CN113895559A - 一种船舶结构加强及船舶制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种船舶结构加强及船舶制造方法，确定船舶中需要进行结构加强的舱室，在舱室内设置桁架单元，所述桁架单元设置在舱室内的顶壁和底壁之间，所述桁架单元至少包括两根第一柱体和第二柱体，在横向方向上，所述第一柱体彼此间隔设置，且所述第一柱体的两端分别与所述舱室的顶壁和底壁固定连接，所述第二柱体的两端分别与两根所述第一柱体固定连接，且所述第二柱体之间形成交叉；该船舶结构加强及船舶制造方法具有在基本不改变舱室布置及通风、采光等要求的前提下实现船舶结构加强的优点。
Description
技术领域
本发明属于船舶设计与制造技术领域，具体涉及一种船舶结构加强及船舶制造方法。
背景技术
船舶结构设计或建造过程中，通常会因为发现强度不够、振动严重或者上下层甲板间变形过大等原因在舱室或公共处所内部增加舱壁来补强船舶结构；例如，客滚轮舾装前经满负荷测试或恶劣工况下测试时，船体总纵强度未满足相应指标时，即，船身的变形量过大时会导致船舶上的如客舱舱室的变形量过大，进而导致如舱门不好开关，甚至因为变舱室变形量的过大而导致舷窗的损坏；又如，船舶甲板的强度不足时，装载货物时的动力设备运行时会产生较大振动并通过甲板进行传导。
在现有技术一般都会用板加筋(钢壁)这种常规方式，此种方式会在加设舱壁的位置形成隔断，空间被分割；这种形式的舱壁存在的问题是会使设置舱壁的位置形成隔断，空间被分割成两个，或者形成一道类似屏风的屏障，对舱室内部的布置和空间利用造成很大影响，尤其是对美观性要求较高的客船，该舱壁的设置会使舱室或公共区域的美观性和通透性大受影响，通风、采光、照明等都会受到很大影响，部分位置因美观性和艺术性要求无法实现此种形式的加强，需要一种更通透的结构形式来替代。进一步来说，上述形式的钢壁虽然可以解决结构强度问题，但是往往因为开孔少(开孔过多会影响钢壁的结构强度)、遮挡多导致上层建筑的通透性和美观性大受影响，尤其是在有大面积公共区域的位置，传统的钢壁会对整个公共区域的空间和布置造成很大影响，很多时候会导致整个公共区域重新设计。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种在基本不改变原舱室布置及通风、采光等要求的前提下实现船舶结构加强及船舶制造的方法。
为了解决上述技术问题，本发明所使用的技术方案是：
一种船舶结构加强方法，确定船舶中需要进行结构加强的舱室，在舱室内设置桁架单元，所述桁架单元设置在舱室内的顶壁和底壁之间，所述桁架单元至少包括两根第一柱体和第二柱体，在横向方向上，所述第一柱体彼此间隔设置，且所述第一柱体的两端分别与所述舱室的顶壁和底壁固定连接，所述第二柱体的两端分别与两根所述第一柱体固定连接，且所述第二柱体之间形成交叉。
作为对所述船舶结构加强方法的进一步改进，在所述舱室的顶壁与所述第二柱体之间设置第一壁板，在纵向方向上，所述第一壁板的第一端与所述舱室的顶壁固定连接，所述第一壁板的第二端向所述舱室的底壁处延伸。
作为对所述船舶结构加强方法的进一步改进，所述第二柱体的一端靠近所述第一壁板的第二端处，另一端远离所述第一壁板。
作为对所述船舶结构加强方法的进一步改进，还包括有第一肘板，所述第一肘板的一端与所述第二柱体固定，另一端与所述第一壁板或者所述舱室的顶壁固定连接。
作为对所述船舶结构加强方法的进一步改进，在所述舱室的底壁与所述第二柱体之间设置第二壁板，在纵向方向上，所述第二壁板的第一端与所述舱室的底壁固定连接，所述第二壁板的第二端向所述舱室的顶壁处延伸。
作为对所述船舶结构加强方法的进一步改进，所述第二柱体的一端靠近所述第二壁板的第二端处，另一端远离所述第二壁板。
作为对所述船舶结构加强方法的进一步改进，还包括有第二肘板，所述第二肘板的一端与所述第二柱体固定，另一端与所述第二壁板或者所述舱室的底壁固定连接。
作为对所述船舶结构加强方法的进一步改进，两根所述第二柱体的交叉之处相互固定。
一种船舶制造方法，其包括如上所述的船舶结构加强方法而得到的工序。
