
指导性文件
GD 13-2021
中 国 船 级 社
海上公务船船体结构指南
2021
2021 年 7 月 1 日生效
北 京
目 录
第1章 一般规定………………………………………………………………………………………1
1.1 一般要求 ………………………………………………………………………………………1
1.2 图纸资料 ………………………………………………………………………………………1
1.3 定义与符号 ……………………………………………………………………………………
2
第2章 结构布置………………………………………………………………………………………5
2.1 水密横舱壁的布置 ……………………………………………………………………………5
2.2 防撞舱壁 ………………………………………………………………………………………5
2.3 隔离空舱的布置 ………………………………………………………………………………5
2.4 双层底的布置 …………………………………………………………………………………6
2.5 防撞舱壁前的舱室 ……………………………………………………………………………6
2.6 燃油舱 …………………………………………………………………………………………6
2.7 通道与开口布置 ………………………………………………………………………………6
第3章 结构设计原则…………………………………………………………………………………8
3.1 一般要求 ………………………………………………………………………………………8
3.2 船底结构 …………………………………………………………………………………… 10
3.3 舷侧结构 …………………………………………………………………………………… 11
3.4 首尾端结构 ………………………………………………………………………………… 12
3.5 甲板结构 …………………………………………………………………………………… 13
3.6 舱壁结构 …………………………………………………………………………………… 16
3.7 上层建筑与甲板室 ………………………………………………………………………… 17
第4章 设计载荷…………………………………………………………………………………… 19
4.1 一般要求 …………………………………………………………………………………… 19
4.2 符号与定义 ………………………………………………………………………………… 19
4.3 船体运动 …………………………………………………………………………………… 19
4.4 船体梁载荷 ………………………………………………………………………………… 21
4.5 局部设计载荷 ……………………………………………………………………………… 24
第5章 船体梁强度………………………………………………………………………………… 29
5.1 一般要求 …………………………………………………………………………………… 29
5.2 船体梁剖面模数和静矩 …………………………………………………………………… 29
5.3 船体梁应力………………………………………………………………………………… 30
5.4 船体梁屈服强度校核衡准 ………………………………………………………………… 30
-1-
5.5 船体梁刚度校核 …………………………………………………………………………… 31
5.6 屈曲强度 …………………………………………………………………………………… 31
第6章 船体构件尺寸……………………………………………………………………………… 35
6.1 板材 ………………………………………………………………………………………… 35
6.2 骨材 ………………………………………………………………………………………… 37
6.3 主要构件 …………………………………………………………………………………… 39
第7章 直接强度分析……………………………………………………………………………… 44
7.1 局部结构强度分析 ………………………………………………………………………… 44
7.2 抗冰强度评估 ……………………………………………………………………………… 45
第8章 其他结构…………………………………………………………………………………… 47
8.1 首柱 ………………………………………………………………………………………… 47
8.2 尾轴架 ……………………………………………………………………………………… 48
