船舶规范讲义

第6章 底部结构

船体的底部结构分为纵骨架式、横骨架式或纵横混合骨架式，其主要构件包括实肋板、中内龙骨、旁龙骨、底纵骨和底肋骨，《内规》与《海规》在底部结构的规定上有很大的不同。

6.1

《内规》底部结构主要公式和规定

《内规》中底部结构设计应首先计算实肋板的构件尺寸，然后才能确定其它构件的尺寸。

6.1.1 实肋板

《内规》规定横骨架式船底应在每个肋位上设置实肋板，船长小于等于30m的船舶，可隔一个肋位设置。纵骨架式船底实肋板间距应不大于2.5m。

实肋板剖面模数W应不小于下式值：

W?Ks(fd?r)2 cm3

式中：s—实肋板间距，m；f—系数，按表1选取；d——吃水，m；r—半波高，m；l—实肋板跨距，m；K—内龙骨修正系数，K=a（l1/l+1.1）+b；a、b按表2选取；l1/l舱长比，取值范围按表3。

表1 表3 货舱外f值 货舱内f值

龙骨数 l1/l范围 1根龙骨 3根龙骨 5根龙骨 自航船 1 0.5 非自航船 0.25 上限值 下限值 1.5 1.7 1.9 1.1 表2 骨架形 横骨架式 式 主肋骨制 系数 a b 1根肋骨 3根肋骨 5根肋骨 交替肋骨制 1根肋骨 3根肋骨 5根肋骨 1根肋骨 3根肋骨 5根肋骨 纵骨架式 2.50 4.00 3.50 3.00 2.00 3.20 2.80 2.40 1.25 2.00 1.75 1.50 实肋板一般均选用梯形材，为了保证实肋板腹板的稳定性，规范要求其腹板高度与厚度比应小于75。当实肋板腹板较高时，也可以在其腹板上加竖向加强筋。此外，由于船底部有舭升以及线型变化等因素，使实肋板保持等高很困难，因此规范规定斜底船中部自中纵剖面向舷侧延伸的实肋板的腹板高度可以逐渐减少，但离中纵剖面3／8船宽处的腹板高度应不小于其在该中纵剖面处腹板高度的1/2。在机舱内，由于振动、腐蚀等原因，其实肋板应较机舱外实肋板大，《内规》中规定单底船机舱内实肋板腹板厚度应较机舱外增加1mm，面板剖面积应增加一倍。

规范在推导实肋板的计算公式时其板架计算系采用“主弯曲法”先求出交叉构件（龙骨）作用在主向梁（实肋板）上的反力，然后按单跨梁计算主向梁弯矩，同时根据实肋板不同的边界条件，对不同的舱长比分别导出设有一根、三根、五根龙骨时的修正系数。

公式中的系数f是考虑货舱内外因外载荷不同而引入的系数。对于一般干货船而言，在

1

货舱内有货物反力，满载时货物与船底的水压力有相互抵消作用，使实肋板实际外载荷较空船时还小，因此船体底部最大负荷为空船吃水。设机动船的空船吃水为1/2d，非机动船的空船吃水为1/4d，故计算负荷取为：机动船1，非机动船1，即货舱内f值机动船2d?r4d?r取0.5，非机动船取0.25。

6.1.2 中内龙骨与旁内龙骨

在船底纵向布置的强构件俗称龙骨，其中布置在船中纵剖面上的龙骨称为中内龙骨，其余的称为旁内龙骨。一般情况下，中内龙骨应尽可能地延伸到船的首尾，旁内龙骨应尽可能的连续，如果旁内龙骨连续有困难，那么在间断处应考虑过渡。

《内规》中规定了中内龙骨腹板的高度和厚度应与该处实肋板相同，面板剖面积应不小于实肋板面板剖面积的1.5倍，机舱内中内龙骨的面板和腹板应不小于机舱实肋板的尺寸。旁内龙骨尺寸与该处实肋板相同。

中内龙骨与旁内龙骨在与舱壁相交处容易产生应力集中，因此规范规定了三种可采用的连接方式：

(1)将中内龙骨的腹板在1个肋距内逐渐升高至舱壁处,该处高度应为原高度的1.5倍。中内龙骨的面板应延伸至舱壁，并与之焊接。如图6.1（1）。

(2)用有面板或折边的肘板与舱壁连接，肘板的高度和长度应等于中内龙骨的高度。此时，中内龙骨面板可不与舱壁焊接。肘板的厚度应与中内龙骨腹板厚度相同。如图6.1（2）。 (3)将中内龙骨面板宽度在1个肋距内逐渐放宽，至舱壁处其宽度为原宽度的两倍，并与舱壁焊接。如图6.1（3）。

