船舶设计原理(第七章)-2016-C讲解

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1、上海交通大学 vv20201616年年 船舶海洋与建筑工程学院船舶海洋与建筑工程学院 v船舶设计原理 第 七章 总布置设计 课号：001-(2016-2017-1) 教学班：NA420 封面 船舶原理与设计船舶原理与设计 第七章、总布置设计 7.1 概 述 总布置设计是船舶总体设计的重要内容之一。它不但对船的使用效 能和航行性能有十分重要的影响，而且是其他各项设计和计算的主要依 据。 总布置设计是总揽全局性的一项工作，它不仅涉及到各个方面，而且贯 穿了一艘新船设计的各个阶段。总布置设计不仅仅是一项具体的布置设计工 作，更是一项平衡各种矛盾，协调各部分设计的综合性工作。因此，总布置 设计者不仅要

2、掌握船舶总体设计的知识，还必须熟悉各相关专业的设计知识 。 在新船设计的初始阶段，为了便于方案构思和把握主尺度与载重量、舱 容、布置地位之间的关系，以及协调主要性能之间的矛盾，就需要对船的总 布置有所设想和考虑，并绘制总布置草图。 船舶原理与设计船舶原理与设计 7.1 概 述 第七章、总布置设计 总布置设计应遵循下列基本原则： 最大限度地满足和提高船的使用效能，这是考虑问题的基本出发点。 例如：合理利用舱容，提高装卸效率，确保运输质量，提高运输能力 等。 保证船舶具有良好的航海性能。例如：保证船舶有适宜的浮态和稳性 ，良好的耐波性和驾驶视野等。 注意船体结构的合理性和工艺性。总布置中应注意重量

3、的分布，力求 减小纵总弯矩和剪力。避免主要结构的不连续性和纵向构件截面的突 变，改善应力集中。各种舱壁、围壁、支柱等的设置应充分考虑它们 对结构强度、振动以及施工的影响。 满足法规和规范的要求。例如消防法规对防火的要求，救生设备的布 置要求等。 精心搞好外部造型和内部装潢。在经济、适用的前提下，充分运用建 筑美学的手法于设计之中，给人以舒适和美感，要为改善船员和旅客 的工作和生活质量创造条件。 船舶原理与设计船舶原理与设计 7.1 概 述 第七章、总布置设计 总布置图的例图： 2000DW多用途船总布置图 船舶原理与设计船舶原理与设计 7.1 概 述 第七章、总布置设计 总布置图的例图： 20

4、00DW多用途船总布置图 船舶原理与设计船舶原理与设计 7.1 概 述 第七章、总布置设计 总布置设计的任务，简单地说是在满足营运要求和保证船的航行性 能和安全性的前提下，合理地确定船舶的整体布置，绘出详细的总布置 图。总布置设计的主要工作包括： 区划船舶主体和设置上层建筑，包括确定机舱、货舱、油水舱、工作 舱室、居住舱室和其他各种舱室的位置和地位。也就是设置各纵、横 舱壁和各层甲板，以及外部造型等。 调整船舶的浮态，妥善合理地安排船的各部分重量沿船长方向的分布 。并且注意控制重量的垂向分布，协调稳性和摇摆性能对重心高度的 不同要求。 布置船舶舱室和设备。包括各类居住和工作舱室的内部布置，以及

5、舱 内（除机器处所以外）和露天甲板上各种设备的布置等。 规划各部位的通道和出入梯口。 船舶原理与设计船舶原理与设计 7.1 概 述 第七章、总布置设计 75000DW巴拿马型散货船总布置图 船舶原理与设计船舶原理与设计 7.2 总体布局的区划 第七章、总布置设计 7.2.1 主船体内船舱的划分 船主体是指船的连续露天甲板（通常为上甲板）以下的部分。主船 体内船舱的划分主要是确定水密舱壁、甲板和平台、边舱及双层底等的 设置以及确定各舱室的功能等。 1. 确定肋骨间距 在船长的范围内划分肋位，确定肋骨间距，这是进行总布置设计 前首先要做的工作。钢质海船入级规范规定的标准肋骨间距为： 首尾尖舱范围内

6、的肋距0.60m；防撞舱壁至距首垂线0.2LS区域内0.70m 。 实取的肋骨间距是在上述规定的基础上，考虑布置和方便施工等因素来确 定的。通常将圆整到某位整数。特性情况也可取不等距的肋距。 船舶原理与设计船舶原理与设计 第七章、总布置设计 7.2.1 主船体内船舱的划分 2. 确定水密舱壁 为了保证船舶的安全和结构强度上的需要，主船体内必须设置一定数 量的水密舱壁。为了保证水密舱壁的完整性，除了特殊情况以外，水密 舱壁上是不允许设置通道的（必要时，水密舱壁上的开口必须用水密门 关闭，如滑动式水密门），所以，水密舱壁的设置必须与主船体内不同 区域的划分结合起来考虑的。 规范对水密舱壁设置的规定