8.3 主机基座 …………………………………………………………………………………… 49
8.4 舷墙 ………………………………………………………………………………………… 50
8.5 吊舱式推进装置支撑结构 ………………………………………………………………… 50
8.6 直升机甲板 ………………………………………………………………………………… 52
第9章 船体结构抗碰擦要求……………………………………………………………………… 53
9.1 一般要求 …………………………………………………………………………………… 53
9.2 主甲板边板和舷顶列板 …………………………………………………………………… 53
9.3 次要构件和主要构件 ……………………………………………………………………… 53
9.4 首柱 ………………………………………………………………………………………… 53
9.5 护舷材 ……………………………………………………………………………………… 53
-2-
第 1 章 一 般 规 定
1.1 一般要求
1.1.1 本指南适用于以钢、铝合金和纤维增强塑料为船体材料的海上航行公务船。
1.1.2 船长
①20m 及以上的高航速公务船,其船体结构应满足 CCS《海上高速船入级与建
造规范》的相关规定,但船东或设计单位在确定船舶全船重心处的垂向设计加速度 acg 时,
可不受上述规范对 acg 的上限限制。
1.1.3 船长 20m 及以上的非高航速公务船:
(1) 航行于有限航区的船长 90m 以下的巡逻船按本指南的相关规定;
(2) 除 (1) 以外的其他公务船按 CCS《钢质海船入级规范》( 以下简称《钢规》) 第 2 篇
第 1 章和第 2 章的相关规定。如方形系数 CB<0.6, 可按钢规第 2 篇第 2 章 2.2.3 条要求计算波
浪载荷。
1.1.4 船长 20m 以下的公务船,其船体结构应满足 CCS《小型海船入级规范》的相关规定。
1.1.5 本章 1.1.3(1) 规定的巡逻船应具有下列船型特征:
(1) 船长与船宽之比 L/B > 5 ;
(2) 船宽与型深之比 B/D < 2.5 ;
(3) 方形系数 CB ≥ 0.40。
上述符号 L、B、D、CB 的定义见本章 1.3。对于其他船型特征的巡逻船,将予以特别考虑。
1.1.6 根据需要,船体结构抗碰擦要求可按本指南第 9 章的相关规定执行。
1.2 图纸资料
1.2.1 图纸资料应符合《钢规》第 2 篇第 2 章第 1 节的要求。
① 1.1.2、1.1.3 和 1.1.4 中的“船长”定义同 CCS《钢质海船入级规范》。
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1.3 定义与符号
1.3.1 除另有规定外,本指南采用的定义与符号如下:
(1) 公务船:系指用于政府行政管理目的的船舶。
(2) 巡逻船:系指依照相关法律,主要从事巡视、现场监管、护航、取证、搜救指挥等
业务的公务船,诸如海事巡逻船、监管船艇、渔政监管执法船等。
(3) 高航速:系指最大航速 V 大于等于 7.19▽
0.1667kn。
(4) 最大航速 V(kn):系指船舶处于满载排水量状态,并以最大持续推进功率在静水中航
行所能达到的航速。
(5) 空载排水量 (t):系指船舶建造完毕,各种装置设备安装齐全,但不计入人员、行李、
食品、淡水、液体负荷、供应品、燃油、滑油、给水、喷气燃料及特殊装载等重量时的排水量。
(6) 满载排水量△(t):系指空载排水量加上额定人员、行李食品、淡水、液体负荷、供应品、
喷气燃料及特殊装载等重量,再加上续航力所需的 100% 的燃油、滑油、给水等重量的排水量。
(7) 满载排水体积▽(m
3):系指船舶满载排水量所对应的排水体积。
(8) 满载吃水 T(m):系指满载排水量时的平均吃水。
(9) 满载水线:系指与满载吃水对应的一条与基线平行的水线。
(10) 船长 L(m):系指满载水线的长度,不包括满载水线处及以下的附体。
(11) 船宽 B(m):系指刚性水密船体的最大型宽,不包括满载水线处及以下的附体。
(12) 水线宽 BWL(m):满载水线面的最大型宽。
(13) 型深 D(m):系指船长 L 中点处的横剖面上,由基线量至船体最高一层全通甲板边
线处的垂直距离 。
(14) 方形系数 CB :系指按下式算得的船型系数:
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(15) 相对参考坐标系 OXYZ :取船纵中剖面上满载水线尾端垂线与基线交点为坐标原
点,x 坐标向前为正,y 坐标向左为正,z 坐标向上为正。
