導(dǎo)語：船體結(jié)構(gòu)設(shè)計與建造細(xì)節(jié)優(yōu)化處理一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：本文簡要分析船體結(jié)構(gòu)設(shè)計，重點強調(diào)船體結(jié)構(gòu)設(shè)計理念及要求，對船體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案、船體結(jié)構(gòu)設(shè)計過程、船體結(jié)構(gòu)形式以及船體結(jié)構(gòu)鋼材的選擇等進行研究，希望能夠為相關(guān)人員提供一定參考。

關(guān)鍵詞：船舶；海洋工程；船體結(jié)構(gòu)

船體結(jié)構(gòu)設(shè)計好壞直接影響船舶與海洋工程建造質(zhì)量，并對船舶建造產(chǎn)業(yè)以及水路運輸產(chǎn)業(yè)有著深遠(yuǎn)影響。而對船體結(jié)構(gòu)設(shè)計進行研究，則能為船體結(jié)構(gòu)設(shè)計提供依據(jù)，繼而為保障船舶建造質(zhì)量提供便利，這正是本文圍繞船體結(jié)構(gòu)設(shè)計開展具體研究的原因所在。

1船體結(jié)構(gòu)設(shè)計理念及要求

1.1船體結(jié)構(gòu)設(shè)計理念

在對船體結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，可以根據(jù)船體結(jié)構(gòu)的實際情況進行分析。按照船體建造任務(wù)量來看，船體結(jié)構(gòu)的建造量是整個船體建造量的一半，船體結(jié)構(gòu)設(shè)計好壞，將直接影響整個船體建造質(zhì)量，而且船體結(jié)構(gòu)建造十分復(fù)雜，所涉及的內(nèi)容較多，使得船體結(jié)構(gòu)設(shè)計綜合性較高，所以為了確保船體建造質(zhì)量，使船舶性能符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計人員在對船體結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，必須了解相關(guān)知識，并加強與其他專業(yè)之間的聯(lián)系，以此來確保結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性，使船體結(jié)構(gòu)設(shè)計符合相關(guān)要求。不僅如此，在建造船體結(jié)構(gòu)時，需要明確建造要求，并根據(jù)工程的具體情況科學(xué)、合理設(shè)計船體結(jié)構(gòu)，從而為船舶建造打下基礎(chǔ)。同時設(shè)計人員還要加強與管理人員的溝通，使管理人員能夠按照設(shè)計方案對整個船體建造工程進行管理，以此來保障船舶質(zhì)量。

1.2船體結(jié)構(gòu)設(shè)計要求

船體結(jié)構(gòu)的設(shè)計需要總布置圖、典型結(jié)構(gòu)剖視圖、結(jié)構(gòu)施工圖、工藝圖等[1]。在對船體結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，首先要確保船體結(jié)構(gòu)的性能符合標(biāo)準(zhǔn)，然后再考慮船體結(jié)構(gòu)的外觀。因此，在對船體結(jié)構(gòu)設(shè)計時必須要遵循船體穩(wěn)固這一理念，以此來確保船舶建造質(zhì)量，避免船舶在航行過程中出現(xiàn)安全隱患。同時，在設(shè)計時要以力學(xué)原理為基礎(chǔ)，使船舶結(jié)構(gòu)符合力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，并充分考慮到船舶在航行過程中可能受到的影響，以此來提高船舶性能，使船舶結(jié)構(gòu)能夠應(yīng)對各種極端天氣，保證航行安全。不僅如此，需要根據(jù)船舶的實際情況，科學(xué)、合理設(shè)計船舶結(jié)構(gòu)的承重能力，使其符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，避免出現(xiàn)安全隱患。另外，在設(shè)計船體結(jié)構(gòu)外形時，應(yīng)該遵循力學(xué)原理，從而有效提高船舶航行動力。除此之外，為了確保船體結(jié)構(gòu)具有良好的穩(wěn)定性，在對船體結(jié)構(gòu)進行建造時，要選擇適合的施工技術(shù)和施工材料，保障船體結(jié)構(gòu)質(zhì)量。例如：在選擇板材時，應(yīng)根據(jù)船體設(shè)計的彎曲度進行選擇，確保選擇的板材符合設(shè)計要求。同時在對船體結(jié)構(gòu)設(shè)計時，還要考慮到實用性，并將實用性這一理念帶入到船體結(jié)構(gòu)設(shè)計中，從而設(shè)計船體的甲板以及船底等。通過這種方式可以使設(shè)計的船舶符合裝載方面的需求，提高船舶裝載能力，而且也能夠使工作人員更好地進行貨物方面的操作，在保障工作有序進行的前提下，營造一個良好的工作環(huán)境。

