船体结构中的型材 球扁钢，T型材，扁钢，角钢
衡量型材剖面利用率的指标 1.对型材剖面设计的要求
（1）构成剖面的各个部分应该具有足够的强度、 刚度和稳定性；
（2）应该满足生产与工艺的要求，制造简单
（3）剖面内材料的分布合理，材料利用率高。
衡量剖面内材料利用率的指标：剖面利用系 数和比面积。
型材剖面设计
船体结构设计概述
船舶与海洋工程系
2、船体钢料选择：高强度钢问题 目前船体构件选择主要考虑两方面：强度和稳定
性。强度方面主要借助的材料特性是屈服极限，而稳 定性方面的标准是临界应力。
选择钢料要根据具体情况而定。
在结构设计时，我们希望选择的钢料能使船体结 构最轻。
型材剖面设计
船舶与海洋工程系
型材剖面利用系数和比面积
船体结构设计概述
船舶与海洋工程系
对于船底板架,以下情况宜采用横骨架式： 1.船底板架长度与宽度之比Ln/Bp>1.7时； 2.当船长小于80~100m，L/D小于12时，船底外板厚度不 是由强度条件来决定的，而是取决于锈蚀磨耗的要求时；
3.当船的中垂弯矩远大于中拱弯矩，即当 M中垂/M中拱>1.5~2.0时
船体结构设计概述
船舶与海洋工程系
计算设计

所谓计算设计， 所谓船体结构的计算法设计，
是指运用结构分析方法的综合来确定船体横剖面的最
优尺寸和所有构件的尺寸，并保证结构在外载荷作用
下具有足够的强度、稳定性。因此，就其实质就是依
据作用在结构上的外力，从强度和稳定性条件出发，
选择适当的结构型式和构件尺寸。
附连于壳板上的型材，在表示比面积的公式中，F仅取 型材剖面积，而W、I则为包括有效带板在内的型材剖面 模数和惯性矩。
两个几何相似的型材剖面其比面积是一样的。
例如球扁钢可近视的取 F 0.65W 2/3和 F 0.40I1/2
型材剖面设计
船舶与海洋工程系
详细设计：完善除生产过程外的所有准备技 术工作。如：肋骨型线图，分段结构图。
船体结构设计概述
完工设计：归档存档
船舶与海洋工程系
船舶主尺度、船体型线、船舶建筑形式、甲 板层数、内底分布、舱壁位置，最初确定后。
结构设计的任务是在上面的基础上决定船体 结构形式、构件尺寸和连接方法。成功的设 计乃是合理地选择结构材料，保证结构具有 必须的强度和刚性的情况下，使结构重量最 轻。
特殊情况：
干货船在下面两种情况下上甲板宜于采用横 骨架式：
船体结构设计概述
船舶与海洋工程系
1.船长小于90~100m时，不论船长L与型深 D之比的比值如何；在100~130之间， L/D<12时；或者总强度要求的相当厚度很 小不能分出足够材料构成甲板纵骨时。
2.当上甲板经常要载运货物，这时如采用纵 骨架式，为了保证承受横载荷而增加高横梁， 势必影响舱容。
船舶强度与结构设计
第五章 船体结构设计
本节内容
1
船体结构设计概述
2
型材剖面设计
3
型材的稳定性计算
4
待定
船舶与海洋工程系
船体结构设计概述
船舶与海洋工程系
船舶设计过程
合同设计，初步设计，详细设计，生产设计， 完工设计。
合同设计：谈判，初步的技术指标，船用 途、主尺度、航速、主机、工期；
初步设计：丰满合同设计的各项指标。具体 表现：型线图，总布置图，外板展开图，以 及一系列计算书（浮性、稳性，快速性，耐 波性，安全性）
4.船底易搁浅或者舱内用抓斗起货物而舱底又无护板时。
船体结构设计概述
船舶与海洋工程系
若船底板架为横骨架式，建议每档肋骨设实肋板，这样可 以提高外底稳定性、局部强度和简化工艺。
船侧板架由舱壁间距、甲板和舱底间的距离而定。军船舷
侧靠近甲板和船底多采用纵骨架式，其他采用横骨架式。
船端多采用横骨架式，但是由于横骨架式和纵骨架式在过 渡衔接的问题，目前也有纵骨架式存在。
船舶与海洋工程系
W1
I
Z
max F Z
max
max
max
理想剖面：两个离中和轴距离相等、面积各为0.5 F的翼 板组成的剖面称为理 想剖面。
理想剖面的剖面模数为
1 W0 2 hF
理想剖面形式
型材剖面设计
船舶与海洋工程系
实际型材的最小剖面模数，小于理想剖面的剖面模数， 因为，在同等面积下，平行于中和轴是所有情况中惯性 矩最大的情况。即
1 W1 W0 2 hF
上述比较是在等面积等高度的前提下进行的。
型材剖面设计
船舶与海洋工程系
W1-实际型材剖面的最小剖面模数； -剖面利用系数，
其反映剖面中材料的分布的合理程度，剖面利用系数越 大，则剖面材料的利用越接近理想剖面。
利用剖面利用系数时,同一类型材的剖面利用系数才可 以比较,例如不同型号的角钢可以比较剖面利用系数,而角 钢和钢管的剖面利用系数不可以比较。所以剖面利用系 数不能反映所有构件不同剖面形状材料的利用率。
型材剖面设计
船舶与海洋工程系
剖面模数比面积：Cw

F W 2/3
F-型材剖面积；W-包括带板在内的型材的剖面模数。
Cw小，表明利用较少的材料，获得了较大的剖面模数， 所以剖面材料的利用率越高，显然Cw越小越有利。
惯性矩比面积：
Ci

F I1/ 2
型材剖面设计
船舶与海洋工程系
I包括带板在内的剖面惯性矩，Ci小，表明利用较少的材 料，获得了较大的惯性矩，所以剖面材料的利用率越高， 显然Ci越小越有利。
船体结构设计概述
船舶与海洋工程系
规范设计法：简便，安全，不易反应具体 船舶特点、新技术成果，适用于常规的民船
直接规范设计和间接规范设计，前者根 据船型、船籍和主尺度直接查规范确定结构形 式和构件尺寸，后者是参考母型，取构件尺 寸，根据规范修正尺寸大小。
直接计算法：合理，可反映具体船舶特点， 但计算工作量大，适用于军船，大、新特民 船（高附加值）
1 、船体结构形式：船体是由板和型材组成的薄壁结构， 即板架结构。根据位置和受力特点，认为分为船底板 架、甲板板架、船侧板架和舱壁板架等。由于位置和 受力的不同，采用不同的骨架型式。
船体结构设计概述
船舶与海洋工程系
一般，普通常规船上甲板和船底板架多采用
纵骨架式，舷侧板架为横骨架式。这样的布 置一方面总纵强度方面容易满足，另外，横 骨架式对横向载荷的抵抗也增大，使局部强 度容易满足，又不至于占据过大的舱容。