(16) 船中:系指船长 L 之半处。
(17) 主甲板:系指贯通全船船长的最上层甲板。
(18) 强力甲板:系指计入船体梁强度的船体最高一层连续甲板或长上层建筑甲板。
(19) 上层建筑:系指船体最高一层连续甲板上,由一舷伸至另一舷的或其侧壁板离船壳
板向内不大于 4% B 的围蔽建筑。
(20) 长上层建筑及短上层建筑:长度大于 0.15L,且不小于其高度 6 倍的上层建筑为长
上层建筑。不符合长上层建筑条件的为短上层建筑。
(21) 甲板室:系指船体最高一层连续甲板或其他露天甲板上,其侧壁板离船壳板向内大
于 4% B 的围蔽建筑。
(22) 长甲板室及短甲板室:长度大于 0.15L,且不小于其高度 6 倍的甲板室为长甲板室。
不符合长甲板室条件的为短甲板室。
(23) 长首楼:系指从船首起一直延伸至船中以后,但不及船尾的第一层长上层建筑。
(24) 舱壁甲板:系指船体内所有水密横舱壁都到达的最上层连续甲板。
(25) 次要构件:一般是指板的扶强构件,如肋骨、纵骨、横梁、舱壁扶强材、组合肋板
的骨材等。
(26) 主要构件:船体的主要支撑构件称为主要构件,如强肋骨、舷侧纵桁、强横梁、甲
板纵桁、实肋板、船底桁材、舱壁桁材等。
(27) 有限航区:是 1 类航区、2 类航区和 3 类航区的统称。各类航区的航行限制如下表
1.3.1(27) 所示。
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表 1.3.1(27)
类 别 航 行 限 制
距岸距离 (n mile)
1 类航区 200 ( 夏季 / 热带 *) 100 ( 冬季 *)
2 类航区 20 ( 夏季 / 热带 *) 10 ( 冬季 *)
3 类航区 遮蔽水域 **
* 季节区按 1966 年国际载重线公约附则 II 的规定。
** 遮蔽水域包括海岸与岛屿、岛屿与岛屿围成的遮蔽条件较好,波浪较小的海域,且该海域内岛屿与岛屿
之间、岛屿与海岸之间横跨距离不超过 10n mile,或具有类似条件的水域。
(28) 材料系数:船体结构钢的材料系数 K,按表 1.3.1(28) 取值。
材料系数 K 表 1.3.1(28)
屈服应力 ReH(N/mm 2) 材料系数 K
235 1.0
315 0.78
355 0.72
390 0.68
(29) ReH:钢材屈服应力,N/mm
2, 见 CCS《材料与焊接规范》有关规定。
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第 2 章 结 构 布 置
2.1 水密横舱壁的布置
2.1.1 所有船舶应至少设有下列水密横舱壁:
(1) 1 道防撞舱壁;
(2) 1 道尾尖舱舱壁;
(3) 机舱在船中的船舶,设两道舱壁构成机器处所的边界;机舱在尾部的船舶,在机器
处所前部设一道舱壁;设有电力推进装置的船舶,发电机舱和推进电机舱都应由水密舱壁封
闭。
2.1.2 水密舱壁的布置除应满足 2.1.1 的要求外,水密舱壁的数量及沿船长的分布,还应
满足有关破损稳性的要求。
2.1.3 如果水密舱壁不适合布置在 1 个平面内,则可以设置具有台阶的舱壁。此种情况下,
构成台阶的甲板部分应为水密且具有与舱壁等效的强度。
2.2 防撞舱壁
2.2.1 防撞舱壁应位于距首垂线向后不小于船长 L 的 5%且不大于 3m 加船长 L 的 5%处。
2.2.2 防撞舱壁应水密延伸到舱壁甲板,当首部设有长的上层建筑时,防撞舱壁应风雨密
延伸到舱壁甲板的上一层完整甲板。
2.2.3 防撞舱壁可以具有台阶或凹入,但它们应在 2.2.1 条所规定的限度内。
2.3 隔离空舱的布置
2.3.1 隔离空舱设置是为使每一侧的舱室没有共同的界面;隔离空舱可以垂直或水平设置。
通常,隔离空舱应适当通风,并应有足够大的尺寸,以便可以进入检查、维护和安全撤离。
2.3.2 燃油舱或润滑油舱与淡水 ( 饮用水、推进装置和锅炉用水 ) 舱之间应设置隔离空舱。
燃油舱、润滑油舱与灭火泡沫液体舱之间应设置隔离空舱。
2.3.3 拟载运易燃液体的处所应使用隔离空舱把它们与居住和服务处所分开。
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2.3.4 对双层底的内底板在舷侧升高的船舶,仅要求在双层底燃油舱和直接布置在燃油装
满至内底板的这些燃油舱上面的液舱间设置隔离空舱。但燃油舱与液舱的相对位置为角对角
的情况,二者之间不必设置隔离舱。
2.4 双层底的布置
2.4.1 双层底的设置,应在适应船舶设计及船舶正常作业的情况下,尽实际可能自防撞舱
壁延伸至尾尖舱舱壁。
2.5 防撞舱壁前的舱室
