700TEU集装箱船结构强度设计【毕业设计】.doc

1、东海科学技术学院毕业生论文 摘要 1 本科 毕业论文 (设计 ) 题 目： 700TEU 集装箱船结构强度设计 学 院： 学生姓名： 专 业： 船舶与海洋工程 班 级： 指导教师： 起 止 日期： 东海科学技术学院毕业生论文 摘要 2 700TEU 集装箱船结构强度设计 摘 要 本文主要以 700TEU 集装箱船为设计对象，采用结构规范设计法进行船体结构强度设计，文章从任务分析、型线设计、规范结构设计、总结与讨论四部分展开。一、任务分析部分包括：任务书和母型资料的分析；二、型线设计部分包括：设计船主尺度确定、新船型线图生成等。三、结构部分 的设计包括：结构规范设计计算、总纵强度计算及校核、主要

2、结构图纸绘制等。四、总结与讨论部分：总结设计的过程经验和改进对母船的内容，对设计中遇到的问题和不足进行分析。 设计船主尺度满足设计任务书的要求，船体结构规范设计计算和总纵强度计算与校核满足 2006 钢质海船入级规范要求。 关键词 集装箱船；规范设计；结构强度 东海科学技术学院毕业生论文 摘要 3 700TEU container ship structured design Yang Shaocai Abstract The structural strength design of 700TEU container ship structured specification design

3、It involves Analysis of the assignment ,the designed lines plan part ,structure part,summary and discussion part.Firstly,the analysis of the assignment part include： Analysis of the assignment and principal dimensions, Secondly, designed lines plan part include： the new ship line diagram generation.

4、Thirdly,the design of structure part include： The structure calculation based on Rules,the calculation on the general strength of longitudinal,the drawing of the Profiles Design based on rules;Structural strength 东海科学技术学院毕业生论文 绪论 4 绪 论 集装箱船货舱用于装载集装箱，集装箱船 卸载货 效率 极高 。集装箱运输已成为世界各国保证国际贸易的最优运输方式和改善投资环境的必

5、备条件 1。集装箱运输以其独特的优越性，在短短的 30 多年的历史中，使得物流的运输和装卸环节实现了快速运转和高效作业，从根本上改变了传统运输方式的落后面貌 2。 随着经济全球化程 度的加深，集装箱运输作为一种较为先进和有较好发展前景的运输方式，自诞生以来一直处在不断发展之中，在整个海运市场上所占份额也越来越大，其运输量的增长速度在 20 世纪 80 年代已超过其他任何种类的运输方式，未来集装箱运输量还将保持较快增长速度 3。 自第一条集装箱船在 1958 年问世以来，集装箱船已经发展了五代。随着世界贸易的发展和科学技术的进步，现在的集装箱船有两大发展趋势 ： 大型化，标准化。 虽然我国的集装

6、箱运输起步较晚，但发展势头迅猛 4。 2003 年世界集装箱船队组成的统计可以看出， 5000TEU 以上的集装箱 船载箱能力增加最大，达 23.1%，集装箱船向着大型化趋势发展 。 但文献 5提到大型化船舶本身的技术因素、港口方面的因素以及集装箱和集装箱绑扎的因素制约了它的发展，各船级社对于超大型集装船强度问题的研究仍然不是非常充分。这使得中小型集装箱船依然存在着很大的活跃空间。 小型集装箱船经济、节能，其经济技术指标高、节能效果好、造价低；因属多用途，揽货能力强，最适合于资金短缺的中、小型航运企业在创业阶段使用 6。 随着世界物流行业的迅猛发展，对集装箱船的需求也大大增加。小型集装箱船具有

