《外板和甲板板》PPT课件.ppt

外板和甲板板,概述,外板和甲板板是船体箱形结构的最主要组成部分，外板围成船体的外壳，而甲板则封闭船体的上部。本章主要介绍外板和甲板板的作用、受力、排列布置、厚度分布以及加强情况。,第三章 外板和甲板板,外板,一、概述外板(shell plate)是构成船体底部、舭部及舷侧的外壳板，由一块块钢板对合焊接而成。1接缝与列板外板的钢板的长边通常沿船长方向布置。长边与长边相接的纵向接缝叫边接缝(seam)，短边与短边相接的横向接缝叫端接缝(butt)，如图1-3-1所示。钢板逐块端接而成的连续长板条称为列板(strake)，若干个列板组成船体外板。,第三章 外板和甲板板,图1-3-1 接缝与列板如下:,第三章 外板和甲板板,2列板名称,组成船体外板的各列板名称如图1-3-2所示。位于船底的各列板统称为船底板(bottom plate)，其中位于船体中线的一列板称为平板龙骨(plate keel)。由船底过渡到舷侧的转圆部分称为舭部，该处的列板称为舭列板(bilge strake)。舭列板以上的外板称为舷侧外板(side plate)，其中与上甲板连接的舷侧外板称为舷顶列板(sheer strake)。生产图纸中，一般称平板龙骨为K行板，相邻列板为A行板，接下来是B行板，余此类推，直至舷顶列板为S行板。,第三章 外板和甲板板,图1-3-2 列板的名称,第三章 外板和甲板板,3外板的作用和受力,外板的作用是保证船体水密，使舰船具有漂浮及运载能力。它作为船梁的组成部分，参与船体的总纵强度，并与船底及舷侧骨架一起，承受并传递各种横向载荷，共同保证船体的局部强度和刚性。外板承受如下各种力的作用：（1）总纵弯曲：船底板是船梁的下翼板，舷侧外板是船梁的腹板，承受总纵弯曲应力。（2）横向载荷：外板直接承受舷外水压力，以及舱内液体压力。这些横向载荷使板产生局部弯曲。（3）动力载荷：外板在首部承受较大的波浪冲击力，在尾部承受螺旋桨工作时的水动压力。对于在冰区航行的船舶，外板还受到冰块的撞击和挤压力。（4）偶然性载荷：如碰撞、搁浅等外载荷。,第三章 外板和甲板板,二、外板的厚度分布,二、外板的厚度分布外板上的各块钢板因其所在位置的不同，受力也就不同。为了在保证强度的前提下减轻结构重量，外板厚度根据受力大小，沿船长和肋骨围长方向是变化的，即在受力大的部位取厚些，在受力小的部位取薄些。外板厚度沿船长方向的变化 当船舶总纵弯曲时，弯曲力矩的最大值通常在船中0.4L（L为船长）的区域内，向首尾两端的弯矩逐渐减小而趋于零。因此，一般在船中0.4L区域内的外板厚度较大，离首尾端0.075L区域内的外板较薄，两者之间的过渡区域，其板厚可逐渐减薄，如图1-3-3所示。,第三章 外板和甲板板,第三章 外板和甲板板,因考虑锈蚀、磨损等因素，平板龙骨的宽度和厚度从首至尾保持不变。此外，在船首底部波浪拍击区，底板要适当加厚。,第三章 外板和甲板板,外板厚度沿肋骨围长方向的变化平板龙骨和舷顶列板的位置在船梁的最下端和最上端，受到较大的总纵弯曲应力，平板龙骨还承受船舶建造时龙骨墩或坞墩的反力和磨损，舷顶列板与上甲板相连接，又起着舷侧与甲板之间力的传递作用，因此平板龙骨和舷顶列板要比其它外板厚些。其余从船底列板向上的各个列板，随着水压力减小而逐渐减薄。,第三章 外板和甲板板,局部加强对于有些局部受力较大区域的外板，应采用加厚板或加装骨架等局部加强措施。这些区域主要有：首部锚孔区域、尾端螺旋桨区域、外板开口区域等。加强的具体要求详见船舶建造规范。此外，对于航行冰区的船舶，其外板厚度在冰带区部分也需作必要的加强。,第三章 外板和甲板板,外板的布置外板的接缝线是根据船体分段的划分、外板的厚度和板材的规格以及工艺和结构上的要求布置的。外板接缝线的布置分边接缝线和端接缝线的布置。,第三章 外板和甲板板,外板边接缝的布置平板龙骨和舷顶列板的宽度由船舶建造规范或强度计算决定，舭列板的边接缝由工艺性决定。布置边接缝线时的要求如下：（1）应考虑到甲板、平台、纵桁、纵骨和内底边板等纵向构件的布置。