CSR散貨船結構設計研究.pdf

1、2006年4月1日，船級社結構共同規(guī)范（全稱為Common Structure Rules，簡稱CSR）正式開始生效實施。CSR規(guī)范相對于原來各船級社的規(guī)范有了很大的變化，需要深入研究以設計出滿足新要求的船舶。
　　 CSR規(guī)范按船型又分為雙殼油船結構共同規(guī)范（Common Structure Rules for Double Hull Oil tank）和散貨船結構共同規(guī)范（Common Structure Rules for

2、 Bulk Carriers）。而散貨船市場自2006年復蘇以來，逐漸成為船舶市場上最為活躍的船型，其中50000噸級的巴拿馬型散貨船是該船型的主力。因此本文以58000噸散貨船為目標船型，通過該船型的設計進行散貨船結構共同規(guī)范的研究。
　　 為了能全面的研究散貨船共同規(guī)范，本文開展了以下六個方面的工作：
　　 （1）裝載工況：船舶在航行及港口工況下靜水彎矩和剪力的實際配載值，是決定船體橫剖面縱向構件設計彎矩和剪力的重要

3、因素，該值的大小將直接影響到船體結構空船重量指標。通過研究CSR規(guī)范的裝載工況要求，可以在設計的早期采取優(yōu)化措施，降低設計彎矩與剪力。
　　 （2）結構設計原理：結構設計原理是規(guī)范的前提和基礎。CSR規(guī)范中結構設計原理包括材料、凈尺度方法、腐蝕裕量、極限狀態(tài)、腐蝕防腐和結構布置原理等方面。與以前規(guī)范相比，其最大的差別和最具特色的內(nèi)容體現(xiàn)在凈尺度方法和腐蝕裕量的選取。通過研究CSR規(guī)范的結構設計原理能夠避免在設計時犯原則性錯誤。<

4、br>　　 （3）總縱強度：船體梁在靜水與波浪彎矩和剪力作用下的總縱強度問題一直是結構設計中至為關鍵的核心問題之一。本文通過對強度儲備及剪切強度校核兩方面來研究CSR規(guī)范要求下總縱強度。
　　 （4）極限強度：采用極限強度設計法(Ultimate Limit State Design簡稱ULSD法)能夠跟蹤船體結構的破壞過程，更有效地描述結構的真實安全裕度。本文通過研究CSR的極限強度要求以有效降低因極限強度衡準而導致增加船體

5、剖面構件尺度的可能性。
　　 （5）橫剖面規(guī)范設計：橫剖面規(guī)范設計涉及到骨材間距、構件尺寸和類型、高強度鋼應用、強框間距設置等內(nèi)容，本文通過載荷計算、不同位置的橫剖面的規(guī)范計算、最小厚度、局部強度和屈曲強度幾個方面研究了CSR規(guī)范對橫剖面設計的影響。
　　 （6）有限元分析：根據(jù)CSR規(guī)范要求，對船長150m以上散貨船，需要進行直接有限元分析，通過研究有限元計算結果，有助于在設計的早期準確設定橫向構件尺寸，縮短設計周期。

6、
　　 最后，在完成58000噸散貨船設計的基礎上，通過對該船型的貨艙區(qū)縱向構件、橫向支撐構件、水密橫艙壁、機艙及首尾部等區(qū)域構件的最終設計尺寸的分析，得到CSR規(guī)范對散貨船設計的主要影響如下：
　　 （1）中垂靜水彎矩增大，直接影響中剖面結構設計。需適當縮短中間艙特別是重壓載艙艙長，加長首尾貨艙艙長。
　　 （2）彎曲強度校核的強度儲備一般應儲備在設計彎矩中。
　　 （3）合理布置和確定甲板上的縱向構件

7、，提高加筋板的屈曲極限強度，以增大船體梁的極限彎矩值。
　　 （4）防屈曲加強筋在使用扁鋼時受到了很大的限制。
　　 （5）由于腐蝕要求的提高，骨材的腹板板厚增加。
　　 （6）在易發(fā)生屈曲和疲勞的區(qū)域，高強度鋼的使用受到了限制。
　　 （7）由于屈曲強度要求的提高，外底板及底部縱桁尺寸增大。
　　 （8）由于疲勞要求的提高，槽型橫艙壁下凳與相連內(nèi)底板及底部縱桁尺寸增大。
　　 （9）由于