中桁材
中桁材
中桁材(center girder)又称中底桁或竖龙骨。位于船体双层底中线面内的纵向竖板。中桁材的下面与平板龙骨、上面与内底板的中央列板垂直连接,构成工字形结构,是船体结构的重要构件。中桁材一般整体连续,其上不得开孔。中桁材有时用两道平行的底桁材做成箱形结构,此时称箱形中桁材。
介绍
中桁材是位于船底中纵剖面处、连接平板龙骨和内底板的纵向连续构件。是双层底结构中的重要构件,俗称竖龙骨。一般为船舶横骨架式或纵骨架式双层底结构的结构组件。
应用
横骨架式双层底结构
横骨架式双层底结构为机舱部位的横骨架式双层底结构,如图1所示,它由底板、内底板、中桁材、旁桁材肋板等构件组成,这种结构一般应用在中小型船舶上。
中桁材是重要的纵向强力构件,除在首尾端可以间断外,在船舶中部都是连续的。中桁材通常为水密结构,可减轻双层底舱内自由液面的影响。旁桁材则在肋板处间断,其上开有人孔或减轻孔,上缘的通气孔和下缘的流水孔可供空气和液体流动。肋板是设在每一个肋位的底横向构件,对保证船体的横向强度和局部强度起重要作用。肋板分水密肋板、开有人孔或减轻孔的实肋板以及由钢板和型钢制成的组合肋板三种。水密肋板将双层底舱分隔成不同用途的各类液舱。
纵骨架式双层底结构
大型干货船散装货船集装箱船油船的中部均采用纵骨架式双层底结构,如图2所示。强度相同时,其结构重量小于横骨架式。数量较多的底纵骨和内底纵骨在水密肋板处断开,并用肘板与之连接。
近年来,大型船舶双层底中部多采用箱形中桁材以代替普通中桁材。两平行桁材构成的箱形结构作为各种管路的通道,俗称管弄。
船底板架计算
船底一般都是由多根交叉构件和很多主向梁组成的板架。对于纵骨架式板架,主向梁(实肋板)承受肋板间距范围内的荷载,交叉构件只承受节点反力;对于纵骨架式板架,荷载通过纵骨传给实肋板,交叉构件也只承受节点反力。如图3所示。
多根交叉构件板架的计算可采用船舶结构力学中介绍的近似方法——主向梁节点挠度选择法。若构件不等间距、不等截面或某些构件加强,手算就比较困难,往往作些近似简化处理。如采用有限元法计算,则不存在任何困难。
船底板架由于其结构强大,又比强力甲板靠近船体剖面中和轴线,因此在船体中拱变形时船底板架不易失稳,其主要矛盾是强度问题。
对于舱长很短的船底板架(例如,舱长 与板架计算宽度B之比小于0.8时),为确定这种板架中桁材的弯曲应力,可将中桁材当作单跨梁处理。现分析如下:
如果把船底板架当作组合板且认为是各向同性的,则板架中桁与平板的中央板条梁相当。在下表中列出了不同边长比值时,各向同性板的弯矩与板条弯矩的比值。如图4所示
从上表所列数值可知,边长比越小,弯矩比值大,亦即将中桁材当作单跨处理引起的误差越小,而且是偏于安全方面的误差。因此,在初步校核船体强度时,对边长比小于0.8的板架可以采用单跨的计算公式,即
支座剖面处弯矩:
跨长中点处弯矩:
对比边长比≥0.8的板架,可以按照下述公式近似计算。
(1)中桁材的弯矩。
在支座剖面处:
在跨长中点处:
(2)中央肋板在中桁材处弯矩。式中:Q——作用在中桁材上的荷载,;
Q1——作用在肋板上的荷载,;
q——板架的荷载强度;
c——纵桁间距;
——纵桁跨度;
a——肋板间距;
B——肋板跨度;
——系数,由板架长宽比及中桁材的惯性矩之比决定,见下表。如图5所示
参考资料
最新修订时间:2022-08-25 13:30
目录
概述
介绍
应用
参考资料