中桁材

中桁材是位於船底中縱剖面處、連接平板龍骨和內底板的縱向連續構件。是雙層底結構中的重要構件，俗稱豎龍骨。一般為船舶橫骨架式或縱骨架式雙層底結構的結構組件。 ^[1] 

橫骨架式雙層底結構為機艙部位的橫骨架式雙層底結構，如圖1所示，它由底板、內底板、中桁材、旁桁材、肋板等構件組成，這種結構一般應用在中小型船舶上。

中桁材是重要的縱向強力構件，除在首尾端可以間斷外，在船舶中部都是連續的。中桁材通常為水密結構，可減輕雙層底艙內自由液麪的影響。旁桁材則在肋板處間斷，其上開有人孔或減輕孔，上緣的通氣孔和下緣的流水孔可供空氣和液體流動。肋板是設在每一個肋位的底橫向構件，對保證船體的橫向強度和局部強度起重要作用。肋板分水密肋板、開有人孔或減輕孔的實肋板以及由鋼板和型鋼製成的組合肋板三種。水密肋板將雙層底艙分隔成不同用途的各類液艙。 ^[2] 

大型乾貨船、散裝貨船、集裝箱船和油船的中部均採用縱骨架式雙層底結構，如圖2所示。強度相同時，其結構重量小於橫骨架式。數量較多的底縱骨和內底縱骨在水密肋板處斷開，並用肘板與之連接。

近年來，大型船舶雙層底中部多采用箱形中桁材以代替普通中桁材。兩平行桁材構成的箱形結構作為各種管路的通道，俗稱管弄。 ^[2] 

船底一般都是由多根交叉構件和很多主向梁組成的板架。對於縱骨架式板架，主向梁(實肋板)承受肋板間距範圍內的荷載，交叉構件只承受節點反力；對於縱骨架式板架，荷載通過縱骨傳給實肋板，交叉構件也只承受節點反力。如圖3所示。

多根交叉構件板架的計算可採用船舶結構力學中介紹的近似方法——主向梁節點撓度選擇法。若構件不等間距、不等截面或某些構件加強，手算就比較困難，往往作些近似簡化處理。如採用有限元法計算，則不存在任何困難。

船底板架由於其結構強大，又比強力甲板靠近船體剖面中和軸線，因此在船體中拱變形時船底板架不易失穩，其主要矛盾是強度問題。

對於艙長很短的船底板架(例如，艙長

與板架計算寬度B之比小於0.8時)，為確定這種板架中桁材的彎曲應力，可將中桁材當作單跨梁處理。現分析如下：

如果把船底板架當作組合板且認為是各向同性的，則板架中桁與平板的中央板條梁相當。在下表中列出了不同邊長比值時，各向同性板的彎矩與板條彎矩的比值。如圖4所示

從上表所列數值可知，邊長比越小，彎矩比值大，亦即將中桁材當作單跨處理引起的誤差越小，而且是偏於安全方面的誤差。因此，在初步校核船體強度時，對邊長比小於0.8的板架可以採用單跨的計算公式，即

支座剖面處彎矩：

跨長中點處彎矩：

對比邊長比≥0.8的板架，可以按照下述公式近似計算。

（1）中桁材的彎矩。

在支座剖面處：

在跨長中點處：

（2）中央肋板在中桁材處彎矩。

式中：Q——作用在中桁材上的荷載，

；

Q₁——作用在肋板上的荷載，

；

q——板架的荷載強度；

c——縱桁間距；

——縱桁跨度；

a——肋板間距；

B——肋板跨度；

——係數，由板架長寬比及中桁材的慣性矩之比決定，見下表。 ^[3]  如圖5所示