2.5.1 位于防撞舱壁以前的首尖舱和其他舱室不可用来载运燃油及其他易燃品。
2.6 燃油舱
2.6.1 除应急情况外,燃油舱不可装载压载水。
2.7 通道与开口布置
2.7.1 小舱口及通向液舱或其他封闭处所的通道开口的数量和尺寸应在保证船舶正常操作
要求的情况下保持最小。
2.7.2 内底人孔不宜小于 400mm × 400mm 或者 500mm × 380mm。其数量 ( 一般至少 2 个 )
和位置的布置应能方便地通向双层底任何部位。
2.7.3 双层底肋板和纵桁人孔应满足:
(1) 肋板和纵桁 ( 不包括连续中纵桁 ) 上应设置人孔,以方便地通向双层底各部分。
(2) 肋板和纵桁上的人孔及减轻孔的尺寸一般小于此处双层底高度的 50%。
(3) 在船中部 0.75L 区域内的连续中桁材上一般不应开设人孔,在个别特殊情况下一定
要开孔时,应适当加强。在支柱下面的肋板和桁材上不准开设人孔。
2.7.4 液舱、压载舱和隔离空舱至少应设置 1 个通道舱口和梯子。
2.7.5 当通道舱口敞开时,在其上面应放置轻型板材,以防止人员跌落。
2.7.6 梯子结构应符合下列规定:
(1) 直梯或倾斜角一般不大于 65°的斜梯;
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(2) 梯子和栏杆应具有适当强度和刚度,并通过支撑安全地连接在舱室结构上。梯子的
边桁材截面应为不小于 60mm × 6mm 的扁钢;
(3) 梯子边桁材间的宽度不宜小于 400mm;
(4) 斜梯踏板应以垂向间距小于 300 mm 的距离等间距布置。踏板应由截面不小于 16mm
× 16 mm 的两根方钢构成水平梯级,方钢的角点边缘朝上,或等效结构。踏板应焊接到边桁
材上;
(5) 所有斜梯应在踏板两侧合适的高度处,设置结构牢固的扶手。
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第 3 章 结构设计原则
3.1 一般要求
3.1.1 本章规定了船体主要结构布置和尺寸的原则要求。
3.1.2 纵骨间距应不小于下表所列值:
纵骨间距 表 3.1.2
船 长 L (m) L < 80 L ≥ 80
纵骨的最小允许间距 (mm) 200 300
3.1.3 肋骨间距应不小于 500mm;局部区域可在原肋骨间距内增加中间肋骨。
3.1.4 次要构件和主要构件的跨距定义:
(1) 对于次要构件,当其端部不设置肘板时,跨距点取在端部;当其端部设置肘板时,
跨距点可取在肘板长度之半处。
(2) 对于主要构件,其端部通常设有肘板,则其跨距点应按图 3.1.4 所示,取在离该主要
构件端部 Ke 距离处。Ke 按下式计算:
图 3.1.4
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如主要构件有支柱支撑时,支柱支撑点可作为该主要构件的跨距点。
3.1.5 次要构件带板的有效宽度取骨材间距的平均值。
3.1.6 主要构件带板的有效宽度 be 应按下式计取:
但不大于
式中:lg —— 主要构件的跨距,m,按 3.1.4 取值;
Sg —— 主要构件的间距,m。
3.1.7 设计部门可以采用直接计算法校核船体构件尺寸,但板厚仍应满足最小厚度要求,
且应提交必要的计算资料供审查。
3.1.8 设计船舶结构时,应尽量保证主要纵向构件的连续性。纵向构件应尽可能向首尾方
向延伸。纵向间断构件的端部不能突然终止,应使其截面逐渐减小,逐步过渡。
3.1.9 伸到两舷的第一层上层建筑不应在船中部 0.25L( 自船中向首、尾各 0.125L) 区域内
终止。其端部应光顺地过渡到舷顶列板,并对附近结构进行必要的加强。
3.1.10 高度方向接近等值梁上、下缘的甲板、内底应尽量沿船长连续。当上述甲板、内
底沿船长方向布置在不同高度时,则应设置中间倾斜过渡段,以保证其连续性。当上述甲板、
内底沿船长方向必须中断时,则应设置舷侧纵桁、肘板或其他加强构件,使间断结构具有一
定的过渡部分,保证船体截面均匀地变化。
3.1.11 高度方向接近等值梁上、下缘的主纵舱壁,同样具有连续性要求,主纵舱壁沿船
长的距中线面宽度位置有变化时,其折角应设置在主横舱壁或次舱壁上。
3.1.12 组成骨架的各种型材的高度尺寸突然变化时,其转变部分通常设置在刚性构件上,
并通过肘板过渡连接,或采用圆弧过渡连接。当型材必须在两刚性构件之间由一高度转变到
另一高度时,则应在不小于 4 倍型材高度差的长度内逐渐过渡。
3.1.13 船体各部分结构的纵向骨架相对于中线面的间距力求统一,即各层甲板、底部的
纵向骨架、横舱壁和尾封板的垂向扶强材等应设置在相应的纵向垂直平面内。船体各部分的