舱壁扶强材龙骨1.5h舱壁扶强材肘板龙骨h舱壁扶强材龙骨hhh一个肋距(1)(2)一个肋距(3) 图6.1

6.1.3 底肋骨

横骨架式船底未设实肋板的肋位上应设置底肋骨。底肋骨的剖面模数及惯性距应不小于下式值：

2

2bbW?4.2s(d?r)l2?5 cm3

I?3Wl cm4

式中：s—肋骨间距，m；d—吃水, m；r—半波高，m；l—跨距，m。

6.1.4 船底纵骨

船底纵骨的剖面模数及惯性距应不小于下式值：

W?Ks(d?r)l2 cm3

I?1.1al cm4

式中: K——系数，在船中部K=0.02L+3.5，船中部以外可以逐步递减为0.8K；s—纵骨间距，

m；d—吃水, m；r—半波高，m；l—跨距，m；a—纵骨连同带板的剖面积，cm2。 船底纵骨应用肘板与横舱壁连接，肘板的直角边长应为纵骨高度的2倍，厚度与纵骨相同。

2 6.2 《海规》底部结构主要公式和规定

6.2.1 实肋板

《海规》规定每个肋位处应设置实肋板,其中纵剖面处腹板高度h、厚度t及面板剖面积A应不小于按下列各式计算所得之值：

h = 42 (B+d) -70 mm t = 0.01h+3 mm A = 4.8d - 3 cm2

规范同时规定肋板面板的厚度应不小于肋板腹板的厚度，面板宽度应不小于其厚度的10倍，但亦不必大于15倍。对具有显著的舭部(或向首尾端)升高的船舶，应增加实肋板的高度。 在机舱区域内，肋板腹板的厚度应不小于中内龙骨腹板的厚度。对中机型船舶，机舱肋板的腹板高度和面板剖面积应按上式的计算值增加10%，肋板面板不应以折边代替。

6.2.2 中内龙骨

在船舶中纵剖面处应设置中内龙骨。中内龙骨的高度应等于肋板的高度，其腹板厚度t和面板剖面积A应不小于按下列各式计算所得之值： 在船中部0.4L区域内：t = 0.06L+6.2 mm

A = 0.65L+2 cm2

在船端0.075L区域内：t = 0.05L+5.5 mm

A = 0.52L cm2

面板剖面积A的计算公式仅适用于船长不大于76m的船舶，对于船长大于76m的船舶应特殊考虑。在首尖舱内,中内龙骨可与肋板等高、等厚和具有相同的面板剖面积。

在机舱内中内龙骨腹板厚度应按上式计算值增加1mm。如果单机船的机座纵桁在整个机舱长度内是贯通的，并且在两端舱壁的背面均设有过渡的肘板时，则机舱内的中内龙骨可以省略，但在中内龙骨中断处的机舱内应设置长度不小于2个肋距的肘板作为中内龙骨的过渡。对尾机型船舶，此种机座纵桁应尽可能地向尾延伸，且其端部应由强肋骨或实肋板支持；如尾部线型过于尖瘦，在尾尖舱舱壁后设过渡肘板有困难时，可另行考虑。

3

中内龙骨与舱壁连接与内河船的要求相同。

6.2.3 旁内龙骨

旁内龙骨的高度与该处肋板高度相同。其腹板的厚度t和面板的剖面积A，应不小于按下列各式计算所得之值：

t = 0.05L+5 mm A = 0.25L+5 cm2

在机舱内，旁内龙骨腹板的厚度应不小于中内龙骨腹板的厚度。当船宽等于或小于9m时,应在中内龙骨两侧至少各设1道旁内龙骨，当船宽大于9m小于16m时，应在中内龙骨两侧至少各设2道旁内龙骨。若船底板格长与宽之比值超过4时，尚应设置连续或间断的纵向加强筋。旁内龙骨应尽可能均匀设置并向首尾延伸。主机基座纵桁外侧,应设置旁内龙骨，并应注意结构的连续性。

旁内龙骨在舱壁处的连接与对中内龙骨的要求相同。

6.2.3 舭肘板

肋板与肋骨之间应用舭肘板连接。舭肘板的高度由基线算起为纵中剖面处肋板高度的2倍。舭肘板长度，由肋骨内缘算起等于纵中剖面处肋板高度。舭肘板厚度等于肋板厚度。舭肘板应有面板或折边。当为折边时，其折边宽度不应大于10倍肘板厚度，但不小于50mm。

由于船舶线型或其他原因不能设置舭肘板时，肋板应向船侧升高到舭肘板所需的高度。 当舭肘板或肋板与肋骨搭接时，其搭接长度应不小于下列规定： (1)当肋骨高度等于或小于100mm时，搭接长度应不小于2倍肋骨高度；

