270.4 2.689 2.681 2.713 2.7710.45 2.263 2.233 2.098 2.1240.5 2.307 2.27 1.949 1.9240.55 2.749 2.715 2.326 2.2720.6 3.326 3.298 2.954 2.8910.65 3.975

30、 3.955 3.569 3.5110.7 4.511 4.498 4.129 4.0840.75 4.814 4.806 4.475 4.4490.8 4.835 4.832 4.448 4.4470.85 4.496 4.497 3.966 3.9890.9 3.71 3.713 2.921 2.9660.95 2.214 2.217 1.376 1.4280.975 1.067 1.07 0.4873 0.52571 0.06215 0.06221 0.06591 0.065771.012 0.01845 0.0185 0.01903 0.01899注：表中值来自本计算书第三部分附件 2

31、79.8 米甲板运输船波浪载荷直接计算报告 。6.4 静水剪力计算结果各种载荷工况静水弯矩计算结果见第二部分附件 179.8 米甲板运输船装载计算表 6-3 各工况最大静水剪力值工况 位置 静水弯矩FS（KN.M）位置 静水弯矩 FS（KN.M）满载出港 FS FR106 1830.7 FR37 -2282.9满载到港 FS FR106 1692.9 FR37 -2016.8压载出港 FS FR113 2102.6 FR19 -1916.2压载到港 FS FR113 2022.4 FR19 -2157.6船体总纵强度计算书 WUT494-110-02JS 第 13 页6.5 剪切应力计算与校核

32、计算公式： maxmaxSFws1）0.15L 处舷侧外板剪切应力表 6-4 0.15L 处计算剖面剪切强度计算结果工况 满载出港 满载到港 压载出港 压载到港静水剪力 Fs（kN） -2282.9 -2016.8 -1916.2 -2157.6许用静水剪力 （kN）sF-5048.8 -5048.8 -5048.8 -5048.8波浪剪力 Fw（kN） -5444 -5352 -4292 -4124总剪力 F（kN） -10492.8 -10400.8 -9340.8 -9172.8静矩 S（cm 2m） 4667 4667 4667 4667剖面惯性矩 I（cm 2m2） 20706 20

33、706 20706 20706（mm） 21.5 21.5 21.5 21.5计算剪切应力 (N/mm2) 110.00 109.04 97.92 96.16许用剪切应力 (N/mm 2) 110 110 110 110是否满足要求 是 是 是 是注表中：静水剪力 FS数值来自本计算书第二部分附件 179.8 米甲板运输船装载计算 ；剖面静矩 S 及剖面惯性矩 I 数值（见表 6-1 剖面几何要素计算） ；波浪剪力 FW来自计算书第三部分附件 279.8 米甲板运输船波浪载荷直接计算 （见表 6-2） ；许用应力根据 CCS国内航行海船建造规范 （2006）确定。2）0.15L 处纵舱壁剪切应

34、力表 6-4 0.15L 处计算剖面剪切强度计算结果工况 满载出港 满载到港 压载出港 压载到港静水剪力 Fs（kN） -2282.9 -2016.8 -1916.2 -2157.6许用静水剪力 （kN）sF-5048.8 -5048.8 -5048.8 -5048.8波浪剪力 Fw（kN） -5444 -5352 -4292 -4124总剪力 F（kN） -10492.8 -10400.8 -9340.8 -9172.8静矩 S（cm 2m） 4667 4667 4667 4667剖面惯性矩 I（cm 2m2） 20706 20706 20706 20706（mm） 23.4 23.4 23

35、.4 23.4计算剪切应力 (N/mm2) 101.07 100.18 89.97 88.35船体总纵强度计算书 WUT494-110-02JS 第 14 页许用剪切应力 (N/mm 2) 110 110 110 110是否满足要求 是 是 是 是注表中：静水剪力 FS数值来自本计算书第二部分附件 179.8 米甲板运输船装载计算 ；剖面静矩 S 及剖面惯性矩 I 数值（见表 6-1 剖面几何要素计算） ；波浪剪力 FW来自计算书第三部分附件 279.8 米甲板运输船波浪载荷直接计算 （见表 6-2） ；许用应力根据 CCS国内航行海船建造规范 （2006）确定。2）0.80L 舷侧外板剪切应

36、力表 6-5 0.80L 处舷侧外板剪切应力校核表工况 满载出港 满载到港 压载出港 压载到港静水剪力 Fs（kN） 1830.7 1692.9 2102.6 2022.4许用静水剪力 （kN）sF11317.2 11317.2 11317.2 11317.2波浪剪力 Fw（kN） 4835 4832 4448 4447总剪力 F（kN） 16152.2 16149.2 15765.2 15764.2静矩 S（cm 2m） 6775 6775 6775 6775剖面惯性矩 I（cm 2m2） 28206 28206 28206 28206（mm） 35.27 35.27 35.27 35.27

37、计算剪切应力 (N/mm2) 110.00 109.98 107.36 107.36许用剪切应力 (N/mm 2) 110 110 110 110是否满足要求 是 是 是 是注表中：静水剪力 FS数值来自本计算书第二部分附件 179.8 米甲板运输船装载计算 ；剖面静矩 S 及剖面惯性矩 I 数值（见表 6-1 剖面几何要素计算） ；波浪剪力 FW来自本计算书第三部分附件 279.8 米甲板运输船波浪载荷直接计算报告 ；许用应力根据 CCS国内航行海船建造规范 （2006）确定。3）0.80L 纵舱壁板剪切应力表 6-6 0.80L 处纵舱壁板剪切应力表工况 满载出港 满载到港 压载出港 压载

38、到港静水剪力 Fs（kN） 1830.7 1692.9 2102.6 2022.4许用静水剪力 （kN）sF11317.2 11317.2 11317.2 11317.2波浪剪力 Fw（kN） 4835 4832 4448 4447总剪力 F（kN） 16152.2 16149.2 15765.2 15764.2静矩 S（cm 2m） 6775 6775 6775 6775船体总纵强度计算书 WUT494-110-02JS 第 15 页剖面惯性矩 I（cm 2m2） 28206 28206 28206 28206（mm） 37.91 37.91 37.91 37.91计算剪切应力 (N/mm2) 102.34 102.32 99.89 99.88许用剪切应力 (N/mm 2) 110 110 110 110是否满足要求 是 是 是 是注表中：静水剪力 FS数值来自本计算书第二部分附件 179.8 米甲板运输船装载计算 ；剖面静矩 S 及剖面惯性矩 I 数值（见表 6-1 剖面几何要素计算） ；波浪剪力 FW来自第三部分附件 279.8 米甲板运输船波浪载荷直接计算报告 （见表 6-2） ；许用应力根据 CCS国内航行海船建造规范 （2006）确定。从上述表中可以看出，剪切强度符合要求。二、附件 179.8 米甲板运输船装载计算三、附件 279.8 米甲板运输船波浪载荷直接计算报告