横向骨架通常应尽实际可能构成环形封闭框架。
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3.1.14 船体结构上的任何骨架应力求与相邻骨架有效连接。骨材间断处或骨材之间连接
处应适当设置肘板或其他等效构件。肘板的形式及尺寸应力求统一。液体舱内的骨材不得出
现自由端。
3.1.15 船体结构中的骨材一般应穿过密性或非密性构件,以保持连续,其要求如下:
(1) 骨材与甲板、舱壁相交处或纵骨与 T 型梁相交处,宜在甲板、舱壁或 T 型梁腹板上
开口让骨材穿过,并应保证骨材将所承受的剪力传递到上述构件上;
(2) 构件穿过密性结构时,应保证连接处的密性;
(3) 球扁钢穿过非密性构件时,若强度需要补强则可采用非密性补板补强;在振动剧烈
区域,也可采用非密性补板补强;
(4) 底肋骨 ( 肋板 ) 和横梁 ( 包括强横梁 ) 通常在龙骨和甲板纵桁处间断。
3.1.16 船体外板上的开口应尽可能避免断开构件。当开口断开构件时,应适当加强;开
口 ( 孔 ) 角隅必须设圆角,其半径应不小于 0.1 倍开口宽度;在集中载荷和高应力区域,应避
免开人孔及其他开口。
3.1.17 舷顶列板在强力甲板以上部位不得有任何形式的开口。
3.1.18 外板上锚链筒开口附近等受力较大处,应采用加厚板或覆板的形式予以加强,加
强区域的范围以锚爪不碰触加强区域外的外板为准。
3.1.19 舵杆出口处采用法兰、覆板或加厚板加强,加强区域直径应不小于开孔直径的2倍。
加厚板厚度一般不小于该处外板厚度的 1.5 倍;覆板厚度应不小于该处外板的厚度。
3.2 船底结构
3.2.1 底部结构包括:底部外板、底部骨架和双层底结构,但不包括首尾端部结构。底纵
桁为中内龙骨和旁内龙骨的统称。底部除设置中内龙骨外,一般应在左右舷各设置 1 ~ 4 道
旁内龙骨。
3.2.2 双层底区域的旁桁材高度一般不小于 700mm,其中,局部区域的旁桁材高度允许
为 650mm,对于船长 L 小于 60m 的船舶,其双层底区域的旁桁材最小高度允许适当降低,
但要保证能进入其内焊接施工。
3.2.3 底纵桁应在整个长度内保持连续,即底纵桁穿过水密舱壁,并且所有与底纵桁相交
的肋板,在相交处应中断。
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3.2.4 底部左右舷各有两根以上旁内龙骨时,只允许一对对称布置的旁内龙骨在同一强力
横向构件处终止。旁内龙骨端部应终止在主横舱壁或其他支持旁内龙骨的强力横向构件上,
且在该主横舱壁或强力横向构件上设置与该旁内龙骨相连的肘板。
3.2.5 中内龙骨或中桁材腹板上,在一般情况下,不应开人孔,龙骨面板上不允许开孔。
当通过管路必须开孔时,开孔应布置在腹板高度的中部,开孔直径应不大于 0.25 倍腹板高度,
且开孔边缘应相应补强。
3.2.6 旁内龙骨或旁桁材腹板上的人孔 ( 应是圆孔或长圆孔 ) 及通过管路的开孔,一般应
布置在腹板高度的中部,孔的高度一般不应超过 0.5 倍腹板高度,否则,开孔边缘应用扁钢
补强,补强扁钢的厚度应不小于旁内龙骨或旁桁材腹板厚度 t,宽度不小于 12t,但当 12t 大
于 60mm 时,则取 60mm。
3.2.7 肋板上的开孔,一般应布置在肋板腹板高度的中部,且开孔直径一般不应超过 0.5
倍腹板高度,否则,按上述 3.2.6 中方法加强。肋板上人孔边缘距底纵桁距离大于 400mm 时,
人孔靠近纵桁一侧的肋板应用垂向扶强材加强,该扶强材的上、下端一般应与内底及外板的
纵骨相连接。
3.2.8 当肋板上开具有下列两种圆孔时,允许不对肋板进行加强:
(1) 开孔在肋板高度中部,且孔径不大于 25%肋板高度;
(2) 开孔处在肋板边缘附近,但孔径不大于 10%肋板高度。
成排布置的圆形开孔若各孔边之间的距离不超过其中大孔的直径,则应作为一个孔考虑。
3.2.9 内底应尽可能向船舶首尾方向及两舷舷侧延伸,一般应连续通过所有横向舱壁。在
首尾两端,内底板应在不小于 3 个肋距的范围内逐渐过渡为中内龙骨和旁内龙骨的面板,过
渡区的内底板自由边缘应用扁钢加强。在双层底区域的每个底舱的内底板上,一般应在该舱
的两端分别设置人孔。
3.3 舷侧结构
3.3.1 承受撞击或磨损的舷侧外板,例如锚链孔周围的外板,其板厚较相邻的外板板厚要
求值一般应增厚 50%左右或采用加覆板的形式予以加强。
3.3.2 舷侧骨架如设置舷侧纵桁,舷侧纵桁的剖面尺寸一般与强肋骨相同。舷侧纵桁端部
应终止在主横舱或其他强力横向构架上;舷侧纵桁与强肋骨交叉处,宜间断纵桁,保持强肋
骨连续;肋骨可以在舷侧纵桁处中断,舷侧纵桁在与肋骨相交处应保持连续。
