1、頁眉內容一船體強度船體在規定外力作用下抵抗極度變形和損壞的能力。船體強度與船舶安全密切相關。二分類船體強度分為總強度和局部強度。總強度又分為縱向強度、 扭轉強度和橫向強度， 其中，縱向強度亦稱總縱強度，最為重要。三強度控制船舶設計建造完成，其船體強度就被確定或限定， 不可能再增強（除非進廠改造）。隨著時間的推移，船體會自然磨損、腐蝕、老化、疲勞以及損傷，船體強度總是越來越差。因此，船體強度控制的途徑有二：一是正確配積載，確保滿足船體縱向強度和局部強度條件； 二是正確保養船體， 避免損傷， 使船體強度保持良好狀態。4.1保證滿足船舶的縱向強度條件一產生總縱彎矩和剪力的原因船舶漂浮于水上，從剛體力

2、學角度講，船舶的重力與浮力相等，總體上平衡。但是，船舶的重力與浮力沿縱向長度分布不一定處處相等。 從材料力學角度講， 這正是產生船體結構內力總縱彎矩和剪力的根源。1載荷分布曲線設船舶沿 X 軸(縱向 )重量分布曲線為qw (x)，浮力 (排水量 )分布曲線為 qD (x)LLWq w (x ) dx,q D (x ) dx00= Ax，則船舶重量 W 和排水量水量 可表示為：q (x )q w ( x)q D (x )（4.1）L顯然，q (x) dx00則船舶沿 X 軸的載荷分布曲線q (x) 定義為：1頁眉內容2平水中載荷分布（ 1）均勻裝載在平水中，使重量分布和浮力 (排水量 )分布處處

3、相等的裝載方式，稱為 均勻裝載。即：qw (x) qD (x)q (x) = qw (x) -qD (x) 0因此，船舶如果均勻裝載，在平水中，船體將不發生總縱彎曲變形，不產生總縱彎矩和剪力。（ 2）交叉裝載在平水中，使船舶重量分布與浮力分布不一致的裝載方式，稱為交叉裝載 。即：qw (x) qD (x)q (x) = qw (x) - qD (x) 0頁眉內容因此，船舶如果交叉裝載，即使在平水中，也會發生總縱彎曲變形，產生總縱彎矩和剪力。總縱彎曲變形有中拱和中垂兩種：(i) 中拱船體首尾處重量分布大于浮力分布， 而船中處正好相反，船體發生船中上拱，首尾下垂的總縱彎曲變形，稱為 中拱。(ii)

4、 中垂船體首尾處重量分布小于浮力分布， 而船中處正好相反，船體發生船中下垂，首尾上翹的總縱彎曲變形，稱為 中垂。3 波浪中載荷分布設船舶在平水中均勻裝載，當船舶處于波浪上且航向與波向同向或反向時，船舶也會交替出現中拱和中垂兩種總縱彎曲變形。（ 1）中拱船中處于波峰， qw (x) qD (x) ；首尾處于波谷， qw (x) qD (x) ，船舶發生中拱彎曲變形。（ 2）中垂船中處于波谷， qw (x) qD (x) ；首尾處于波峰， qw (x) qD (x)，船舶發生中垂彎曲變形。3頁眉內容如果船舶在靜水中的重量分布與浮力分布不一致， 那么在波浪中船舶總縱彎曲變形將更加嚴重。4 最大切力

5、Nm 與最大彎矩 Mm的一般位置不論是中拱或中垂，最大彎矩Mm和最大剪力 Nm的位置一般不變：最大彎矩 Mm 的一般位置通常在船中0.4L 區間。最大剪力 Nm 的一般位置通常在距船首尾L/4 處。5 船體受拉壓中拱時船體所受彎矩為正，上甲板受拉，船底板受壓；中垂時船體所受彎矩為負，上甲板受壓，船底板受拉。頁眉內容二縱向強度和縱向變形的校核方法1 縱向強度詳算法（ 1）許用切力和許用彎矩為使船舶具有足夠的總縱強度，船舶設計部門根據各個剖面的結構和材料，按我國 1996 年鋼質海船入級與建造規范要求，給出船舶各個剖面（肋位）的許用切力和許用彎矩，供船舶營運裝載貨物時校核總縱強度之用。教材第 23

6、8 頁表 F36 為全集裝箱船“ Z”輪的各個剖面（肋位）的許用切力和許用彎矩。（ 2）校核方法校核時，一般使用隨船舶資料提供的計算表格按步驟計算各剖面上的靜水切力和靜水彎矩，并與資料中的許用切力和許用彎矩相比較。計算過程比較麻煩，通常借助計算機或配載儀來校核。如果靜水切力和靜水彎矩在港內和海上的正負兩個方向的許用切力和許用彎矩的范圍之內， 則說明該裝載狀態下， 船體結構無論在港內和海上， 都是安全的。2 縱向強度估算法（ 1）依據估算法的依據認為， 如果船體中彎矩最大的剖面滿足縱向強度要求， 則整個船體都滿足縱向強度要求。 如前所述，船體最大彎矩通常出現在船中部 0.4 倍船長處，因此，只要

7、估算船舶載荷對船中剖面的彎矩是否處在安全范圍內， 即可校核船體縱向強度。（ 2）方法i ）計算船上所有載荷（空船重量除外）對船中之矩（絕對值）并求和|P i *Xi | ；ii ）由該裝載狀態下的平均型吃水和 |P i *Xi | 查船舶資料中的強度曲線圖 （教材第 59 頁圖 45）；iii ）判斷：如果查得點處在允許范圍內，則滿足縱向強度要求。3 縱向變形的校核（ 1）校核方法觀測并比較船首、 中、尾三處的左右平均吃水， 可以判斷船體拱垂變形的大小和方向。船中吃水與首、 尾吃水的平均值的差值的絕對值稱為拱垂值， 它可以反映出縱向變形的程度。船中吃水等于首、尾吃水的平均值，說明船體沒有縱向變