2船體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案

在對船體結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，首先，需要對船體結(jié)構(gòu)進行初步設(shè)計，并明確整個船體結(jié)構(gòu)設(shè)計方法。其次，設(shè)計人員還要根據(jù)船舶建造的成本以及船舶設(shè)計要求從而確定建造材料的型號，使設(shè)計的船體結(jié)構(gòu)方案符合相關(guān)要求。最后，要對船體合成技術(shù)進行上報，讓工作人員能夠按照技術(shù)要求開展船體建造工作。同時，還要使船體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案具有實用性和經(jīng)濟性，并根據(jù)船體設(shè)計的彎曲度科學(xué)、合理選擇板材，使板材在符合建造要求的同時，擁有良好的承重性。但需要注意的是，在選擇板材時，需要結(jié)合船體結(jié)構(gòu)對重量的要求，盡可能地選擇輕便的板材，這樣可確保板材符合相關(guān)要求。在對船體結(jié)構(gòu)進行初步設(shè)計時，需要結(jié)合船體結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)以及對于建造技術(shù)的要求進行設(shè)計，為整個船體結(jié)構(gòu)建立一個框架，為后續(xù)的設(shè)計工作打下基礎(chǔ)。同時，需要建立一個船體結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙，并對建造船體結(jié)構(gòu)所使用的材料、設(shè)備、技術(shù)以及建造成本進行明確，建立一個完整的預(yù)算報告，使管理人員能夠根據(jù)預(yù)算報告對船體結(jié)構(gòu)有直觀了解。然后要結(jié)合預(yù)算報告，設(shè)計船體的大小以及船體結(jié)構(gòu)，使建造的船舶符合相關(guān)要求。之后需要對船體結(jié)構(gòu)進行詳細(xì)設(shè)計。但設(shè)計具體的結(jié)構(gòu)時，應(yīng)該根據(jù)船體結(jié)構(gòu)建造要求以及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計，并根據(jù)審批意見對其進行調(diào)整，同時要兼顧船體建造細(xì)節(jié)，對建造過程中所使用的施工材料再次進行明確，通過這種方法，不僅可以確保設(shè)計的合理性，使船體結(jié)構(gòu)設(shè)計符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，還可以為后續(xù)的船舶建造提供依據(jù)，使工作人員可以按照設(shè)計圖紙對船舶進行建造。最后，要對船體結(jié)構(gòu)進行生產(chǎn)設(shè)計，使船體設(shè)計方案符合實際船舶建造情況，使船體結(jié)構(gòu)設(shè)計滿足生產(chǎn)要求，并且對施工材料以及技術(shù)進行明確，讓工作人員建造船體結(jié)構(gòu)時，按照設(shè)計圖紙進行，避免建造的船舶與設(shè)計方案之間存在誤差。

3船體結(jié)構(gòu)設(shè)計過程

船體結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)當(dāng)為后期建造提供相應(yīng)的輔助支持，這是一項艱難且需要多方配合的繁雜工作，每一步都應(yīng)該安排恰當(dāng)[2]。只有這樣，才能確保后期船舶建造有序進行，保證船舶建造質(zhì)量，使其符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。但是，由于船體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且涉及專業(yè)較多，因此在對船體結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，并不會直接設(shè)計整個船體結(jié)構(gòu)，而是將整個船體結(jié)構(gòu)拆分成幾個部分，然后按照設(shè)計要求分別對不同部分的船體結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，最后將所有船體結(jié)構(gòu)設(shè)計組合在一起，通過這種方式，可以有效保障船體結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性，使其符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)階段，船舶建造技術(shù)和設(shè)備不夠完善，無法滿足船體結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計，在設(shè)計船體結(jié)構(gòu)時，沒有采用分段設(shè)計的方式，可能會導(dǎo)致局部結(jié)構(gòu)存在安全隱患，從而影響整個船舶性能，無法保證船舶航行安全。雖然將船體結(jié)構(gòu)拆分成幾個部分會增加設(shè)計工作量，還要考慮船體組合、連接等問題，但是這種設(shè)計方法可以降低船體結(jié)構(gòu)設(shè)計和建造的難度，從而使船舶設(shè)計以及建造更容易實施，提高船舶建造效率。同時，為解決船體結(jié)構(gòu)設(shè)計中的生產(chǎn)工藝問題，并最終提升船體結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量，船體設(shè)計要逐層優(yōu)化，需采用先進的設(shè)計技術(shù)[3]。但需要注意的是，在將船體結(jié)構(gòu)拆分成幾個部分時，必須要結(jié)合船舶的首尾以及上下結(jié)構(gòu)，科學(xué)、合理地進行拆分，確保各部分船體結(jié)構(gòu)的合理性。同時還要考慮船體結(jié)構(gòu)組合后的完整性，保障船舶建造質(zhì)量，設(shè)計人員在對船體結(jié)構(gòu)進行拆分時，必須根據(jù)船體的實際情況做好規(guī)劃，只有這樣才能最大程度上保證船體結(jié)構(gòu)完整，使船舶建造質(zhì)量符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。除此之外，在對船體結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，還要加強對船體的設(shè)計，使船體的負(fù)荷性能符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。這是因為船舶的船體構(gòu)造、建造材料以及船舶重量會直接影響船體的負(fù)荷性能。同時船體的負(fù)荷性能還會受到海上條件的干擾，因此，在設(shè)計時要充分考慮到海上條件對船體負(fù)荷性能的影響，從而保障船體負(fù)荷性能，使船舶在航行過程中不會出現(xiàn)安全事故。

