CD 03-2004 双舷侧散装货船船体结构指南.pdf
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1、 指导性文件GUIDANCE NOTESCD 03-2004中 国 船 级 社双舷侧散装货船船体结构指南2004第6页第 1 章 一般规定1.1 适用范围1.1.1 本指南无规定者,应符合本社钢质海船入级与建造规范(以下简称规范)的有关规定。1.1.2 本指南适用于船长 90m 及以上、机舱在尾部、且开口边线外的强力甲板和双层底为纵骨架式的双舷侧散装货船。1.1.3 本指南主要适用于双舷侧散装货船货舱区域的结构布置和构件尺度的确定。货舱两侧和底部邻接压载水舱或空舱组成了船舶的双层壳体。1.1.4 货舱区域以外的其他结构布置和构件尺寸均应符合规范第2篇的有关要求。1.2 检验1.2.1 船体结构
2、检验应符合规范第1篇的适用要求。1.3 附加标志1.3.1 对符合本指南规定的双舷侧散装货船,可授予下列附加标志之一:(1)双舷侧散装货船:Double Side Skin Bulk Carrier;(2)具有重货加强的双舷侧散装货船:Double Side Skin Bulk Carrier, Strengthened for Heavy Cargos;(3) 具有重货加强 , 且有指定空舱或间隔空舱的双舷侧散装货船:Double Side Skin Bulk Carrier, Strengthened for Heavy Cargos, Holds Nos may be Empty。1.3
3、.2 有关协调附加标志和要求见本指南第10章。1.4 图纸资料1.4.1 除规范第2篇第2章第1节规定的图纸资料外,还应将下列资料提交本社备查:(1) 航行时各舱柜最大压头以及与底边舱、双舷侧内压载舱、顶边舱相通的任何双层底的详细资料;(2) 如货舱内装载压载水或液体货物,应提供任何部分装载深度的详细资料。1.5 船舶布置1.5.1 为保障在船舶使用的时间内能有效地开展各种检验,要求在船舶设计和建造的过程中考虑合适的检查通道。对于 2005 年 1 月 1 日及以后建造的 20000 总吨及以上的散装货船,其货物区域的检查通道应符合 SOLAS 公约 2002 年 12 月修正案(海安会决议
4、MSC.134(76))第 II-1章第 3-6 条油船和散装货船货物区域的检查通道的规定,其具体技术要求应满足海安会决议MSC.133(76)检查通道技术规定的要求。第7页1.5.2 水密横舱壁的设置应符合规范对艉机型船的要求。1.5.3 双舷侧内的舱应尽可能设计为指定空舱,避免作为海水压载舱。双舷侧内不可载货 ,内壳板的布置应使得全部货舱均位于双舷侧的内侧。1.5.4 货舱布置包括以下4种型式:型式 1:双舷侧,具有顶边舱和底边舱 型式 2:双舷侧,具有底边舱 型式 3:双舷侧,具有顶边舱 型式 4:仅为双舷侧 第8页1.5.5 在任何船体横剖面处,双舷侧宽度应不小于 1m。双舷侧宽度为外
5、壳与内壳之间的型距离,垂直于舷侧外板量取。1.5.6 在各种障碍物处(如管系、垂直梯子),双舷侧内净通道的最小宽度应不小于为 0.6m。当双舷侧内为横骨架式时,骨材内表面之间的最小间距应不小于0.6m。当双舷侧内为纵骨架式时,骨材内表面之间的最小间距应不小于 0.8m。货舱长度平行部分以外,由于结构构造的需要,该间距可以减小,但无论任何应不小于 0.6m。在量取该间距时,不必考虑骨材的端部肘板 , 量取方法见图1.5.6。图 1.5.61.5.7 双层底和管隧的通道布置:(1)应提供适当的通道方式至双层底和管隧;(2)内底板上的人孔应位于离底凳或者若无底凳就离横舱壁至少一个肋板间距的距离;(3
6、)肋板和纵桁的人孔位置和尺寸应能保证通风以及方便人员出入双层底,人孔应避免位于高剪力区域。1.5.8 货舱通道布置:(1)应设置永久的或储存在船上的移动式的通道,以保证货舱的维护和检验;(2)每个货舱应提供至少两个纵向间距尽可能远的梯子。如有可能,这些梯子应对角布置,例如一个梯子靠近前壁左舷,则另一个应靠近后壁的右舷。梯子的设计和布置应尽量避免使其被铲车、抓斗等货物处理装置所损坏。垂直梯子可连成一线布置,但应在不大于9m的间隔处提供进入口和休息平台。第9页对于装载前要做准备工作的货舱,应考虑活动脚架或可移式平台的合适布置,以确保安全操作。(3)用于进入本条(2)规定通道的开口,应至少有600m