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3.3.3 舷侧纵桁应与不连续的下层甲板位于同一平面内,其端部应用肘板连接,肘板形式
宜为圆弧形状,如图 3.3.3 所示。
图 3.3.3
3.4 首尾端结构
3.4.1 首端结构系指距首垂线 0.35L 的底部和舷侧结构,包括外板、龙骨、纵骨、肋板及
舱壁等。尾端结构系指距尾垂线0.25L内,最下层甲板、平台板或舷侧纵桁(当没有这些构件时,
取满载水线 ) 以下的船体结构。
3.4.2 首尖舱结构在每个肋位处应设置升高肋板。其高度应保证肋骨与肋板能有效地连
接。首尖舱平台向船中部的延伸部位,应设置舷侧纵桁或延伸平台;该舷侧纵桁端部应与横
舱壁的水平桁相连接,以形成水平环形框架结构;延伸平台的中线面处应设置纵桁,纵桁的
端部应与横舱壁的垂直桁相连接,以形成由平台纵桁、舱壁垂直桁、中内龙骨组成的环形框
架结构。
3.4.3 首端底纵桁等强力纵向构件应尽可能向船首延伸,并应注意保持结构的连续性;由
于结构上的原因,中内龙骨不能与首柱相连接时,则中内龙骨应在穿过横舱壁适当延伸后终
止。
3.4.4 人员无法进入维修保养的首部空间,在结构上应确保密闭或喷涂沥青漆。
3.4.5 与尾轴架、舵轴承相连接的外板,其厚度一般应比相邻的外板板厚要求值加厚
50%,并且应不小于船中部外板的厚度,分段接缝不得通过该加厚板。
3.4.6 尾端 0.125L 结构特殊加强区的肋板腹板,在纵骨处应设置附加扁钢,其尺寸应满
足 6.3.7 的要求。
3.4.7 尾部底纵桁和纵骨均应延至尾端,以形成由底纵桁 ( 纵骨 )、尾封板及舱壁垂直桁 ( 垂
向扶强材 ) 和甲板纵桁 ( 纵骨 ) 组成的垂向环形框架结构。
3.4.8 尾轴管、尾轴架及舵轴附近底部结构应相应加强。
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3.5 甲板结构
3.5.1 纵骨架式甲板的强横梁通常在甲板纵桁处间断。横骨架式甲板的横梁通过开口穿过
纵桁并与之焊接。甲板横梁与舷侧肋骨应以肘板连接,也可以圆弧形式连接。
3.5.2 强力甲板纵桁不应在同一截面内全部终止,只允许一对对称设置的甲板纵桁在同一
截面内终止。强力甲板纵桁端部应终止在主横舱壁或其他强力横向构件上。
3.5.3 不应将强力甲板纵骨终止在同一横剖面处,而应将其末端适当错开,并应将其延伸
至横向构件。
3.5.4 强力甲板纵桁和纵骨应是连续的,其中包括穿过主横舱壁保持连续。
3.5.5 船 中 0.5L 长 度 范 围 内, 强 力 甲 板 边 板 应 比 相 邻 的 甲 板 板 厚 要 求 值 加 厚
20% ~ 30%,甲板边板的宽度宜取 750 ~ 1500mm。
3.5.6 在甲板终止处,如该层甲板高度上无舷侧纵桁时,应在其甲板平面内设置过渡肘板
与纵骨连接。该肘板的长度 l 一般应不小于 0.15D,肘板宽度一般应不小于 0.5 倍的肘板长度,
如图 3.5.6 所示。
图 3.5.6
3.5.7 强力甲板以下的各层甲板如开口让舷侧肋骨连续通过,开口应加补板补强,如穿过
的那层甲板要求水密,则应加密性补板。
3.5.8 当强力甲板上设有较大开口 ( 如机舱开口 ) 时,如开口角隅的形状为抛物线形或椭
圆形,角隅处的甲板不需设嵌入板,但应符合图 3.5.8 的规定。
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图 3.5.8
3.5.9 当强力甲板上设有较大开口 ( 如机舱开口 ) 时,如开口角隅形状为圆形,则角隅处
要求加厚板,且角隅半径与开口宽度之比不小于 1/20。加厚板的尺寸应符合图 3.5.9 的规定。
加厚板的厚度应不小于该处强力甲板板厚的 1.5 倍,增厚不必大于 4mm。对于强力甲板下一
层甲板,加厚板厚度应较该甲板增加 2mm。
图 3.5.9
3.5.10 甲板纵桁、强横梁腹板离支座距离为纵桁或强横梁 1/8 跨距范围内,不宜开孔。
特殊情况下,允许按图 3.5.10 开直径不大于 1/8hw 的圆孔。此类开孔中,当孔与孔之间的间
距小于 1.5 倍两孔直径之和,或孔的中心不在距梁带板 1/3hw 处时,应补强。
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3.5.11 当需要将电缆和管系穿过甲板纵桁或甲板强横梁腹板时,开孔应位于纵桁或强横
梁跨中 3/4 跨距范围内,开口边缘应光滑并具有良好的圆角。开口尺寸及位置满足以下要求时,
其开口边缘可不作补强:
(1) 开孔高度不大于 1/3hw,且开孔长度不大于 2/3 hw;