相对于现有技术本发明的有益效果主要体现在：通过在船身内设置桁架单元，来实现传统方式中使用壁板对船体结构强度、抗变形能力进行加，减少抗振动等功，具体来说，桁架单元通过两根垂直的第一柱体来提供垂向支撑，同时增加局部刚度解决振动问题，另外通过两根交叉的第二柱体一起抵抗船体上两层甲板之间在如横向方向上的相对位移，进而提高船体总纵强度、抗扭转强度或是横向强度；进一步来说，相使用桁架单元相对于传统的舱壁(钢板)来说，会大大减少对舱室内部空间的分割和遮挡，即，使用桁架单元形式提供了与笨重的钢板加筋式壁板所形成的舱壁起到同样的提高船体强度、刚度要求，同时因其空间占用率、通透性及空间分割感相对较小，可以满足在基本不改变原舱室布置及通风、采光等要求的前提下实现在舱室内部结构加强而达到提升船体结构强度，以使得船舶可以达到相应的使用需求。
附图说明
通过附图中所示的本发明优选实施例更具体说明，本发明上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
图1为本发明中桁架单元的安装结构示意图；
图2为本发明中桁架单元的另一安装结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定，在本实施例中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限定。
需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本发明中所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。
如图1-2所示，本实施例提供了一种船舶结构加强方法，确定船舶中需要进行结构加强的舱室，例如舾装前综合测试船舶的总纵强度、抗扭转强度或是横向强度后发现需要进一步提高船身结构或者在建造过程中对船身结构进行加强；此时，针对船体中需要进行结构加强的舱室内部或两层甲板之间的公共区域中设置相应的桁架单元1，桁架单元1设置在舱室内的顶壁和底壁之间，其中，舱室内的顶壁和底壁分别指的是船体中的上层甲板2和下层甲板3。每个桁架单元1至少包括两根第一柱体11和第二柱体12，在横向方向上，第一柱体11彼此间隔设置，且第一柱体11的两端分别与舱室的顶壁和底壁通过焊接或是螺栓固定，即第一柱体11的一端与上层甲板2固定，第一柱体11的另一端与下层甲板3固定，第二柱体12的两端分别与两根第一柱体11固定连接，且第二柱体12之间形成X型交叉。当然，相对于舱室的长度或是宽度方向可以设置多个桁架单元1，当桁架单元1有多个时，彼此相邻的桁架单元1则可以共用一根第一柱体11。具体来说，两根垂直的第一柱体11的作用是提供纵向支撑，同时增加局部刚度解决如甲板振动问题，另外还和两根交叉的第二柱体12一起抵抗如图所示的沿"X"方向的上层甲板2和下层甲板3之间的相对位移。两根交叉的第二柱体12的作用是抵抗如图所示沿"X"方向的甲板1和甲板2之间的相对位移，如果没有交叉立柱来抵抗此相对位移，则甲板1和甲板2在船舶整体总纵变形时发生的相对错位会导致连接在上层甲板2和下层甲板3之间的围壁板上的窗、门等开孔应力增高，即变形量增大时，窗孔和门孔会从方形扭曲变形成平行四边形，进而造成船体结构的破坏，窗玻璃和门也会被破坏，因此其变形控制作用非常关键。针对船舶舱室内部或外部公共区域因船体结构强度、变形、振动等要求需要增强船体结构提供一种交叉桁架式组合结构，其优点是在与普通板加筋的舱壁获得同样强度、刚度的前提下，尽量减少对空间的遮挡，在解决结果问题的情况下尽量少的对美观性、通透性、使用性造成影响，避免因为结构强度问题需要对舱室布置进行大修改，降低舱室的使用性。
如图1-2所示，在优选实施例中，在舱室的顶壁与第二柱体12之间设置第一壁板4，在纵向方向上，第一壁板4的第一端与舱室的顶壁或者说上层甲板2通过焊接固定，第一壁板4的第二端向舱室的底壁处延伸；进一步的，第二柱体12的一端靠近第一壁板4的第二端处，另一端远离第一壁板4。进一步的，在舱室的底壁与第二柱体12之间设置第二壁板5，在纵向方向上，第二壁板5的第一端与舱室的底壁或者说底层甲板3通过焊接固定，第二壁板5的第二端向舱室的顶壁处延伸；进一步的，第二柱体12的一端靠近第二壁板5的第二端处，另一端远离第二壁板5。具体来说，此种组合结构包括组合式交叉桁架和局部壁板，其中局部壁板或者说第一壁板4、第二壁板5一般位于桁架单元1的顶端或底端的第二柱体12之间，两个垂向方管立柱以及其之间的结构组成一个桁架单元，具体使用过程中可以根据实际情况对单元进行组合，比如附图所示的组合结构就是由3个桁架式组合单元组成的。其中，上下两端的第一壁板4和第二壁板5的作用是用来增加桁架单元1端部的刚度和强度，同时一定程度上降低其应力集中，其大小(如高度)可以根据具体情况灵活调整。通常上端的第一壁板4与其他位置的甲板横梁或纵桁等高，这样不会影响舱室布置，下端第二壁板5是在地面有桌子、椅子等家具时，利用这些家具贴壁板布置，只需要第二壁板5的高度低于家具则壁板可以“隐身”，从而起到既满足强度要求又不影响布置的效果。上端或者下端的第一壁板4或第二壁板5如果因布置原因不能加设，则可以不用设置。