7、m600mm的净尺寸。通道和梯子的设置应使配带自给式呼吸器及个人防护装备的人员能够方便地进入和离开货舱。1.6 船体结构强度直接计算和疲劳评估1.6.1 主要构件的尺寸和结构布置可由直接计算确定。1.6.2 船长为150m及以上的双舷侧散装货船,其货舱区域主要构件(纵向、横向)应用直接计算方法进行强度计算。1.6.3 直接计算应符合本社双舷侧结构散装货船结构强度直接计算指导性文件的要求,由直接计算确定的构件的厚度尚应符合本指南6.3的要求。1.6.4 船长为150m及以上的双舷侧散装货船,其货舱区域结构应进行疲劳强度评估。疲劳强度评估应符合本社船体结构疲劳强度指南的要求。1.6.5 直接计算和
8、疲劳评估可采用本社的海虹之彩 CCSS 船体结构分析与解决方案软件进行,其中包括结构设计评估(屈服、屈曲)和疲劳设计评估。通过该系统评估后,将授予附加标志:CCSS。1.7 结构细节1.7.1 双舷侧散装货船的结构细节、次要构件的端部连接及主要构件的端部连接应符合规范第2篇第1章的适用要求。1.7.2 大型散装货船的高强度钢使用,导致船体结构存在大量的局部高应力区域。由于结构连接节点的非连续性,使局部高应力区域的结构节点产生非常高的应力集中,这是造成结构的疲劳破坏的主要因素。因此,大量使用高强度钢的大型散货船,其疲劳强度问题非常突出。1.7.3 本规范所选择的结构节点是双舷侧散装货船高应力区域
9、及易产生疲劳破坏的典型结构节点。附录提供了双舷侧散装货船典型结构节点实例,目的是为设计者提供指导,以提高结构的疲劳寿命。1.7.4 结构节点设计应根据结构节点所处的部位和受力状况,遵循结构逐渐过渡原则,以避免结构节点区域存在较大的应力集中。1.7.5 高应力区域的肘板通常应采用圆弧形和对称形面板。对于主要构件端部肘板趾端处,其腹板厚度应适当加厚,肘板的面板应向端部削斜并设软趾。1.7.6 典型结构节点的建造应确保具有良好的对准,其板厚中心线的偏差应不大于三分之一板厚(板厚取小者)。第10页1.7.7 除本规范另有要求外,典型结构节点的焊接应符合钢质海船入级与建造规范第 2篇第1章第 2 章 材
10、料与保护2.1 一般要求2.1.1 材料和钢级应符合规范第2篇第1章的有关要求。2.1.2 结构防腐应符合规范第2篇第1章第6节的要求。第 3 章 总纵强度3.1 一般要求3.1.1 总纵强度应满足规范第2篇第2章第2节的要求。3.1.2 货舱甲板开口为大开口时,还应按规范第 2 篇第 7 章第 2 节的要求校核弯扭组合的总纵强度,其中的货物扭矩一般可取为零。3.1.3 对于船长小于150m的双舷侧散装货船,其装载手册和装载仪应满足规范第2篇第2章第2节的要求。3.1.4 对于船长 150m 及以上的双舷侧散装货船,其装载手册和装载仪应满足本章 3.2 和 3.3的要求。3.2 装载手册3.2
11、.1 装载手册应包括的内容:(1) 船舶设计所依据的装载工况的静水弯矩、静水剪力,如适用时,包括扭转载荷的计算结果;(2) 静水弯矩和剪力的许用值;(3) 满载吃水时空的货舱和货舱组。如果在满载吃水时不允许有空舱,则在装载手册中应有明确的说明;(4) 以货舱中部位置的吃水函数的形式给出每一舱内许用载货量及所要求的最小载货量和双层底内的油和水的重量;(5) 以两货舱相应范围的平均吃水的函数的形式给出任意两相邻舱内许用载货量及所要求的最小的载货量和双层底内油和水的重量。平均吃水为两舱各自中点位置的吃水的平均值;第11页(6) 双层底许用载货量以及除散货以外的货物的性质的说明书;(7) 甲板和舱口盖
12、的最大许用载荷,如果船舶未批准在甲板和舱口盖上载货,则在装载手册中应予以说明;(8) 最大的压载水变化率以及关于以能达到的压载水变化率为基础的装载计划,应取得港口方面同意的建议。3.2.2 装载手册的批准条件除了满足规范第2篇2.2.8.11的要求外,装载手册还应包括以下工况,按合适与否,分为出港和到港状态:(1) 最大吃水时轻货和重货的隔舱装载工况,如果适用时;(2) 最大吃水时轻货和重货的均匀装载工况;(3) 压载工况。对具有与顶边舱、底边舱和双层底相邻的压载货舱的散装货船,当该压载货舱灌满水而底边舱、顶边舱和双层底舱是空的时,应保证有足够的强度;(4) 船舶装至最大吃水但燃料有限的短航程