7、较高的经济性能，因而其一直是集 装箱船市场的热门， 符合当今船型发展的需求的。 东海科学技术学院毕业生论文 目录 5 目 录 摘 要 .2 Abstract .3 绪 论 .4 1 任务分析 .5 1.1 设计任务 . 6 1.2 母型船主尺度 . 6 1.3 任务分析 . 7 2 型线设计 .7 2.1 型线图的作用与意义 . 7 2.2 型线绘制方法 . 8 2.3 型线设计 . 8 2.4 设计小结 . 8 3 结构部分 .8 3.1 结构规范设计计算 . 8 3.1.1 外板 . 9 3.1.2 甲板 . 14 3.1.3 舷侧骨架 . 15 3.1.4 甲板骨架 . 18 3.1.5

8、 船端加强 . 20 3.1.6 水密舱壁 . 21 3.1.7 主机基座 . 27 3.1.8 上层建筑 . 27 3.2 主要构件汇总 . 49 3.3 总纵强度计算及校核 . 53 3.4 基本结构图 . 55 3.5 典型横剖面图 . 56 3.6 横舱壁图 . 56 4 总结与讨论 .56 参考文献 .59 1 任务分析 东海科学技术学院毕业生论文 正文 6 1.1 设计任务 主要参数： 船名： 700TEU 集装箱船结构强度设计 航区： 类航区 船型： 钢质、单甲板、单机、单桨、双壳、柴油机驱动的尾机型 用途： 用于装运集装箱 主尺度： 垂线间长 LPP 145.00m 型宽 B

9、20.2m 设计吃水 d 7.8m 型 深 D 10.8m 船级与船籍： CCS 中国 主机： GN8320ZC14B 船用柴油机 1 台，额定功率 2970KW，额定转速 650r/min 航速 /功率储备： 不低于 12kn/15%MCR 船 体结构 (材料 结构形式等 )： 钢质焊接；船底、甲板纵骨架结构形式，舷侧横骨架结构形式 设备要求： 按法规和规范要求配置 设计内容： 1. 船型主尺度计算确定； 2. 新船型线生成； 3. 结构规范设计、强度校核及相关图纸绘制。 1.2 母型船主尺度 东海科学技术学院毕业生论文 正文 7 主要要素： 总长： 151.2m 两柱间长： 144.00m

10、 型宽： 20.2m 型深： 10.80m 设计吃水： 7.80m 海水排水量： 15100 t 方形系数： 0.6739 梁拱（主甲板） 0.3m 肋距： 0.613m 船员 24P 救生甲板 船员甲板 2.57m 船员甲板 起居甲板 2.57m 起居甲板 船长甲板 2.50m 船长甲板 驾驶甲板 2.50m 驾驶甲板 罗经甲板 2.63m 1.3 任务分析 本次任务是对 700TEU 集装箱船进行结构设计。设计船与母型船相比较仅在船长方面进行了改变，而设计船为集装箱船船长的改变应该与集装箱的布置相对应。因而仅仅按照任务书进行设计是不够的。母型船为 688TEU 集装箱船，布置为 700TE

11、U 的设计船仅需要增加一个标箱的长度，为了使集装 箱的边界都落在肋骨上增加其强度，将舱室肋距都修改成 1/10 标箱长度 613mm。对设计船的整体构想完成后开始绘制出型线图。再进行船体的结构计算确定主体的板厚与各部件的选定。 以型线图中纵剖面图为基础绘制纵剖面图的外轮廓，依次绘制基本结构图，中横剖面图与横舱壁图。 2 型线设计 2.1 型线图的作用与意义 东海科学技术学院毕业生论文 正文 8 型线图是在三个相互垂直的投影面上，以船体型表面的截交线，投影线和外轮廓线表示船体外形的图样。型线图是一张重要的船舶图样，不仅表示了船体的形状和大小，还是计算船舶航海性能，绘制其他船舶图样，进行船体放样的