8、形；船中吃水大于首、尾吃水的平均值，說明船體中拱變形；船中吃水小于首、尾吃水的平均值，說明船體中垂變形。（ 2）縱向變形程度的劃分拱垂值 L/1200 ，為正常范圍，可以開航；5頁眉內容拱垂值 = L/800 ，為極限范圍，允許在天氣良好時開航；拱垂值 = L/600 ，為危險范圍，不可以開航。三縱向強度和縱向變形的控制船舶縱向強度和變形問題主要與兩方面因素有關： 一是船舶重力與浮力沿縱向分布不一致；二是船體結構。1 按艙容比例裝載控制載荷縱向分布PiV chiQ調整值（ t）（4.2）Vch船體所受的浮力沿縱向分布與船體艙容沿縱向分布規律基本一致。 因此，按艙容大小成正比地分配各艙貨物重量是

9、控制縱向強度和變形的有效方法。 不僅在配載時應當如此， 而且在實際裝載過程中和中途港裝載時也應當如此。 各貨艙裝貨重量的計算式為：式中， Pi 第 i 艙應分配的貨物重量， t3Vchi 第 i 艙的容積， m3Vch 全船各貨艙的總容積， mQ 航次載貨總重量， t調整值 綜合油水消耗、壓載、機艙等因素的調整量2 根據船體結構特點合理安排油水及壓載水（ 1）中機型船中機型船的機艙在中部， 船體在空載時機艙相對重而常發生輕微中垂； 滿載時機艙相對輕而發生嚴重的中拱。 因此，中機型船的強度問題主要出現在滿載情形。主要控制措施為：i ）在滿載時中部應適當多裝載貨物或壓載水；ii ）油水分配時應自中

10、部向首尾依次裝載，使用時順序相反。（ 2）尾機型船和中尾機型船尾機型船機艙在尾部， 船舶在空載時因機艙相對較重而尾傾， 為調整浮態往往在首部壓載艙打入相應的壓載水， 造成船舶出現非常嚴重的中拱。 大型尾機型船在滿載時往往因機艙相對輕而出現一定的中垂。 因此，尾機型船的強度問題主要出現在空載情形。主要控制措施為：i ）合理安排壓載水，同時實現減少尾傾、增加吃水和減緩中拱變形三個目的，方法是盡量使用漂心前靠近中部的壓載艙壓載。ii ）油水分配也是自中部向首尾依次裝載，使用時順序相反。中尾機型船是對尾機型船的改進， 其強度問題與尾機型船相同， 也出現在空載情形，但程度較輕。主要控制措施也相同。4.2

11、保證滿足船舶的局部強度條件頁眉內容一船體局部強度船體結構在局部外力作用下具有抵抗局部極度變形和破壞的能力稱為船體局部強度。對營運船舶而言， 特別關注各個載貨部位的局部強度。 因此，與載貨有關的局部強度是指各載貨部位的承載能力。 保證滿足船舶的局部強度條件， 也就是確保所有載貨部位的載荷不超過該部位允許的承載能力的極限值。二局部強度的表示方法與載貨有關的局部強度一般用以下指標表示：1 均布載荷2均布載荷是指船舶載貨部位單位面積允許承受的最大重量，KN/m。2 集中載荷集中載荷是指某一特定面積上允許承受的最大重量，KN。如圖 46 所示，特定面積是指向該區域的承重構件施加集中壓力的兩相鄰骨材之間的

12、面積，甚至是指兩相鄰骨材之間的距離。小型船舶通常采用橫骨架式結構， 其特定面積通常是指橫梁 （或肋板）之間的面積或距離； 大中型船舶的上甲板和底板通常采用縱骨架式結構， 其特定面積通常是指甲板縱骨（或船底縱骨）之間的面積或距離。有的小型船舶不區分均布載荷與集中載荷，只給出均布載荷。3 車輛甲板負荷允許車輛進出、停放的甲板或內底板允許承受一輛四輪車輛及其貨物的總重量。通常，載貨四輪車輛的后輪有四個輪子，前輪有兩個輪子，也有四個輪子。因此，車輛甲板負荷按前輪數目分別給出。7頁眉內容4 集裝箱堆積負荷堆積負荷是指集裝箱船的甲板、艙蓋或艙底上20 ft或40 ft箱座所能承受的最大重量。參見教材第23

13、9 頁表 F38。三局部強度校核1 查取校核部位的局部強度許用載荷，查取時應考慮腐蝕等影響；2 計算校核部位的實際均布載荷、集中載荷等；3 比較：如果實際載荷小于許用載荷，則局部強度條件滿足。否則，應采取襯墊措施。例題（教材第66 頁例44）Q輪擬在上甲板第4 貨艙艙口外側裝載一推土機，其重量為2解：推土機與甲板總接觸面積A = 2 * 24 = 4 8 m2 ；（ 1）校核集中載荷35 t ，每條履帶甲板實際集中載荷P= 35 * 981 = 343 35 KN；查第 64 頁表 46 得許用集中載荷P = 104 97 KN；實際集中載荷 P 許用集中載荷 P，不滿足要求，必須襯墊。（ 2）校核均布載荷查第 64 頁表 4 6 得許用均布載荷 Pd = 22 96 KPaPdP343.3571.53(KPa)A4.8實際均布載荷 Pd 為：AP343.3514.95(m 2 )