(2) 开孔中心距带板的距离为 1/3hw;
(3) 开孔中心距带板距离虽不等于 1/3hw,但开孔边仍在 (1)、(2) 所得出的开孔边缘范围内;
(4) 开孔与开孔的边缘距离不小于两开孔高度之和。
图 3.5.11
3.5.12 当开口不满足 3.5.11 中任一要求时,应补强。通常的补强办法是设置补强腹板、
套环或加厚板,补强构件的横剖面积应不小于因开孔损失的腹板横剖面面积,补强构件材料
的强度等级应不低于腹板的材料强度等级。
3.5.13 当腹板上开有密集的小开孔,且间距不满足 3.5.11(4) 的要求时,则应按全部开孔
的最大外轮廓线作为开孔的计算高度和计算长度。
3.5.14 当纵桁或强横梁承受大的集中载荷时,腹板上开孔应特别考虑。
3.5.15 与支柱或桅杆相连接的强横梁或纵桁,在支柱或桅杆附近 1/8 跨距范围内应尽量
避免开孔。当必须开孔时,开孔应满足 3.5.11,且还应按 3.5.12 补强。
3.5.16 上层建筑端壁下的强力甲板横梁上,一般应尽量避免开孔。当必须开孔时,应按
3.5.12 补强。
3.5.17 当梁腹板上有纵骨通过时,在其开口左右 2 倍开口宽度范围内不允许开孔,见图
3.5.17。
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图 3.5.17
3.6 舱壁结构
3.6.1 各个主横舱壁一般应向上延伸至主甲板。
3.6.2 主横舱壁在甲板纵桁下宜设置垂直桁。支柱下面的舱壁上及沿舱壁集中力作用处宜
设置垂直桁,该垂直桁在强度和刚度上应能承受纵桁和支柱传递来的力。
3.6.3 主横舱壁的垂直桁及垂向扶强材,一般应与相应的甲板纵向骨架布置在一个平面内,
并应尽可能与底部骨架对准。
3.6.4 主纵舱壁扶强材一般为水平布置,其间距应大致与全船其他部位如甲板、舷侧、底
部的纵向扶强材间距基本保持一致。主纵舱壁设计成槽形舱壁时,一般为水平槽形,以有效
参与总纵强度。
3.6.5 支柱下面的主纵舱壁上及舱壁集中力作用处宜设置垂直桁。主纵舱壁垂直桁应与相
应的船体横向构件设置在一个平面内,其端部应与横向构件可靠地连接,不得出现任何形式
的自由端部。
3.6.6 横梁和肋板等构件穿过主纵舱壁时则应加补板补强并保证水密。
3.6.7 主纵舱壁一般应穿过横舱壁保持纵向连续,主纵舱壁折角应设置在横舱壁处。
3.6.8 甲板、平台沿船长方向高度不同时,则主纵舱壁应设置中间倾斜过渡段,以保证其
连续性。
3.6.9 参与总纵强度的主纵舱壁一般应向首尾延伸,并且应终止在主横舱壁上。同时,应
借助主横舱壁背面的垂直桁逐渐过渡到船体纵向骨架上。如图 3.6.9 所示。
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图 3.6.9
3.7 上层建筑与甲板室
3.7.1 各层上层建筑与主船体的相应骨架,应尽可能设置在一个平面内以形成横向框架。
有时为配合门、窗开口的布置可视具体情况布置,并予加强。
3.7.2 各层上层建筑前壁、后壁的骨架以垂向设置为宜。端壁的骨架间距视门、窗开口与
宽度而定,并尽量与甲板纵骨对齐。
3.7.3 对于多层上层建筑,上一层上层建筑横壁应尽量与下一层上层建筑横壁对齐。当上
一层上层建筑侧壁与下一层上层建筑侧壁或纵壁不重合时,必须使其横壁重合。当上述规定
无法实现时,应在上一层横壁下设置有效的加强横梁,必要时还应设置附加支柱。必须注意
消除上、下层纵横壁相交处的硬点。
3.7.4 甲板室垂直扶强材的端部应与该扶强材上面及下面的构件对齐。
3.7.5 甲板加厚板形式一般应采用整体加厚板。如特殊情况,也可采用覆板加厚形式。
3.7.6 第 1 层上层建筑的端壁应尽量与船体横向构件重合在一个平面内。其侧壁扶强材及
端壁扶强材的下端尽量与强力甲板构件对齐,并设置肘板与强力甲板连接。
3.7.7 凡长度超过 0.15 倍船长 L,且不小于本身高度 6 倍的上层建筑应设计为强力上层
建筑。
对于符合上述条件,且支持在不少于 3 个船体刚性横向构件 ( 横舱壁及用支柱支持的加
强横梁等 ) 上的长甲板室宜设计为强力上层建筑。
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3.7.8 上层建筑或甲板室侧壁端部应按如图 3.7.8 所示的形式及尺寸平顺过渡。过渡部分
侧壁板的自由边缘应加围缘球扁钢,必要时还应设置纵骨加强。
图 3.7.8
3.7.9 上层建筑或甲板室端部区域的舷顶列板及甲板边板应加厚。其中:舷顶列板应加厚
40%,甲板边板应加厚 20%。加厚的范围应满足如图 3.7.9 所示的要求。长度小于 0.2L 的首
