船体结构设计方式的分析

船体结构设计方式的分析

王瑶

天津德赛海洋船舶工程技术有限公司天津市300450

摘要：船体的设计要依据实际使用要求，设计之初要做好调查工作，建立符合预算、实用性要求的具体方案，以相应的技术手段满足。基于此，本文对船体结构设计方式进行分析。

关键词：船体结构；设计；方式

1船体结构设计理念

建立合理的、科学的船体结构设计理念，能够更好地促进船体结构设计工作开展，能够对其整个工作质量的提升和优化起到重要的促进作用。从结构内容分析来看，其主要需要从以下几个方面展开：

首先，需要对船体建造的总工作量予以充分认识。船体结构设计占据整个船只建造总工程量的三分之一，并且融合了更多的综合性工作，所涉及的专业内容也更为广泛。其次，船体结构中的施工内容也必须予以充分而详尽的考虑，需要就其施工条件予以确认，并结合实际情况而制定出最佳的造船方案，同时绘制出相应的图纸。另一方面还需要注重管理人员的沟通和协调，强化整个工作的系统性。总而言之，船体结构设计需要从宏观方面予以综合考虑，让整个设计过程更为顺利。

2船体结构设计中的主要要求

船体结构设计要以使用性能为参考，在保证安全性能的前提下，进一步美化外观。船只的安全航行是一切利益的保证，船体的稳固是设计的核心理念，结构建构要符合力学原理，参考实际的航海条件，充分考虑天气、水文因素的影响，能够应对出航线路中的极端天气，结构承重性要有保证，外形设计也要配合航行的动力要求，设计船体时要综合多方面经验，合理构建、计算，科学设计。

结构稳定的进一步要求是建造技术水平要配合设计要求。建造时要充分考虑设计参考材料的性能，例如，板材的使用要能适应船体设计的弯曲度，过厚或者过薄都不能实现设计预期。不能为节约成本而以次充好影响质量。

实用性是设计角度必须纳入参考体系的问题，船体、船舱、甲板等设计要根据实际的装载要求合理设计，既能容纳预计的人员或货物，同时也要考虑安全舒适度。

船体设计时考虑的关键因素是预算和使用，从安全性能角度，实用性是基本要求；从后期投入使用后的成本结算角度，设计师要根据预算做出相应的技术调整，寻找安全和利益的最佳结合点，以经济的设计原则减少不必要的材料浪费，选择高科技的轻便、安全材料。

3船体结构设计主要内容

3.1初步设计

在船体的初步设计中，需要对其规划方案加以具体化，其中主要包括了对技术标准的分析以及设计框架的构建，在建立的初期主要是运用基本图纸把预想凸显出来，从而形成一个草稿图，然后根据预案以及设计技术进行选择其中的材料、部件型号以及建立预算，最后形成一个预算报告。

3.2详细设计

船体结构设计的初始阶段，就是大致的设想阶段，具有一定的框架性，根据实际的设计要求与规定，根据相关的审批意见与建议，注重开展相关设计的修改工作，对制造建设进程中的详尽细节最大程度地予以考量，对所有构造器件的型号与材料质量，注重开展多次的确定工作，确保与有关设计的要求与规定相符合。关于船体结构设计方案方面，应当注重将设计方案的全面性与整体性予以突出，当绘图工作结束之后，应当与相关设计方案联系起来，并将相关内容向有关审核部门进行汇报。

3.3生产设计

在生产设计船体结构的过程中，应当重视起生产条件、生产材料以及运用过程等问题，关于实际的施工说明图方面，应当与船体结构设计方案相符合，满足船体结构设计方案的相关要求与规定。

4船体结构的设计方法

船舶自身的造价高昂、使用期限长、工作环境十分恶劣。在其使用期间会遇到多种事故，这些事故本身就会对船舶的结构产生各种恶劣的影响，甚至会导致整个船体结构失去工作能力，造成很大的经济损失，降低社会效益，目前船体结构的设计方法主要分为确定性设计法和结构可靠性分析法。

4.1确定性设计法

船体结构的确定性设计法又可以分为两类，第一类是规范设计法，即根据船体主尺度和结构形式，以及各种营运和施工要求，按照船级社制定的船体建造规范的相关规定来决定构件的布置和尺度的，最后再进行总强度和局部强度的审查，同时还要对结构的稳定性和安全性进行检查，一旦发生任何不足植株，则在原设计方案上进行修改之后在进行局部的加强，指导达到相应的目标。第二类是直接计算法，直接计算法是根据船型和构件布置的不同，来通过规范不可能罗列的全部特征来进行设计的，所以要求设计师具有结构力学的知识，可以按照各种构件和受力情况，直接进行强度的计算。使得船体结构本身就具备良好的力学合理性，而且可以预先选择目标函数，进行优化设计。

4.2结构可靠性分析法

在船体结构强度的确定性设计方式中，将有关参数都设置为定值。所采用的安全系数都表现为强度的储备，使得人们对结构已经产生了固定的印象，认为结构是绝对安全不会被破坏的，然后，所有船体结构不论哪种船型或者结构形式，都是通过空间的板梁组合结构来完成的，这样的话，当船体结构中的一个构件失去效果之后，内力重新分配。整个结构还能继续工作，只有当相当数量的构建都失效之后，整个构建才会失去效果。这就促使人们去研究船体中某些构件结构被破坏的原因，和损坏后对船体的影响，这样才能形成某种采用概率法对结构进行可靠性的分析和计算。结构可靠性是指结构在规定的时间内和条件下完成预定功能的概率，即达到结构的功能极限状态就可以认定为结构实效，目前我国所采用的是基于概率论的结构可靠性全概率的分析法，还存在很大的局限性。近年来。结构系统风险的评估和决策建议在海洋工程领域以及船舶的应用中正逐步推广，世界上主要的船级都已经制定了合理规范的风险评估方法和文件。

5船体结构设计具体实施过程

5.1提供分段辅助支撑

船体结构设计首先应当为后期建造提供相应的辅助支撑。设计人员在提供分段辅助支撑的过程中首先应当多与验船师以及现场施工人员接触，并且在这一过程中还应当多方面的听取了来自各个角度的建议和意见。其次，设计人员在提供分段辅助支撑的过程中还应当将设计的着眼点放到提升船舶的建造质量上去，这就不得不考虑如何能够更加方便快捷地把分段建造出来，并且怎样方便、优质、快捷地建造出口船。与此同时，设计人员在提供分段辅助支撑的过程中还应当深刻的认识到需要不少辅助支撑，才能保证分段的安全。