7、： 船型船 长长（Ls） （m） 6085105125145165190210 LS210 水 密 舱舱 壁 数 目 中机型445678910* 尾机型34566789* 7.2 总体布局的区划 船舶原理与设计船舶原理与设计 7.2 总体布局的区划 第七章、总布置设计 7.2.1 主船体内船舱的划分 2. 确定水密舱壁 任何船舶均应设置防撞舱壁（即首尖舱后端的舱壁）。规范对首尖舱长 度有以下特别的规定：防撞舱壁应位于距首垂线不小于0.05LS或10m处，取 其小者，但不大于0.08LS；对于客船，防撞舱壁应位于距首垂线不小于 0.05LS且不大于3.0m+0.05LS处；对于具有球鼻首的船，计

8、算长度的起点为球 首长度的中点，或首垂线以前0.015LS处，或首垂线以前3m处，取小者。 尾尖舱的长度应考虑尾框架的情况和将尾管尽可能全包入尾尖舱内 。尾尖舱长度可参照母型船选取，货船一般约为（0.040.05）LPP。 船舶原理与设计船舶原理与设计 7.2 总体布局的区划 第七章、总布置设计 7.2.1 主船体内船舱的划分 3.机舱的部位与长度 按机舱沿船长所处的不同部位可把船分为尾机型、中机型 和中后机型船。 甲板和平台的设置是对主船体的垂向分隔，对此的考虑主要 涉及到层数及层高（甲板间高）两个方面。 4. 甲板与平台 船舶原理与设计船舶原理与设计 7.2 总体布局的区划 第七章、总布置

9、设计 7.2.1 主船体内船舱的划分 4. 双层底 船舶无论从使用考虑还是从安全性考虑，一般都需设置双层底。 从使用方面看，货船装载干货时，为便于装货和清舱，货舱区必须设 置双层底。双层底的空间可用于装载油水和压载水。从安全性方面看 ，船舶触礁、搁浅等海损事故中船底是最易损坏的部位，设置双层底 可大大提高船舶的抗沉能力。为此，船舶法规和建造规范要求：船舶 应尽可能从防撞舱壁到尾尖舱壁设双层底 。 客船和油船双层底的设置另有专门的规定。 建造规范通过对双层底结构的中桁材高度间接对双层底高度 有以下规定：在任何情况下应不小于700mm，且不小于按下式计 算所得之值： mm 船舶原理与设计船舶原理与

10、设计 7.2 总体布局的区划 第七章、总布置设计 7.2.1 主船体内船舱的划分 5. 液舱 一般干货船液舱是指：燃油、滑油、淡水、压载水等液体舱。液 舱的设置应与机舱布置相协调，并注意对浮态、完整稳性和破舱稳性 的影响。 （1）燃油舱 船上燃油装置（主、辅机等）所用的燃油分为柴油（也称轻油） 和燃料油（重油）二种。因燃料油需加热后才能将其抽出，为便于布 置和减少加热管系，燃料油舱最好采用深舱。轻油一般无需加热，故 通常布置在双层底内。 船舶原理与设计船舶原理与设计 7.2 总体布局的区划 第七章、总布置设计 7.2.1 主船体内船舱的划分 5. 液舱 （1）燃油舱 燃油舱保护 船舶原理与设计

11、船舶原理与设计 7.2 总体布局的区划 第七章、总布置设计 7.2.1 主船体内船舱的划分 5. 液舱 （2）滑油舱 滑油舱（柜）包括滑油储藏舱、滑油沉淀舱、滑油循环舱及滑油 污油舱等。通常滑油循环舱布置在双层底内。滑油舱必须用隔离空舱 与燃油舱、淡水舱等其他舱隔开。 （3）淡水舱 淡水舱包括锅炉水舱、饮水舱和洗涤水舱。这些水舱通常布置在 双层底、深舱、以及尾尖舱上方等处所。饮用水舱应与其他油水舱隔 离，以保证饮用水的卫生。 （4）压载水舱 压载水舱可设在双层底、首尾尖舱、边舱（底边舱、顶边舱及双 壳体的边舱）等处，其数量及位置应根据船舶在不同装载情况下有适 宜的浮态和稳性来加以确定。 船舶原