外板的边接缝与纵向构件的角焊缝应避免重合或形成过小的交角，否则会影响焊接的质量。若纵向构件与外板边接缝的交角小于30时，则应调节接缝改为阶梯形，如图1-3-4所示。此外，板缝布置与纵向构件在很长一段距离中平行时，其间距应大于50mm。,第三章 外板和甲板板,图1-3-4 外板的边接缝,第三章 外板和甲板板,（2）外板的排列须充分利用304不锈钢板的规格，尽可能减少钢板的剪裁。在线型平缓的船中或大型船上，采用较宽的钢板。而在型线曲率较大的首尾端或小型舰船上，通常采用宽度较小的钢板，以便于加工和装配。,第三章 外板和甲板板,（3）在水线以上部分的舷侧外板，其边接缝线与甲板边线或折角线平行，并保持相同的宽度伸至船的两端，以使外板排列整齐美观。在首尾端，由于肋骨围长减小，外板板列的数目也要相应地减少，形成并板结构。并板不宜设在平板龙骨、舭列板和舷顶列板上，通常布置在满载水线以下的其它外板上。并板(stealer strake)的形式一般有下列两种：,第三章 外板和甲板板,双并板：两相邻列板的端接缝同时中断，并成一列板，见图1-3-5a）；齿形并板：两相邻列板的端接缝不同时中断，并板处成阶梯形接缝，见图1-3-5b）。如下图所示,第三章 外板和甲板板,图1-3-5 外板的并板接缝a）双并板；b)齿形并板,第三章 外板和甲板板,外板端接缝的布置船舶总纵弯曲时，外板的端接缝恰好位于横断面上，因此端接缝比边接缝的质量要求更高。布置外板端接缝的要求如下：(1）应考虑到建造工艺上船体分段的布置情况，同时又要充分利用钢板的长度。各列板的端接缝应尽可能布置于同一横剖面上，以减少装配和焊接的工作量，有利于采用垂直自动焊接，并且容易控制焊接变形。,第三章 外板和甲板板,（2）外板的端接缝应布置在1/4或3/4肋距处，因板在该处局部弯曲应力最小。且端接缝应避开横向构件的角焊缝及大开口角隅部位。（3）外板各列钢板的长度在船中部分可取长些，而在首尾端则取短些。因船中部船体一般被划分为平面分段，分段较长；而首尾端船体被划分为立体分段，分段较短。此外，船中线型平缓，可充分采用长的钢板；首尾端线型较复杂，采用较短的钢板便于加工。,第三章 外板和甲板板,图1-3-6所示为某沿海货船首部的外板展开图。它具体地表示了外板的结构，标出了外板的边接缝、端接缝、分段接缝及纵横构件的位置。其中细实线及斜栅线分别表示板逢线和分段接缝线。,第三章 外板和甲板板,图1-3-6 首部外板展开图,第三章 外板和甲板板,甲 板 板,概 述甲板板的概念船舶的主体部分设有一层或几层全通甲板，小型舰船仅有一层甲板，而大型船舶根据使用要求往往设置二层或多层贯通全船的连续甲板。按自上而下的顺序分别称为上甲板（upper deck）、第二甲板(second deck)、第三甲板(third deck)等。根据需要，有时在部分舱室中设置局部间断的平台甲板(platform deck)。,第三章 外板和甲板板,甲板板(deck plate)由许多钢板并合焊接而成，钢板的长边通常沿船长方向布置。沿甲板边缘与舷侧邻接的一列甲板板称为甲板边板(deck stringer),第三章 外板和甲板板,甲板的形状为了减少上浪及迅速排除积水，船舶上甲板通常为曲面形状，且首尾窄中部宽，船长方向中部低于首尾端，船宽方向中间高于两舷，如图1-3-7所示。上甲板边线沿纵向向首尾端升高的曲线称为舷弧，上甲板沿横向的拱形称为梁拱。非露天的甲板和平台，则可做成平直的结构。,第三章 外板和甲板板,图1-3-7 上甲板的形状,第三章 外板和甲板板,甲板板的受力（1）总纵弯曲：上甲板是船梁的上翼板，承受总纵弯曲应力。（2）横向载荷：上甲板承受上浪水压力或甲板货物等的载荷；下甲板和平台等非露天甲板的载荷则视甲板的使用情况而定。,第三章 外板和甲板板,甲板板的作用甲板板与外板和舱壁板共同组成供各种用途的舱室。上甲板作为船体的水密顶板，遮蔽舱室空间，有些船舶的上甲板上也载货。下甲板和平台甲板分层安置设备及各种装载物。在长江客货船上，通常设有舷伸甲板(sponson deck)，以扩大甲板的使用面积。