13、工况;(5) 多港口装/卸工况,如果适用时;(6) 甲板载货工况,如果适用时;(7) 船舶在均匀装载工况、相关的部分装载工况和隔舱装载工况(如适用时)下从开始装货到装至最终载货量的过程中的典型的装载顺序。这些工况下的典型的卸货顺序也要包括在内。在制定典型的装 / 卸载顺序时应注意不应超过适用的强度限制。在制定典型的装 / 卸载顺序时要注意装/卸载速率和压载水排放量;(8) 航行中更换压载水的典型过程,如果使用时。3.3 装载仪3.3.1 装载仪除了满足规范第2篇2.2.8.4的要求外,其显示的数据(如适用时)应准确给出:(1) 每一个货舱内货物重量和相应的双层底内的油和水与货舱中部吃水的函数关
14、系;(2) 任意两相邻货舱内货物重量和相应的双层底内的油和水与两货舱相应的平均吃水的函数;3.3.2 装载仪的批准条件装载仪要经过批准,除了满足规范第2篇2.2.8.12的要求外,如适用时,还应包括以下方面内容的批准:第12页(1) 所有读出点的船体梁弯矩的许用值;(2) 所有读出点的船体梁切力的许用值;(3) 以吃水的函数形式给出的每一舱内载货量和双层底内油和水的重量;(4) 以吃水的函数形式给出的任意两相邻舱内载货量及双层底内油和水的重量。第 4 章 底边舱4.1 一般要求4.1.1 底边舱在货舱水密舱壁处应尽可能设置水密隔壁, 否则应设置制荡舱壁。4.1.2 应考虑底边舱首尾末端结构的连
15、续性。4.1.3 在计量底边舱构件的计算压头 h时,当底边舱与顶边舱相通,则舱顶应量至顶边舱的最高点;当底边舱与双舷侧内的压载舱相通,则舱顶应量至双舷侧内压载舱的最高点。4.1.4 本章的要求适用于纵骨架式底边舱。4.2 斜板4.2.1 斜板厚度应不小于 规范第2篇第2章第6节对内底板的要求。凡拟取得重货加强附加标志时 , 应按 规范第 2 篇 2.22.3.4 要求增加厚度 , 但可从斜板与内底板交接处往内壳板逐渐过渡, 至内壳板处可不必增厚。4.2.2 当底边舱设置水密侧壁时, 侧壁板厚度 t应不小于按下式计算所得之值:mm式中: s 扶强材间距, m;h 由列板下缘量至舱顶的垂直距离,或
16、量至溢流管顶垂直距离的一半, m, 取较大者。4.3 纵骨4.3.1 斜板纵骨剖面模数 W应不小于船底纵骨剖面模数的 85 , 且应不小于按下列两式计算所得之值:W = 8.5Hsl2/ cm3W = 9shl2cm3第13页式中: 装载率,m3/t;H 纵骨量至顶边舱斜板下缘的垂直距离, m;当无顶边舱时,为纵骨量至上甲板的 垂直距离;s 纵骨间距, m;l 纵骨跨距, m。h 自纵骨量至舱顶的垂直距离, 或量至溢流管顶垂直距离的一半, m;取较大者。4.3.2 底边舱内的舷侧纵骨和舭部纵骨剖面模数 W应不小于规范第2篇 第2章第7节 的要求。4.3.3 底边舱内的船底纵骨剖面模数 W应不小
17、于规范第2篇 第2章第6节的要求。4.4 横向支持构件4.4.1 在双层底内设置肋板的肋位处应设置支持底边舱纵骨的横向支持构件。4.4.2 船底肋板和舷侧强肋骨的剖面模数 W和剖面惯性矩 I应不小于按下列两式计算所得之值:W = 12Shl2cm3I = 2.5Wl cm4式中:S 肋板或强肋骨间距, m;l 肋板或强肋骨跨距, m;h 在舷侧处, 自跨距中点量至上甲板的垂直距离, m。4.4.3 斜板强横梁剖面模数 W和剖面惯性矩 I 应不小于按下列两式计算所得之值:W = 12Shl2cm3I = 2.5Wl cm4式中: S 强横梁间距,m;l 强横梁跨距,m;h 自跨距中点量至舱顶的垂
18、直距离,或量至溢流管顶垂直距离的一半,m;取大者。斜板强横梁剖面模数 W和剖面惯性矩 I 尚应不小于按下列两式计算所得之值:W = 6.6HSl2/ cm3I = 1.8Wl cm4式中: 装载率,m3/t;H 自跨距中点量至顶边舱斜板下缘的垂直距离,m;第14页S 强横梁间距,m;l 强横梁跨距,m。4.4.4 肋板、强肋骨和强横梁之间应作有效的连接。纵骨应连续地穿过肋板、强肋骨和强横梁, 并与其腹板焊接。在主要构件面板与纵骨之间至少应每隔1根纵骨设置单侧肘板, 其厚度与主要构件腹板厚度相同。4.4.5 当设置强框架代替肋板、强肋骨和强横梁时 , 强框架应符合 本章 4.4.2 和 4.4.