4船體結(jié)構(gòu)形式

通常情況下，船體結(jié)構(gòu)由板材以及型材組合而成，因此這種船舶結(jié)構(gòu)又被稱為板架結(jié)構(gòu)。在對船體結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，根據(jù)不同結(jié)構(gòu)的作用以及所在位置，將其拆分成不同的干板架，然后分別對干板架進行設(shè)計[4]。這樣可以最大程度上保證結(jié)構(gòu)的合理性和穩(wěn)定性，使其能夠滿足船體設(shè)計的要求。例如：可以根據(jù)船體結(jié)構(gòu)的位置，將整個船體結(jié)構(gòu)拆分成船底板架、甲板板架以及艙壁板架等，然后按照不同板架的功能進行設(shè)計。另外，在將整個船體結(jié)構(gòu)拆分后可以發(fā)現(xiàn)，不同干板架的作用各不相同，導(dǎo)致不同位置的干板架骨架排列方式存在差異，一般來說，干板架的骨架排列方式大體可以分為縱骨架式和橫骨架式2種。在對大型船舶進行船體結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要考慮船舶的承重標(biāo)準(zhǔn)從而選擇適合的架構(gòu)方式，以此來滿足船舶承重標(biāo)準(zhǔn)，保障船舶建造質(zhì)量。同時為了最大程度地保證船舶的性能，提高船舶航行的安全性，在對船舶甲板以及底部進行設(shè)計時，可以選擇縱骨架式結(jié)構(gòu)，為船舶提供相應(yīng)的支撐力，使船舶性能符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，降低安全事故發(fā)生的概率，并且還要根據(jù)船舶的受力情況，科學(xué)、合理選擇適合板材，提高船舶性能，另外還要考慮到海上條件對船舶性能的影響，因此在對船舷進行設(shè)計時，要采取橫骨架式結(jié)構(gòu)，這樣可以最大程度上保證船舶受力均衡，具有良好的載重性能。此外，采用橫骨架式結(jié)構(gòu)可以有效減少占用空間，使船體結(jié)構(gòu)擁有更大的艙容。不僅如此，在對船體縱骨架式結(jié)構(gòu)進行安裝時，會有很多的構(gòu)件需要從橫骨架式結(jié)構(gòu)當(dāng)中穿過，增加了安裝難度。而且相較于橫骨架式結(jié)構(gòu)，縱骨架式結(jié)構(gòu)的接口較多，提高了安裝難度，很容易便會在安裝過程中出現(xiàn)差錯，從而影響船舶性能和質(zhì)量，難以保證船舶運行的安全性。因此，在選擇船體骨架結(jié)構(gòu)時，應(yīng)該根據(jù)船實際情況進行選擇，降低船舶安裝難度。在對甲板以及船底進行骨架結(jié)構(gòu)設(shè)計時，也可以適當(dāng)選擇橫骨架式結(jié)構(gòu)。通常情況下，當(dāng)貨船的長度不足10m時，或者船舶長度在10～130m，并且L/D小于12，那么在設(shè)計上甲板骨架結(jié)構(gòu)時，便可以選擇橫骨架式作為上甲板骨架結(jié)構(gòu)。這是因為當(dāng)船舶長度較小時，船舶結(jié)構(gòu)的彎矩較小，導(dǎo)致小型船舶更加注重船舶的局部強度，所以可以采用橫骨架式結(jié)構(gòu)作為上甲板骨架結(jié)構(gòu)。另外,若是船舶上甲板需要放置大量的貨物，導(dǎo)致船舶橫向載荷過大，那么需要使用縱骨架作為上甲板骨架結(jié)構(gòu)，這樣可以有效保證船舶橫向載荷。但需要注意的是，將縱骨架作為上甲板骨架結(jié)構(gòu)，會導(dǎo)致船舶艙容變小。一般來說，在對船舶船底進行設(shè)計時，應(yīng)該選擇橫骨架作為船底的架勢結(jié)構(gòu)，這樣可以有效保證船體結(jié)構(gòu)質(zhì)量，確保建造出來的船舶性能符合要求。但需要注意的是，如果以橫骨架作為船舶的架勢結(jié)構(gòu)，那么船舶的長度應(yīng)該小于10m，而且當(dāng)L/D低于12，在設(shè)計船底外板的厚度時，便不能把板材強度作為依據(jù)，而應(yīng)該磨損情況選擇適合的橫骨架，以此來保證船底的質(zhì)量。同時,如果船舶的中垂彎矩過大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了船舶的中供彎矩，這時便可以采用橫骨架來作為架勢結(jié)構(gòu)。最后,若是船舶的船底十分容易擱淺，或者船艙內(nèi)需要用抓斗來進行起貨，但是艙底卻沒有護板時，則需要根據(jù)船底的磨損情況選擇適合的橫骨架，以此來保障船體結(jié)構(gòu)質(zhì)量。