12、理与设计船舶原理与设计 7.2 总体布局的区划 第七章、总布置设计 7.2.1 主船体内船舱的划分 5. 货舱 （1）散货船的货舱划分 散货船货舱数和货舱长度的选择和划分，要考虑货物的合理配载，防止 船体产生过大的弯矩和剪力。货舱数的选取应与装卸设备的数量统一考虑 。一般情况下货舱数目按船长来选取，每舱长度一般不超过30m。不同类型 的散货船货舱数目大致如下表。散货船的货舱为了便于清舱和增加压载容 积，货舱的两舷一般都设有顶边舱和底边舱，有些还没有双壳体。 船 型货舱数 好望角型散货船9 巴拿马型散货船7 185m200m船长散货船6 灵便型散货船5 2万4万吨级散货船5 1万2万吨级散货船4

13、 万吨级以下的小型散货船23 船舶原理与设计船舶原理与设计 7.2 总体布局的区划 第七章、总布置设计 7.2.1 主船体内船舱的划分 5. 货舱 （2）集装箱船的货舱划分 集装箱船货舱数目和长度与集装箱布置有关，一般每个货舱布置 4行标准箱（1CC）或2行标准箱（1AA）。首端个别货舱也有只布 置2行1CC箱。 专用集装箱船货舱长度是根据集装箱及导轨布置而定。 船舶原理与设计船舶原理与设计 7.2 总体布局的区划 第七章、总布置设计 7.2.2 上层建筑的划分 对上层建筑的区划与布置是指对其形式、尺度、层数、外部造型及内部 各舱室的划分和布置等多方面的工作。 确定上层建筑尺度应考虑的因素有:

14、 舱室布置; 重心高度; 受风面积; 驾驶视线： 一般货船的盲区在满载状态约为1.25LPP左右，压载时约为2LPP。集装箱 船因甲板上载箱的缘故，盲区较大，IMO要求盲区不大于2倍船长。 其他，如：上层建筑总高度有时受航线上桥梁或船闸高度限制等。 船舶原理与设计船舶原理与设计 7.3 浮态调整 第七章、总布置设计 浮态调整（也称为纵倾调整）的目的是保证船舶在各种载况下均有适 宜的浮态。船的浮态是以首、尾吃水来表示的，首尾垂线处的吃水差称为 船的纵倾值。 浮态调整工作首先要计算出船在各种装载情况下的浮态，然后根据计算 结果分析各载况的浮态是否符合要求，如不满意，则需调整总布置，即改 变各部分重

15、量的纵向分布，进行浮态调整，直至满意为止。必要时也可以 通过修改型线，即改变浮心纵向位置的方法来满足浮态的要求。 7.3.1 浮态核算 1. 装载情况的重量及重心计算 2. 载况浮态及初稳性计算 船舶原理与设计船舶原理与设计 7.3 浮态调整 第七章、总布置设计 7.3.2 浮态调整的方法 对于一般运输货船，设计中最主要考虑的典型装载情况是：满载出 港、满载到港、压载出港和压载到港四种载况。其中满载情况的浮态 应基本平浮或适当尾倾，一般不允许首倾。 一般情况下浮态的调整以满载出港状态作为基本情况，并兼顾到港 情况。压载状态通过调整压载水的数量和位置来保证浮态的要求。 1. 改变燃油舱、淡水舱的

16、布局 2. 调整机舱位置 3. 改变浮心位置 压载状态的浮态调整 调整浮态的方法 船舶原理与设计船舶原理与设计 7.4 舱室和通道的布置 第七章、总布置设计 7.4.1 生活舱室布置 船上的舱室可分成生活舱室及工作舱室两大类。舱室设计的基本要 求是在适用、经济的前提下，尽力改善乘员的工作和生活条件，尽量 做到舒适、方便和安全。 1. 居住舱室 船舶原理与设计船舶原理与设计 7.4 舱室和通道的布置 第七章、总布置设计 7.4.1 生活舱室布置 2. 公共舱室及服务处所 船舶原理与设计船舶原理与设计 7.4 舱室和通道的布置 第七章、总布置设计 7.4.2 工作舱室布置 1. 驾驶室、海图室及报务室 2. 应急发电机室和变流机室 3. 固定式灭火装置室 4. 应急消防泵舱 5. 计程仪、测深仪围阱 船舶原理与设计船舶原理与设计 7.4 舱室和通道的布置 第七章、总布置设计 7.4.3 通道的布置 通道布置是总布置设计中一个十分重要的内容。船上的通道 除了人行通道外，还有货物通道。货物