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主要構件

鎖定
主要構件(primary member)是指其自身失效將導致相關構件失效,並危及承重結構系統工作的構件。在船體結構上,主要構件有:甲板、中桁材、外板等。
中文名
主要構件
外文名
primary member
定    義
某結構中的核心作用構件
類    型
甲板
一級學科
船舶工程
二級學科
船舶結構

主要構件甲板結構件

縱向構件
①甲板縱桁。甲板縱桁是甲板結構中,沿船長方向佈置的縱向強構件,常用剖面尺寸較大的組合T形材製成。甲板縱桁作為橫樑的支點,可以減小橫樑的尺寸,同時起着保證甲板縱向強度和力的傳遞作用。
沿艙口邊的縱桁稱為艙口縱桁。為了避免裝卸貨物時磨損起貨吊索,艙口縱桁通常採用組合角鋼,縱桁面板應偏向舷側一邊,並在腹板與面板的交角處焊一圓鋼。
②甲板縱骨。甲板縱骨是縱骨架式甲板結構中採用的縱向構件,通常用球扁鋼或不等邊角鋼製成。甲板縱骨參與總縱強度,能增加甲板板的穩定性,同時承受甲板上的橫向載荷。 [1] 
橫向構件
甲板結構中的橫向構件統稱為橫樑。橫樑除了支持甲板,承受甲板上貨物、機器與設備的重力及上浪時水壓力外,同時還支撐舷側,並與肋骨及肋板組成橫向框架共同抵抗船體的橫向變形。
橫樑按其設置位置和剖面尺寸大小分為:
①普通橫樑(deck beam)。普通橫樑是橫骨架式甲板結構中的主要構件,常用不等邊角鋼製成,也有用球扁鋼的。
②半梁(half beam)。舷側至艙口邊的橫樑稱為半梁,半梁的剖面尺寸與橫樑相同,因此也稱為普通半梁。它的一端與艙口縱桁用肘板相連,另一端用梁肘板與主肋骨連接。
③強橫樑(web beam)。強橫樑是在縱骨架式甲板結構中採用的主要橫向構件,用於支持甲板縱骨,保證橫向強度。在縱骨架式甲板上,一般每隔3~5個肋距裝置一強橫樑。在機艙和尾尖艙區域內,強橫樑應設置在舷側強肋骨的肋位上。強橫樑常用組合T形材,它不僅保證橫向強度,而且還作為甲板縱骨的支點。強橫樑的腹板上開切口讓縱骨穿過,並設防傾肘板。
④艙口端橫樑(hatch end beam)。佈置在艙口前後端的強橫樑稱為艙口端橫樑。 [1] 
肘板(knee)
圖1 圖1
橫樑與肋骨和甲板縱桁必須用肘板牢固連接,以便相互傳遞作用力,並增加節點處的剛性。橫骨架式甲板結構中有許多處肘板,有連接橫樑與肋骨的梁肘板(beam knee)、連接橫樑與甲板縱桁的防傾肘板等。
當舷側為橫骨架式時,在不設強橫樑的肋位上,肋骨上端須裝置達到最靠邊一根甲板縱骨的肘板,如圖1所示,其中,圖1中(a)為肘板與肋骨對接;圖1中(b)為肘板與肋骨搭接。 [1] 

主要構件中桁材

中桁材(center girder)又稱中底桁或豎龍骨。位於船體雙層底中線面內的縱向豎板。中桁材的下面與平板龍骨、上面與內底板的中央列板垂直連接,構成工字形結構,是船體結構的重要構件。中桁材一般整體連續,其上不得開孔。中桁材有時用兩道平行的底桁材做成箱形結構,此時稱箱形中桁材。以下為其主要應用結構。
橫骨架式雙層底結構
圖2 圖2
橫骨架式雙層底結構為機艙部位的橫骨架式雙層底結構(圖2),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] 
縱骨架式雙層底結構
圖3 圖3
大型乾貨船散裝貨船集裝箱船油船的中部均採用縱骨架式雙層底結構(圖3)。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] 

主要構件外板

圖4 圖4
外底板和舷側板合稱為船體外板,外板的佈置如圖4所示。構成外板的鋼板,其長邊沿着船長方向佈置,形成縱向的一長列,稱為板列;相鄰板列間的接縫稱為邊縫或縱縫;同一板列上各張鋼板之間的接縫稱為端縫或橫縫。各板列根據不同的位置進行命名,在船底中心線上的一列板稱為平板龍骨或龍骨底板,龍骨底板兩側的板列稱為龍骨翼板,自龍骨底板開始到舷頂列板,各列板習慣上分別以大寫英文字母K、A、B、C…表示,龍骨底板簡稱為K板;沿舭部轉角處佈置的一列板稱為舭列板,簡稱舭板;與上甲板連接的最上一列板稱為舷頂列板或舷側頂板,舷頂列板稱為S板。在這三列板之間分佈着其他各列外板,底部列板稱為船底列板,兩舷列板稱為舷側列板,分別簡稱為底板和側板。
不同部位的各列外板,由於總縱彎曲時受力情況的不同,和營運過程中腐蝕程度的不同,其厚度是不同的。大中型船舶,同一列外板的厚度一般在船中部0.4L範圍內保持不變,然後向兩端逐漸減小。由於龍骨底板在船舶建造、塢修時承受較大的墩木支承力,又位於船底易受積水腐蝕,其厚度大於其他各列底板,且其寬度在全長範圍內保持不變。出於總縱強度的考慮,舷頂列板也厚於其他各列舷側板。
外板的某些特殊部位受力較大、有各類開口或易於腐蝕磨損,也需要適當加厚,如機艙區域、船首錨鏈孔區域,船尾螺旋槳區域及抗冰區域等。 [2] 
參考資料
  • 1.    張彥華編,焊接結構設計及應用,化學工業出版社,2009.06,第152頁
  • 2.    王常濤,黨傑主編,船舶概論與識圖,國防工業出版社,2015.09,第63頁