摘要：船舶结构设计的过程实际上是一个科学的研究、论证、优化的过程。在满足强度的前提下，优化结构设计，尽可能地减少船体自重，提高载重能力。在选用船体构件材料规格时，主要考虑经济性；在保证船体强度和使用要求下尽量减少船体结构重量，以提高船舶的载重量。要建造世界领先的船舶，就要在船体结构的设计和建造中，加强对船体结构细节问题重视程度，尽可能的把细节问题处理到最优。
关键词：结构设计；船舶船体；分析研究
1前言
1.1工作环境
船舶在营运期间长时间地与海水等腐蚀性介质接触，很容易出现结构腐蚀问题，若保养工作跟不上，腐蚀不断加重，最终可能出现构件锈穿，导致船体强度大幅下降。与此同时，受不良气候、波浪拍击、货物装卸等方面的影响，船体很容易出现疲劳性损伤，在腐蚀与疲劳损伤的双重作用下，很可能出现船壳破损进水等严重事故。同时，船舶航行过程中，不可避免地会受到波浪的冲击，这种冲击轻则造成船体外板腐蚀、变形，重则引发船体中垂弯曲等问题，使船体应力出现较大变化。此外，当船舶遭遇大的浪涌冲击时，波浪反复交替作用，会使船体扭曲、中垂等负面状态进一步恶化，严重时会造成荷载分布的严重失衡，影响整个船舶的航行安全。
1.2船体载荷
船舶航运期间，同时受到多重荷载影响，如船体自重、海水浮力、风力、惯性力、物资压力等，此外，个别情况下还可能产生爆炸、撞击等突发性荷载。在设计船舶主体结构过程中，应充分考虑上述荷载的影响，通过一定的结构设计来抵消、分散不良荷载的影响，保持船舶整体荷载均衡。
2船体结构设计步骤
2.1初步规划
这一步骤是指按照相关的技术标准以及设计目的对于任务展开架构性的建设，绘制基础的设计图，根据原先的计划以及设计目标对于所需原料的型号、用量等检查预算方案并产生与之对应的报告，进而对船舶的大小、结构架势展开设计。
2.2详细设计
开始之初最主要的是一个大的框架的构设，之后要适当加入些许细节，在进行细节的设计时，必须按照有关标准、上级的审批意见作出对应的调整，在完全考虑到细节的基础上，根据材料的型号以及材质，设计出系统性的方案，经过绘制之后在交给相关部门审核。
2.3生产设计
这一环节是对于船舶的设计当中所提出的要求，它要求设计过程严格按照制定的方案进行材料选择、施工建设以及优化完善等。
3船体结构设计中的细节处理
船体结构设计主要是在满足船舶整体设计的基础上，根据设计者的经验，保证船体能够良好的发挥其功能。衡量船体结构设计是否优质的标准为：①安全性：由于各种作用力的存在，使得船体结构的设计对船体的强韧性有一定的要求，以保证船舶的安全使用；②适用性：不同的船舶有不同的船体设计需求，因此在船体结构设计时需要按照具体的使用需求设计船体，保证其适用性；③整体性：船体的各个功能结构是相互联系的，且各个设计需要相互配合，相互协调，形成有机的整体；④工艺性：在船体结构设计时，需要采用先进的工艺流程，是设计合理化，使工作高效化；⑤经济性：船舶的制造生产是一项浩大的工程，并且序号耗费很多的财力物力，因此在设计初期要首先考虑船体设计的经济性。在以适用性为标准参照的前提下，满足安全性能。船体的安全性是一切标准的基础，在此基础上完善其良好的工艺性，实现船体设计的整体性，并达到经济性的目的。
另外，船体结构设计的主要方法有：①确定性设计法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆又分为规范设计法和直接计算法。其中规范性是指根据船舶主体的尺寸及结构形式来决定船体的构件的布置和设计规范。另外，直接计算法，了弥补确定性设计方法不能够精确的给出每个构件的具体设计方案的不足，应用结构力学的理论知识，直接计算各个部件的手里情况，提出具体构件设计方案；②结构可靠性。为是基于概率论的理论基础，在规定的条件下完成预定期望的概率。这种方法已经应用了很长时间，主要用来检验结构构件的强度以及构件尺寸的设计。