19、3 的要求。强框架腹板高度且应不小于纵骨穿过处开孔高度的2.5倍。在强框架腹板上应于斜板纵骨与船底纵骨或与舷侧纵骨之间适当设置加强筋。加强筋的厚度等于主要构件腹板的厚度,宽度应不小于150mm。4.4.6 当设置开孔板代替肋板、强肋骨和强横梁时,开孔板厚度应不小于双层底肋板厚度, 且开孔不能过大, 开孔之间应设置加强筋, 以保证必要的强度和刚度。4.4.7 当双舷侧内为横骨架式时 , 在底边舱舱顶的每一肋位处应设置肘板。肘板厚度与底边舱内强肋骨框架处腹板厚度相同。肘板沿斜板和舷侧方向应与相邻近的纵骨焊接。4.5 水密隔壁4.5.1 水密隔壁板厚度 t应不小于按下式计算所得之值:式中: s 扶强
20、材间距,m;h 由列板下缘量至舱顶的垂直距离或量至溢流管顶垂直距离的一半, m, 取较大者。4.5.2 水密隔壁扶强材剖面模数 W应不小于按下式计算所得之值:W = 8.2shl2cm3式中: s 扶强材间距,m;h 由扶强材跨距中点量至舱顶的垂直距离,或量至溢流管顶垂直距离的一半,m;取较大者;l 扶强材跨距,m。扶强材两端应用肘板连接。4.6 非水密隔壁和制荡隔壁4.6.1 非水密隔壁或制荡隔壁板厚度 t应不小于按下式计算所得之值,且应不小于8mm:第15页t = 12s mm式中: s 扶强材间距, m。4.6.2 非水密隔壁或制荡隔壁扶强材剖面模数应不小于按本章4.5.2计算所得的50
21、%。扶强材两端应用肘板连接。第 5 章 顶边舱5.1 一般要求5.1.1 顶边舱在货舱水密舱壁处应尽可能设置水密隔壁,否则应设置制荡舱壁。5.1.2 应考虑顶边舱首尾末端结构的连续性。5.2 斜板和舱口垂向列板5.2.1 斜板厚度t应不小于按下列两式计算所得之值,且不得小于8mm:mmt = 12s mm式中: s 纵骨间距,m;h 自板列下缘量至舱顶的垂直距离,或量至溢流管顶垂直距离的一半, 或当船舶向任何一舷横倾30时, 自板列下缘量至顶边舱的最高点的垂直距离, m;取较大者。最下列板应比上式计算所得增加1mm。5.2.2 舱口垂向列板及顶边舱斜板的顶列板厚度应不小于开口线外甲板厚度的 6
22、0%, 且不小于18s(s 为纵骨间距,m)。垂向列板处应设置间距不大于2个肋距的伸至甲板和斜板纵骨的肘板,且应与之焊接。5.3 纵骨5.3.1 甲板纵骨、斜板纵骨和舷侧纵骨剖面模数 W应不小于按下式计算所得之值:W = 10shl2cm3第16页式中: s 纵骨间距, m;l 纵骨跨距, m;h 自纵骨量至舱顶的垂直距离, 或量至溢流管顶垂直距离的一半, 或当船舶向任何一舷横倾30时,自纵骨量至顶边舱最高点的垂直距离,m;取较大者,且不小于1.5m。5.3.2 甲板纵骨的尺寸还应符合规范第2篇第2章的有关要求。5.4 横向支持构件5.4.1 支持纵骨的甲板强横梁、斜板强横梁和舷侧强肋骨的剖面
23、模数 W及剖面惯性矩 I,应不小于按下式计算所得之值:W = 7.5Shl2cm3I = 2.5Wl cm4式中: S 强横梁或强肋骨间距,m;l 强横梁或强肋骨跨距,m;h 自跨距中点量至舱顶的垂直距离 , 或量至溢流管顶垂直距离的一半 , 或当船舶向任何一舷横倾30时,自跨距中点量至顶边舱最高点的垂直距离, m;取较大者。且不小于1.5m。5.4.2 强横梁或强肋骨还应不小于规范 第 2 篇第 2 章 的要求 , 其腹板高度应不小于纵骨穿过处开口高度的2倍。腹板厚度应不小于其高度的1%加4mm。5.4.3 甲板强横梁、斜板强横梁和舷侧强肋骨之间应以肘板连接。5.4.4 纵骨穿过强横梁、斜板
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