中桁材

橫骨架式雙層底結(jié)構(gòu)

橫骨架式雙層底結(jié)構(gòu)為機(jī)艙部位的橫骨架式雙層底結(jié)構(gòu)，如圖1所示，它由底板、內(nèi)底板、中桁材、旁桁材、肋板等構(gòu)件組成，這種結(jié)構(gòu)一般應(yīng)用在中小型船舶上。

中桁材是重要的縱向強(qiáng)力構(gòu)件，除在首尾端可以間斷外，在船舶中部都是連續(xù)的。中桁材通常為水密結(jié)構(gòu)，可減輕雙層底艙內(nèi)自由液面的影響。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(shè)在每一個肋位的底橫向構(gòu)件，對保證船體的橫向強(qiáng)度和局部強(qiáng)度起重要作用。肋板分水密肋板、開有人孔或減輕孔的實(shí)肋板以及由鋼板和型鋼制成的組合肋板三種。水密肋板將雙層底艙分隔成不同用途的各類液艙。

縱骨架式雙層底結(jié)構(gòu)

大型干貨船、散裝貨船、集裝箱船和油船的中部均采用縱骨架式雙層底結(jié)構(gòu)，如圖2所示。強(qiáng)度相同時(shí)，其結(jié)構(gòu)重量小于橫骨架式。數(shù)量較多的底縱骨和內(nèi)底縱骨在水密肋板處斷開，并用肘板與之連接。

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(gòu)成的箱形結(jié)構(gòu)作為各種管路的通道，俗稱管弄。

船底一般都是由多根交叉構(gòu)件和很多主向梁組成的板架。對于縱骨架式板架，主向梁(實(shí)肋板)承受肋板間距范圍內(nèi)的荷載，交叉構(gòu)件只承受節(jié)點(diǎn)反力；對于縱骨架式板架，荷載通過縱骨傳給實(shí)肋板，交叉構(gòu)件也只承受節(jié)點(diǎn)反力。如圖3所示。

多根交叉構(gòu)件板架的計(jì)算可采用船舶結(jié)構(gòu)力學(xué)中介紹的近似方法——主向梁節(jié)點(diǎn)撓度選擇法。若構(gòu)件不等間距、不等截面或某些構(gòu)件加強(qiáng)，手算就比較困難，往往作些近似簡化處理。如采用有限元法計(jì)算，則不存在任何困難。

船底板架由于其結(jié)構(gòu)強(qiáng)大，又比強(qiáng)力甲板靠近船體剖面中和軸線，因此在船體中拱變形時(shí)船底板架不易失穩(wěn)，其主要矛盾是強(qiáng)度問題。

對于艙長很短的船底板架(例如，艙長

如果把船底板架當(dāng)作組合板且認(rèn)為是各向同性的，則板架中桁與平板的中央板條梁相當(dāng)。在下表中列出了不同邊長比值時(shí)，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(shù)值可知，邊長比越小，彎矩比值大，亦即將中桁材當(dāng)作單跨處理引起的誤差越小，而且是偏于安全方面的誤差。因此，在初步校核船體強(qiáng)度時(shí)，對邊長比小于0.8的板架可以采用單跨的計(jì)算公式，即

支座剖面處彎矩：

跨長中點(diǎn)處彎矩：

對比邊長比≥0.8的板架，可以按照下述公式近似計(jì)算。

（1）中桁材的彎矩。

在支座剖面處：

在跨長中點(diǎn)處：

（2）中央肋板在中桁材處彎矩。

Q₁——作用在肋板上的荷載，

q——板架的荷載強(qiáng)度；

c——縱桁間距；

a——肋板間距；

B——肋板跨度；

中桁材是位于船底中縱剖面處、連接平板龍骨和內(nèi)底板的縱向連續(xù)構(gòu)件。是雙層底結(jié)構(gòu)中的重要構(gòu)件，俗稱豎龍骨。一般為船舶橫骨架式或縱骨架式雙層底結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組件。

其厚度可比中桁材減少3mm，但均不小于相應(yīng)的肋板厚度。旁桁材的數(shù)量根據(jù)船寬而定，對橫骨架式雙層底結(jié)構(gòu)而言，當(dāng)船寬大于10m時(shí)，中桁材兩側(cè)至少應(yīng)各設(shè)1道旁桁材；當(dāng)船寬大于18m時(shí)，中桁材兩側(cè)應(yīng)至少各設(shè)2道旁桁材，桁材之間的間距一般不大于4m，距首垂線0.2L以前區(qū)域，旁桁材間距應(yīng)不大于3個肋距。對縱骨架式雙層底結(jié)構(gòu)而言，當(dāng)船寬大于12m但不大于20m時(shí)，中桁材兩側(cè)至少應(yīng)各設(shè)1道旁桁材。當(dāng)船寬大于20m時(shí)，中桁材兩側(cè)至少應(yīng)各設(shè)2道旁桁材，桁之間的間距一般不大于5m。

旁桁材 旁桁材位于中桁材的兩側(cè)，并與中桁材平行。它的數(shù)量視船寬大小而定，一般每舷設(shè)一、二道。

每道旁桁材也是由一列從船尾延伸到船首的鋼板組成的。根據(jù)布置和施工的要求，旁桁材與肋板相交處一般是間斷的，也有的是連續(xù)的。在旁桁材上一般開有人孔或減輕孔，孔的高度不超過旁桁材高度的50%，為了便于雙層底內(nèi)壓載水、燃油和空氣的流通，在旁桁材的上緣開有空氣孔，下緣開有流水孔或流油孔。為了便于裝配和焊接，在每塊旁桁材的四個角都割去一個圓角。在有的船上將這四個圓角割得大些，以代替空氣孔、流水孔和流油孔。

旁桁材的主要作用為支持和加強(qiáng)船底板、內(nèi)底板和肋板，提高船底承受外力的能力，同時(shí)承受產(chǎn)生總縱彎曲的作用力。但它開有減輕孔，在肋板處間斷，所以在提高船體強(qiáng)度方面的作用不如中桁材。

在橫骨架式雙層底結(jié)構(gòu)中，旁底桁是指位于中底桁兩側(cè)對稱布置的底縱桁，根據(jù)船寬的不同，每測布置若干道，它不是一個縱向連續(xù)構(gòu)件，在肋板出間斷，并焊接在肋板上，可以開設(shè)人孔、減輕空、流水孔、通氣孔等，見左圖中的2。

縱骨架式雙層底

在縱骨架式雙層底結(jié)構(gòu)中，旁底桁位于中底桁兩側(cè)對稱布置的底縱桁，根據(jù)船寬的不同，每側(cè)布置若干道，其上下兩邊分別與船舶的內(nèi)底板、船底板焊接在一起。它不是一個縱向連續(xù)構(gòu)件，在肋板處間斷，并焊接在肋板上。它和中底桁一起承擔(dān)船舶的總縱強(qiáng)度和一些局部強(qiáng)度，見右圖

雙層底中線面兩側(cè)的縱向桁材。英文：sidegirder