12、主要依据 。 2.2 型线绘制方法 型线图由纵剖线图，横剖线图和半宽水线图组成。型线图的设绘方法主要有以下几种：自行设绘法，母型改造法，系列船型方法，数学型线方法等。本次设计我中将采用母型改造法对新设计船进行设计绘制型线图。母型改造法中使用与设计船性能相近的母型资料使新船的特性保持母型良好的特性。此次选用的母型船为 688TEU 集装箱船，与设计要求的 700TEU 集装箱船相近，在保持母船方形系数、水线面、浮心等基本数据的情况下，对母型船原有的型线图进行修改。 2.3 型线设计 首先确定新船的尺度，新船的垂线间长为 145m，所选母型船的垂线间长为 138m，其余型宽，吃水，型深均没有变化，

13、所以新船的半宽水线图与母型船完全相同。在半宽水线图上量取型值表，当然新船的站距由原先的母型 6.05 变为 7.2m。船接下来绘制纵剖线图，将母型船纵剖面图做块在 X 方向进行比例缩放，保留原有的母型轮廓，依照型值表重新绘制纵剖线。横剖面图也像纵剖线图般绘制。 2.4 设计小结 设计船的参数与母型船相比较只改变了船长，型深和吃水与母型船相同，因此在船宽和船高方向型线不做改变。此次设计采用放大船长的比例改变型值。初次修改完型线图后船长由原先母型船垂线间长 138.0m 缩放至任务要求 145.0m，但在之后的总布置的设计中发现母型 688TEU 集装箱船只需增加一个标准集装箱长度即可满足要求，其

14、余长度均是浪费。根据具体需求重新修改了型线尺寸。新设计的船较好地保持了母型船的良好的性能。型线图见附图（ ZHC423-100-02）。 3 结构部分 3.1 结构规范设计计算 东海科学技术学院毕业生论文 正文 9 本船为 700TEU 集装箱船，为钢质双底尾机舱型船舶。本计算按文献 7有关要求进行计算和校核。 船舶主尺度： 总长： 151.20m 两柱间长： 144.00m 计算船长： 138.24m 型宽： 20.20m 型深： 10.80m 设计吃水： 7.80m 肋距： 0.613m 船员 24P 救生甲板 船员甲板 2.57m 船员甲板 起居甲板 2.57m 起居甲板 船长甲板 2.

15、50m 船长甲板 驾驶甲板 2.50m 驾驶甲板 罗经甲板 2.63m C=10.75- 2/3100-300 L=8.7 )2.0,26.0(1 dCM inh =0.2d =1.56m )36.0,5.0(2 dCM inh =0.36d=2.81m bs =0.0016L+0.5 =0.72m 3.1.1 外板 3.1.1.1 船底板 （ 1）船中部 0.4L 区域： 根据文献 7 2.3.1.1、 2.3.1.2 船底板是指由平板龙骨至舭列板之间的外板。本船船底东海科学技术学院毕业生论文 正文 10 为横骨架式时，船中部 0.4L 区域内的船底板厚度 t 应不小于按下列计算所得之值 (

16、计算时肋骨间距应不小于标准间距 )： bFLsEt )170(072.0 11 =0.072 0.684（ 138.24+170） =15.2mm bFhdst )(0.7 12 =7.0 0.72 )56.18.7( =15.4mm 实取 t=16mm 式中： s 肋骨间距， 0.61m，计算时取值应不小于肋骨的标准间距，故取s=0.72m； d 吃水， 7.8m； L 船长， 138.24m； bF 折减系数，取 bF =1； 221 SsE ，其中， S 为底纵桁间距， 3.3m， E 实际值， 1.05； 1h =0.26C，计算时取不大于 0.2d， 1.56m； C 系数，见文献 7 2.2.3.1。取 C=8.7。 （ 2）离船端 0.075L 区域内： 根据文献 7 2.3.1.4 离船端 0.075L 区域内的船底板厚度 t 应不小于按下式计算所得之值： bSsLt )6035.0( =（ 0.035 138.24+6） 72.072.0 =10.84mm 实取 t=14mm