5船體結(jié)構(gòu)鋼材的選擇

對于船體結(jié)構(gòu)鋼材的選擇，要根據(jù)船體結(jié)構(gòu)的承重量以及航行條件為標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)、合理選擇適合的鋼材，以此來保證船舶結(jié)構(gòu)的性能，確保船舶結(jié)構(gòu)建造質(zhì)量符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在選擇船體結(jié)構(gòu)鋼材時，應(yīng)該盡可能選擇結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定的鋼結(jié)構(gòu)，提高船體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，保證船體結(jié)構(gòu)性能。然后還要根據(jù)船體結(jié)構(gòu)的實際情況，選擇適合的建造材料，其中鋁材料因為具有輕便、結(jié)合性好的特點，被廣泛應(yīng)用于船體結(jié)構(gòu)當(dāng)中，并發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。另外，在進行船體結(jié)構(gòu)鋼材的選擇時，應(yīng)該在確保船舶結(jié)構(gòu)性能的情況下盡可能選擇質(zhì)量輕、容易聯(lián)合在一起的材料，如此不僅可以確保船體結(jié)構(gòu)的承重量符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，還可以更好應(yīng)對船舶建造過程中對材料的需求，并且選擇多種鋼材進行船體結(jié)構(gòu)建造，不僅能夠使結(jié)構(gòu)材料符合船體建造技術(shù)要求，還能夠節(jié)省對鋼材料的使用，從而降低船體結(jié)構(gòu)建造成本。除此之外，在選擇建造材料時，還要考慮到海上條件對船舶性能以及質(zhì)量的影響，提高船體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，使船舶在運行過程中不會出現(xiàn)安全事故。同時，還要充分考慮到船舶的大小，以此來選擇適合的材料，使其滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。例如，在對小型船舶進行船體結(jié)構(gòu)設(shè)計時，只需要確保小型船舶能夠安全航行即可，因此可以選擇具有較好穩(wěn)定性的橫式結(jié)構(gòu)，并選擇厚板材提高船體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，保證船舶能夠安全航行，不會出現(xiàn)安全事故。若是在對大型船舶進行船體結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要考慮船舶整體的承重量以及船舶質(zhì)量，所以要盡可能選擇質(zhì)量較輕的材料，從而控制船舶的重量，使大型船舶的承重量符合相關(guān)要求。

6結(jié)語

要想提高船舶建造質(zhì)量，需要科學(xué)、合理地對船體結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，并根據(jù)船體結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案進行建造。在此基礎(chǔ)上，才能有效保障船體結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性，從而提高船舶建造質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳金林,夏長偉.船體結(jié)構(gòu)設(shè)計及建造細(xì)節(jié)優(yōu)化[J].船舶物資與市場,2022,30(01):49-51.

[2]林浩東.船體結(jié)構(gòu)設(shè)計及建造的細(xì)節(jié)處理[J].船舶物資與市場,2021,29(10):47-48.

[3]鄒光潔.船體結(jié)構(gòu)設(shè)計中生產(chǎn)工藝性問題及應(yīng)對[J].船舶物資與市場,2021,29(10):61-62.

[4]何正云,袁江波.船體結(jié)構(gòu)設(shè)計方法及注意要點分析[J].中國設(shè)備工程,2021,(19):115-116.

作者：鹿雙龍 劉重慶 董立玉 單位：招商局郵輪制造有限公司