第二章补充例题：船体剖面模数、总纵弯曲应力的近似计算和极限弯矩计算——船体强度与结构设计

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1、船体强度与结构设计第二章补充例题：船体剖面模数、总纵弯曲应力近似计算和极限弯矩计算武汉船舶职业技术学院何志标222-1某船横剖面如图所示，已知主体自身惯性矩I1=46×104cm·m，主体剖面面2积A1=160×102cm，上甲板的上表面至主体中和轴距离G=6.6m；舷墙板厚t=22mm，舷墙高度h=1m。若使舷墙在船中0.4L区域内保持连续且参与船体总纵弯曲，试计算包括舷墙在内的船体剖面惯性矩I和上甲板上表面的剖面模数W。舷墙上甲板舷墙hG△船体新中和轴主体中和轴解：取主体中和轴为参考轴2舷墙剖面面积A2=2th=2×2.2×100=440(cm)舷墙中和轴至参考轴的距离：Z2=6.6

2、(+)5.0=1.7m22船体剖面总面积A=ΣAi=A1+A2=160×10+2×2.2×100=16440(cm)船体剖面对参考轴的总静矩：222B=ΣAiZi=A1Z1+A2Z2=160×10×0+440×1.7=3124(cm⋅m)船体剖面对参考轴的总惯性矩：22422.2×100×1422C=Σ(AiZi+io)=0(+46×10)+(440×1.7+2×)=48.22×10(cm⋅m)12B3124船体剖面中和轴至参考轴的距离：Δ===.019(m)A16440船体剖面对新中和轴的惯性矩：24422I=C−ΔA=C−Δ⋅B=48.22×10−.019×3124=481.×10(

3、cm⋅m)上甲板上表面至新中和轴的距离：Z=G−Δ=6.6−.019=.641(m)甲上4I481.×1042上甲板上表面的剖面模数：W===5.7×10（cm⋅m)Z.641甲上另外，剖面要素A、B、C也可列表计算如下：距参考构静力矩惯性矩构件自身件构件尺寸构件剖面积Ai轴距离2构件名称ZAiZiAiZi惯性矩i0编i号222222mmcmmcm·mcm·mcm·m241主体160×1000.00.046×102舷墙2（100*2.2)4407.13124.022180.436.6416440312448.22×10武汉船院何志标共6页第1页船体强度与结构设计第二章补充例题：船体剖面模

4、数、总纵弯曲应力近似计算和极限弯矩计算武汉船舶职业技术学院何志标2-2试计算某横骨架式内河驳船总纵弯曲应力的第一次近似计算值（不计初挠度和横荷重的影响）。已知：型深D=3.2m；船宽B=6.0m；吃水d=2.0m；肋距S=500mm；200×5甲板厚度t1=3.5mm；船底、舷侧板厚t0=4.0mm；甲板纵桁⊥60×6250×5中内龙骨中垂弯矩⊥M=1200kN.m80×6解：将参考轴取在1/2型深处，列表计算如下：12345678910距参考距中和总纵弯构构件剖静力矩惯性矩构件自身件构件尺寸面积A轴距离AZ2惯性矩i轴的距曲应力构件名称iZiiAiZi0离Z′σ编iii号2222222

5、mmcmmcm·mcm·mcm·mmN/mm1船底板4×6000240-1.602-384.48615.940-1.5815.232舷侧板2×4×320025600.0021.850.023-0.223甲板板3.5×60002101.602336.4538.9401.625-15.674内龙骨腹板250×512.5-1.475-18.427.200.065-1.45214.005内龙骨面板80×64.8-1.347-6.58.70-1.32412.776甲板纵桁腹板200×5101.515.022.50.0331.523-14.687甲板纵桁面板60×63.61.3975.039.801

6、.42-13.69736.9-16.951245.028ABC其中：B−16.95船体剖面中和轴至参考轴的距离：Δ===−.0023(m)A7369.船体剖面对新中和轴的惯性矩：2[]22I=C−ΔA=C−Δ⋅B=1245.03−(−.0023)×(−16.95)=1244(6.cm⋅m)武汉船院何志标共6页第2页船体强度与结构设计第二章补充例题：船体剖面模数、总纵弯曲应力近似计算和极限弯矩计算武汉船舶职业技术学院何志标2-3某船舯剖面设计如图所示，其几何特性如下：全剖面面积A=5000cm2，中2222和轴距基线高e=6m，剖面惯性矩I=30000cm·m，甲板剖面模数Wd=6000c

7、m·m。因装配时发生差错，误将上、下甲板的纵桁相互调换，即上甲板装配了4根截面22积各为f2=15cm的小纵桁，而下甲板装配了4根截面积各为f1=25cm的大纵桁。已知型深H=11m，两层甲板间距d=2.5m。试计算实际的甲板剖面模数Wd′。f2上甲板d下甲板新中和轴f1mH原中和轴e解：以装错时的中和轴为参考轴，对调前后总的剖面面积不变，但面积相对于参考轴的静力矩改变。对调后剖面静力矩的增量为：2ΔB=B-B=4×25×-5.24