,第三章 外板和甲板板,甲板板的作用甲板板与外板和舱壁板共同组成供各种用途的舱室。上甲板作为船体的水密顶板，遮蔽舱室空间，有些船舶的上甲板上也载货。下甲板和平台甲板分层安置设备及各种装载物。在长江客货船上，通常设有舷伸甲板(sponson deck)，以扩大甲板的使用面积。,第三章 外板和甲板板,甲板板的厚度在各层甲板中，上甲板在保证船体总纵强度中的作用最大，故较下层甲板为厚。沿船长方向，上甲板参与船舶总纵弯曲时，中部受力最大，故在船中0.4L区域内的甲板板应厚些，且保持厚度相同，向首尾两端则逐渐减薄。,第三章 外板和甲板板,甲板板的布置甲板板的长边沿船长方向布置，且平行于甲板中线。甲板边板因需保持一定的宽度，故沿舷边呈折线形状。在首尾端，由于甲板宽度减小，甲板列板的数目也要相应地减少，也可以将钢板沿横向布置。此外，在大开口之间也可将钢板沿横向布置，如图1-3-8所示。,第三章 外板和甲板板,图1-3-8 甲板板的布置,第三章 外板和甲板板,甲板布置时，应注意如下问题:甲板板的端接缝不宜设于大开口的四角，因为该处是应力集中区域，板缝与舱口横端至少应相距500mm。此外，甲板板排列时也应注意甲板上下构件的位置，避免使甲板板缝与这些构件的无缝钢管焊缝相重合或太接近，一般要求两者的间距大于50mm,第三章 外板和甲板板,甲板开口处的加强及甲板间断处的结构 1甲板开口处的加强为了让人员、机器、及装载物等出入船舱，在甲板上通常设有各种大小不同的开口，如机舱口、货舱口、人孔和梯口等。船舶总纵弯曲时，在开口角隅处将产生应力集中现象，因此，在船中0.5L区域内应予加强或补偿。甲板上的人孔开口，应做成圆形或长轴沿船长方向布置的椭圆形，以缓和应力集中的程度。,第三章 外板和甲板板,矩形大开口的长边通常沿船长方向布置，大开口的角隅应做成圆形、椭圆形或抛物线形。圆形角隅处的甲板板要用加厚4mm的板或复板给予加强，常用的加厚板形式如图1-3-9a)和b)所示。椭圆形或抛物线形角隅可不必采用加厚板，但须符合图1-3-9c）规定的要求。为了对甲板大开口的削弱进行补偿，有的船沿舱口两侧设置长条形的加厚板，见图1-3-9d）。对强力甲板舱口线以外的圆形开口，可采用图1-3-9e）所示的套环形式加强开口边缘。,第三章 外板和甲板板,图1-3-9 甲板开口处的加强,第三章 外板和甲板板,甲板间断处的结构上甲板以下的各层甲板若在机舱、货舱等处被切断，由于结构连续性被破坏，在甲板突变的地方可能产生应力集中。为了防止结构破坏，在甲板间断处应增设舷侧纵桁，且在过渡处用尺寸较大的延伸肘板连接，如图1-3-9所示。,第三章 外板和甲板板,舷边连接舷边是指甲板边板与舷顶列板的连接部位。目前常用的舷边连接形式有如下两种：舷边直角连接如图1-3-10a）所示，这种舷边连接形式的特点是施工简便，但舷边应力较大。当舷顶列板与甲板边板直接焊接时，舷顶列板的上缘应平整，必须严格保证焊接质量。在船中及上层建筑端部，高出甲板边板的舷顶列板上不准许开流水孔。目前此种形式多用于中小型船舶和一些有加强措施的船舶，如杂货船等。,第三章 外板和甲板板,圆弧舷板连接如图1-3-10b）所示，弧形的舷板使舷顶列板和甲板边板构成了一个整体。圆弧舷板的厚度至少应等于甲板边板厚度，圆弧半径不得小于板厚的15倍。此种舷边连接形式特点是，能使甲板和舷侧应力顺利过渡，结构刚性较大，舷边不易变形。但甲板有效面积减小，甲板排水易弄脏舷侧板；此外，由于型线的变化，圆弧板只适用于船体中段，向首尾端逐渐过渡仍需采用舷边直角形连接，施工较麻烦。目前多见于大型船舶的船中部位，如大型油船中部。,第三章 外板和甲板板,图1-3-10 舷边连接形式,第三章 外板和甲板板,习 题,外板由哪些列板组成，分别用什么代号表示？外板的厚度是如何分布的？外板边接缝和端接缝布置要求？并板有哪两种形式？并板通常设在什么位置？主船体内有哪些甲板？甲板通常做成什么形状？为什么？甲板板的厚度是怎样分布的？甲板开口及间断处为什么要采取加强措施？甲板舷边连接形式有哪几种？分别用于什么船？,第三章 外板和甲板板,