4船体结构建造中的细节处理
4.1通焊孔的细节处理
通焊孔是为了使焊缝通过而在构件上开设的小孔，它虽然细小，但却多变。工作人员在设计通焊孔时，应当以船的使用目标来作为设计依据。在传统的船体设计当中，设计人员大多选择把通焊孔设计在肋板上，但在货舱当中，肋板并不是一个固定的部件，往往在货舱区域每档肋位都要加设补板。而补板数量过多，会直接增加施工现场的工作量和建造难度。所以，设计者在设计通焊孔时，要在符合设计规范的要求下，首先考虑到这一细节，尽量减少补板数量，做到省时、省料，提高建造效率。
4.2防堆积板的细节处理
对于防堆积板的优化处理工作是整个船体建造方面进行细节处理的核心工作。为了防止过多的散货堆积而造成不必要的堵塞，可以设置一些散货落货板来防止这个情况的出现。我们在对防堆积板进行优化处理的时候，对于选择的地点空间要有规定，要避开货舱舱口角隅这种高危险区域，如果要在这个地方设置防堆积板，那么就要对这个地方进行清理维护工作处理，要保证它的光滑性。我们不要忽略了在防堆积板和主要甲板之间是存在一定的空隙，利用好这个空隙可以更好的对细节进行优化。
4.3肘板端部的细节处理
船体结构建造中的细节处理的第一步是做好肘板端部的处理工作。工作人员在做好肘板端部处理的过程中首先应当考虑到传统的过渡肘板极易与开舱机轴承底座加强结构相冲突，在很多情况下肘板端部与主甲板的填角焊缝在运营中容易出现裂缝。因此工作人员只有通过在舱口围板侧壁处纵向肘板的过渡形式来避免与开舱机轴承底座的加强结构相冲突，从而能够在降低建造难度的同时合理的提升船体的工艺强度。其次，工作人员在做好肘板端部处理的过程中还应当根据《船体结构相贯切口与补板》标准中的有关规定来进行处理，从而能够获得较为良好的处理效果。
4.4测深管底部冲击板的细节设置
在船体结构当中的细节处理中，加强对底部冲击板合理的设置，人员在对底部冲击板的实际设置中需要对测深垫板进行保证，需要确保其在舱底板安装完成之后才能够实施安装。在这当中需要重视的就是，由于舱底板也在—定意义上是外底板，同时由于外底板有—定的线型，以此使得需要在对测深管完成安装之后才能够降低合理的定位，这样就会在—定意义上将施工难度增加。所以，人员为了能够对这些问题合理的处理，就需要在深测管地避免进行长孔的开设，以此确保其符合要求，以此使得将人员的工作强度在降低的基础上，对满意度进行提升。
结语
船体结构设计和制造属于一项系统性较强且十分复杂的工程，其中包含大量的作业内容，同时船体结构设计工作量巨大，种类较多，周期较长。安全高效地完成船体设计生产和制造工作特别重要，工作难度较大。在刚开始设计阶段必须要根据现场设备以及施工流程，还有船体制造厂家施工规律去设计船体结构，这样不仅能够确保结构自身的强度，同时还能满足生产方面提出的需求，确保设计能够符合规范，这对促进内河航运业健康发展具有重要的意义。
参考文献：
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[2]吴敌.水下非接触爆炸冲击下船体结构强度计算研究[D].中国舰船研究院，2016.
[3]林华．船体结构设计和建造中应注意的细节[J]．造船技术，2015，7（03）：90-92．
论文作者:何程程,徐百华
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/25
标签：船体论文; 结构论文; 船舶论文; 细节论文; 结构设计论文; 构件论文; 荷载论文; 《基层建设》2019年第7期论文;