(2)当肋骨高度大于100mm时，搭接长度应不小于1.5倍肋骨高度，且不小于200mm。

6.3

底部结构计算实例

6.3.1 内河船

某内河船基本情况见第5章5.3.1。 1.机舱外实肋板及旁内龙骨

本船设三道内龙骨，每个肋位设实肋板。

按《内规》2.5.2.2及2.5.4.1要求，其剖面模数应不小于：

W?Ks(fd?r)2

?2.88?0.5(1?1.0?0.75)?6.62

=109.8 cm3

式中：f=1.0，s=0.5m，l=6.6m，K=α(l1/l－1.1)+b=2×(1.14－1.1)+2.8=2.88，a=2，b=2.8，

l1/l=7.5/6.6=1.44。

实肋板的带板船底板，其板厚为4mm，宽度取实肋板长度的1/6，即1100mm。 实取: ?4?220，W=132cm3。

6?602.机舱内实肋板及旁内龙骨

4

按《内规》2.14.3.3及2.14.3.5要求，机舱实肋板的腹板应较机舱外增加1mm，面板剖面积应增加一倍，因此取机舱内实肋板及旁龙骨?3.中内龙骨

按《内规》2.5.3.2及2.14.3.5要求，中内龙骨腹板的高度和厚度应与该处实肋板相同，面板剖面积应不小于实肋板面板剖面积的1.5倍，机舱内中内龙骨的面板和腹板应不小于机舱实肋板的尺寸。实取：机舱外： ?5?220 。

8?904?2205?220 机舱内： ?

6?908?906.3.2 海船

某海船基本情况见第5章5.3.2。 1.实肋板

按《海规》2.5.4.1，实肋板中纵剖面处腹板高度h、厚度t及面板剖面积A，应不小于按下列各式计算值:

h = 42 (b+d) - 70 =142.1 mm t = 0.01h+3=4.42 mm A = 4.8d-3=5.88 cm2 式中: b=3.2m，d=1.85 m

实取机舱外实肋板⊥6×160/8×80，

按《海规》2.5.4.4，机舱内实肋板⊥8×160/8×80。 2.中内龙骨

按《海规》2.5.2.1，在船舶中纵剖面处中内龙骨的高度应等于肋板的高度,其腹板厚度t和面板剖面积A应不小于按下列各式计算所得之值: t = 0.06L+6.2=8.16 mm A = 0.65L+2 =23.22 cm2

实取：机舱外中内龙骨⊥8×160/12×200

按《海规》2.5.2.3,实取机舱内中内龙骨⊥9×160/12×200。

5

的垂直距离的一半，m；取较大者；l—强肋骨跨距，m。

纵骨架式的尾尖舱内，强肋骨的剖面模数W应不小于按下式计算所得之值：

W = 10Shl2 cm3

式中：S —强肋骨间距，m；h —从强肋骨跨距中点至上甲板边线的垂直距离, m；

l —强肋骨跨距，m。

7.3 舷侧结构计算实例

7.3.1 内河船

某内河船基本情况见第5章5.3.1。其舷侧结构为横骨架式中的混合骨架式结构，并仅在机舱内设置舷侧纵桁。 1.普通肋骨

按《内规》2.7.2要求，肋骨剖面模数应不小于 Ｗ＝Ks(d+r)l2

=4.9×0.5(1.0+0.75)×1.252

=6.7cm3

式中：K=4.9，l=1.0m取1.25m。取其带板宽度500mm，厚度4mm。 实取：L56×36×4 W=11.49 cm3 2.强肋骨

按《内规》2.7.3.1要求，其剖面模数应不小于：

Ｗ=KS(d+r)l2 =4×2(1.0+0.75)×1.52 =31.5 cm3

式中：K=4.0，S=2m，l=2m。取其带板宽度500mm（因其l/6=333mm<500mm）,厚度4mm。 实取：?4?100 W=52 cm3

5?603.舷侧纵桁

按《内规》2.7.4及2.14.3.6要求，实取?4?100(仅机舱内设)。

5?607.3.2 海船

某海船基本情况见第5章5.3.2。 1.主肋骨

按《海规》2.7.2.1主肋骨的剖面模数W应不小于按下式计算值： W=C C1 s d l 2 =31.51 cm3

式中：s=0.552m；d=1.85m；l=3.34m；D=3.5 m；C1=1.05；C=（2+0.65d/D）/（1.45-D0.5/l）=2.634。 剖面惯性矩I=3.2Wl =336.78 cm4

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取肋骨带板宽度550mm，厚度6mm。实取主肋骨L90×56×6，其W=43.3 cm3，I=346.0 cm4 ２.艏尖舱肋骨

按《海规》2.7.2.8，首、尾尖舱内的肋骨剖面模数W和剖面惯性矩I应分别不小于按下列两式计算值：

W=4.6s d D =16.44 cm3

I=3.5Wl =192.2 cm4

式中：s=0.552m；d=1.85m；l=3.34m;D=3.5m。

取肋骨带板宽度550mm，厚度6mm。考虑构件的统一，实取肋骨L90×56×6， 其W=43.3 cm3，I=346.0 cm4 ３.底舱强肋骨

按《海规》2.7.4.4 对横骨架式的机舱区域强肋骨的规定，对于不支持舷侧纵桁的强肋骨，其剖面模数W应不小于按下式计算所得之值： W=5Shl2 =147 cm3 式中：S=1.65m；h=1.74m；l=3.2m。

取带板宽度770mm，厚度６ｍｍ。实取全船强肋骨⊥5×200/6×80，其W≈157.5 cm3。

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