楼及尾楼,其端部的舷顶列板和甲板边板可不加厚。
图 3.7.9
3.7.10 凡长度超过 0.15 L 及本身高度 6 倍的长甲板室,可采用设置伸缩接头的方法分割
成若干个可以相对移动 ( 长度小于 0.15L 及 6 倍甲板室层高 ) 的短甲板室,并宜使每段短甲板
室仅与两个船体刚性横向构件连接。
3.7.11 短上层建筑甲板及侧壁的骨架形式宜为横骨架式。
3.7.12 伸缩接头结构应保证两段甲板室相邻部分端部能向两个方向自由移动。伸缩接头
宜设置在对穿通道内。伸缩接头距强力甲板大开口角隅一般不宜小于甲板室高度。伸缩接头
之间的距离不得大于 0.15L 及 6 倍甲板室高度,且应不小于 3 倍甲板室高度。两侧壁板及甲
板板的伸缩接头应在同一平面内,不宜错位。
3.7.13 第二层及其以上各层上层建筑,一般应设计为短上层建筑。第二层及其以上各层
上层建筑侧壁扶强材下端允许削斜,第二层甲板室前端壁扶强材下端宜形成固定端,其余端
壁扶强材下端允许削斜。
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第 4 章 设 计 载 荷
4.1 一般要求
4.1.1 本章规定了作用在整个船体结构上的船体梁载荷和作用在船体局部结构上的用以校
核结构局部强度的设计载荷。
4.1.2 本章给出的设计载荷均基于满载排水量装载状态。
4.2 符号与定义
4.2.1 符号与定义如下:
(1) 波浪系数 Cw:
对于 1 类航区的船舶,Cw 可减少 5%;
对于 2 类航区的船舶,Cw 可减少 10%;
对于 3 类航区的船舶,Cw 可减少 15%。
(2) 共用加速度系数 a0:
式中: ,但取值不大于 0.2 ;
取值不小于 0.8 ,其中 V 为航速,kn 。
4.3 船体运动
4.3.1 假定船体运动是周期性的。本章公式定义的运动幅值为峰值至谷值幅度之半。
-8 的船
4.3.2 作为本章公式的替代,可使用由适航性计算或模型试验得到的概率水平为 10
体运动幅值。适航性计算或模型试验均应提交批准。
4.3.3 横摇角单幅值 θ 由下式得出:
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式中:TR —— 横摇周期,s,按 4.3.4 计算;
Kb —— 系数,取:
Kb = 1.2,无舭龙骨的船舶;
Kb = 1.0,有舭龙骨的船舶;
Kb = 0.8,有主动式减摇鳍的船舶。
4.3.4 横摇周期 TR 由下式得出:
式中:Kr —— 满载排水量时船舶的横摇回转半径,m;当 Kr 未知时,可取 Kr = 0.39B ;
GM —— 满载排水量时的初横稳性高度,m;当 GM 未知时,取 GM = 0.07B。
4.3.5 纵摇角单幅值φ 由下式得出,但取值不大于 0.14:
4.3.6 垂荡加速度和纵、横摇加速度垂向分量合成的垂向加速度 av 可近似取为:
式中: Kv —— 垂向加速度分布系数,见图 4.3.6
Kv =1.3,当 x ≤ 0 ;
Kv =0.7,当 0.3L ≤ x ≤ 0.6L;
Kv =1.5,当 x ≥ L 。
在上述区域之间,Kv 值按线性内插。
图 4.3.6 加速度分布系数
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4.4 船体梁载荷
4.4.1 船体任一横剖面处的垂向弯矩和剪力的符号规则如图 4.4.1 所示:
垂向静水弯矩 MSW 或垂向波浪弯矩 MWV 在强力甲板上引起拉应力时为正值 ( 中拱弯矩 ),
引起压应力时为负值 ( 中垂弯矩 );
垂向剪力 Q:当所考虑的船体横剖面之前的剪力向下时为正值,或在其后横剖面的剪力
向上时为正值;反之则为负值。
图 4.4.1 弯矩 MSW、MWV 和剪力 Q 的符号规则
4.4.2 船舶应根据各装载状态计算确定其最大垂向静水弯矩 MSW 和剪力 QSW。
4.4.3 船体任一横剖面的垂向波浪弯矩 MWV 应由以下公式确定:
中拱状态:
中垂状态:
式中:FM —— 表 4.4.3 定义的分布因子 ( 见图 4.4.3);
CW —— 按航区类别由 4.2.1(1) 确定;
CA —— 系数,按下式计算:
其中: ,应取不大于 0.8CW;
FCH —— 特征傅汝德数;
;
其中:特征航速 VCH,kn,取 0.75 V 与船舶巡航速度中的大者。
分布因子 FM 表 4.4.3
横剖面位置 分布因子 FM
0 ≤ x < 0.4L
0.4L ≤ x < 0.65L 1.0
0.65L ≤ x ≤ L
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