某工程船坐底工况底座基梁载荷计算及船体结构强度校核.pdf

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1、第４３卷第２期船海工程Ｖｏｌ．４３Ｎｏ．２２０１４年４月ＳＨＩＰ＆ＯＣＥＡＮＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＡｐｒ．２０１４ＤＯＩ：１０．３９６３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１-７９５３．２０１４．０２．００４某工程船坐底工况底座基梁载荷计算及船体结构强度校核赵海涛，杨余（武汉金鼎船舶工程设计有限公司，武汉４３００６２）摘要：考虑工程项目需要混凝土预制件必须在工程船处于坐底状态时滚装上船的要求，将底座基梁所承受的载荷作为底座基梁的设计要素之一。同时，认为船舶处于坐底状态时船体梁的强度问题是工程成败的关键因素。通过有限元方法求解各底座基梁所承受的压

2、力，并将其作为底座基梁的设计前提，同时完成船体梁的强度校核。关键词：坐底工况；底座基梁；有限元分析中图分类号：Ｕ６６１．４３文献标志码：Ａ文章编号：１６７１-７９５３（２０１４）０２-００１３-０３某工地码头面标高为＋３．２ｍ，码头面与驳船座基梁负荷数据，而且船舶坐底状态的受力情况与甲板面设置的滑道标高保持一致才能使构件顺利正常的航行状态有很大不同，因此需要校核船舶在上驳，所以驳船甲板面标高即为＋３．２ｍ。工程船坐底状态的结构强度，才能保证工程的顺利实施。型深为６．４ｍ，由此，将驳船船底面标高定为－３．２１工程船主要尺度及底座基梁

3、的布置ｍ，此标高即为驳船坐底区域基梁的顶面标高。通过调整压载水，可以保证工程船甲板面达该工程船为非自航、单底、单甲板、钢质箱型到以上所要求的标高。但是，由于船舶浮在水中工程甲板驳，方艏、方艉，艏部为勺形，艉部下设有的不稳定性，无法使重量为３０００ｔ左右的混凝土２个呆木，设计航区为中国近海。预制件顺利通过轨道滑移上驳；而且，由于上驳时总长：９０．００ｍ；型宽：２６．００ｍ；间较长，潮汐时刻变化，因此，必须加入足够的压型深：６．４０ｍ；设计吃水：４．７０ｍ。载水，使船舶处于稳定的坐底状态才能满足上驳码头工程基地共设置９道底座基梁，其中

4、７要求。底座基梁的设计单位需要知道基梁负荷及道与船体横舱壁对齐，另外两道布置于船中附近布置情况才能进行设计，船舶设计者必须提供底的强框架位置，见图１。图1底座基梁布置图板梁组合结构，底座基梁按布置位置以实体单元２计算过程进行建模。有限元模型见图２。2．1计算方法根据船体梁实际情况进行全船建模，模型为图2有限元模型收稿日期：２０１３－０７－２４进行底座基梁载荷计算时，在底座基梁中心修回日期：２０１３－０９－２６第一作者简介：赵海涛（１９７８－），男，学士，工程师位置沿船舶宽度方向取３个约束点，施加３个方研究方向：船舶工程向线位移及绕

5、船长、型深方向两个角位移的约束；E-mail：ｊｄｍ＠ｗｈｊｄｍ．ｃｏｍ按实际情况施加各种载荷，求出各约束点的约束１３第２期船海工程第４３卷反力，该反力的大小与底座基梁的载荷相等，方向由计算可知，本船在底座状态，底座基梁５相反。（ＦＲ２１）所承受的载荷最大，船中处于波谷时，载进行船体强度校核时，在底座基梁下表面施荷为２２４０９．２６ｋＮ。加全约束，对船体梁结构进行安全评估。3．2坐底状态船体强度校核结果2．2计算工况根据枟国内航行海船建造规范枠（２０１２）结合根据用户提供的潮汐水位以及压载舱的布置枟浮船坞规范枠给出的许用应力，取各

6、种工况最大情况，对４种工况（见表１）进行计算，甲板负荷按值进行安全评估，根据评估结论，通过合理配置压３６００ｔ计算，油水及压载水舱满载，其中最大吃载水以及进行适当的加强，本船船体结构满足规水５．５７ｍ（ＬＣ４）为海水突然涨潮，压载水没有排范要求，计算结果相见表３及图３～９。除，船舶起浮，底座基梁不受力的极端工况。表3强度衡准ＭＰａ表1工况标识与描述构件强度标准标识描述许用应力实际应力区域结论ＬＣ１最小吃水２．０ｍ，无浪板材相当应力１８５１５７．０纵舱壁安全ＬＣ２最小吃水２．０ｍ，波峰在船中板材剪切应力１００８７．６纵舱壁安全ＬＣ３

7、最小吃水２．０ｍ，波谷在船中梁元轴向应力１７６９４．２支柱安全ＬＣ４最大吃水５．５７ｍ2．3载荷计算１）按船舶完工图纸，统计出各肋位空船重量，以集中力形式施加于相应位置的节点上。２）液舱压力以面压力形式施加于各舱室。３）舷外水压力P按P＝ρgh进行施加。其中考虑波浪的两种工况波面高度按理想余弦波进行施加，理想余弦波波高z表达为１２πxz＝hｃｏｓ２λ式中：h———波高，０．８ｍ（底座基梁设计单位提供）；图3外板相当应力云图x———沿船长方向坐标；λ———波长，１４．６ｍ（底座基梁设计单位提供）。４）在载货区域施加表面力。３计算结果

8、3．1底座基梁载荷计算结果底座基梁载荷计算结果见表２。表2吃水2畅0m时底座基梁载荷计算结果支反力／ｋＮ底座基梁图4纵舱壁相当应力云图无浪波峰在船中波谷在船中９（ＦＲ３）１１４１５．７５１１６９３．９５１１１３９．６６８（ＦＲ９）１８８０．６５１８