如图1-2所示，在优选实施例中，还包括有第一肘板6，第一肘板6的一端与第二柱体12固定，另一端与第一壁板4或者舱室的顶壁通过焊接固定。进一步的，还包括有第二肘板7，第二肘板7的一端与第二柱体12固定，另一端与第二壁板5或者舱室的底壁通过焊接固定。具体来说，第一肘板6和第二肘板7的作用是解决第二柱体12与第一柱体11交叉位置的应力集中问题，如果没有第一壁板4或第二壁板5时，则第一肘板6和第二肘板7可以分别连接至上层甲板2和下层甲板3上。进一步的，两根第二柱体12的交叉之处相互固定，同时配合第一柱体11以及上下层甲板使得桁架单元1形成多个三角形从而进一步的提高了桁架单元1的结构刚性。
本实施例还提供了一种船舶制造方法，其包括如上所述的船舶结构加强方法而得到的工序。
相对于现有技术本发明的有益效果主要体现在：通过在船身内设置桁架单元，来实现传统方式中使用壁板对船体结构强度、抗变形能力进行加，减少抗振动等功，具体来说，桁架单元通过两根垂直的第一柱体来提供垂向支撑，同时增加局部刚度解决振动问题，另外通过两根交叉的第二柱体一起抵抗船体上两层甲板之间在如横向方向上的相对位移，进而提高船体总纵强度、抗扭转强度或是横向强度；进一步来说，相使用桁架单元相对于传统的舱壁(钢板)来说，会大大减少对舱室内部空间的分割和遮挡，即，使用桁架单元形式提供了与笨重的钢板加筋式壁板所形成的舱壁起到同样的提高船体强度、刚度要求，同时因其空间占用率、通透性及空间分割感相对较小，可以满足在基本不改变原舱室布置及通风、采光等要求的前提下实现在舱室内部结构加强而达到提升船体结构强度，以使得船舶可以达到相应的使用需求。
在本说明书中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“优选实施例”、“再一实施例”、“其他实施例”或“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (9)
1.一种船舶结构加强方法，其特征在于：确定船舶中需要进行结构加强的舱室，在舱室内设置桁架单元，所述桁架单元设置在舱室内的顶壁和底壁之间，所述桁架单元至少包括两根第一柱体和第二柱体，在横向方向上，所述第一柱体彼此间隔设置，且所述第一柱体的两端分别与所述舱室的顶壁和底壁固定连接，所述第二柱体的两端分别与两根所述第一柱体固定连接，且所述第二柱体之间形成交叉。
2.根据权利要求1所述的船舶结构加强方法，其特征在于：在所述舱室的顶壁与所述第二柱体之间设置第一壁板，在纵向方向上，所述第一壁板的第一端与所述舱室的顶壁固定连接，所述第一壁板的第二端向所述舱室的底壁处延伸。
3.根据权利要求2所述的船舶结构加强方法，其特征在于：所述第二柱体的一端靠近所述第一壁板的第二端处，另一端远离所述第一壁板。
4.根据权利要求3所述的船舶结构加强方法，其特征在于：还包括有第一肘板，所述第一肘板的一端与所述第二柱体固定，另一端与所述第一壁板或者所述舱室的顶壁固定连接。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的船舶结构加强方法，其特征在于：在所述舱室的底壁与所述第二柱体之间设置第二壁板，在纵向方向上，所述第二壁板的第一端与所述舱室的底壁固定连接，所述第二壁板的第二端向所述舱室的顶壁处延伸。
6.根据权利要求5所述的船舶结构加强方法，其特征在于：所述第二柱体的一端靠近所述第二壁板的第二端处，另一端远离所述第二壁板。
7.根据权利要求6所述的船舶结构加强方法，其特征在于：还包括有第二肘板，所述第二肘板的一端与所述第二柱体固定，另一端与所述第二壁板或者所述舱室的底壁固定连接。
8.根据权利要求1所述的船舶结构加强方法，其特征在于：两根所述第二柱体的交叉之处相互固定。
9.一种船舶制造方法，其特征在于：其包括如权利要求1-8中任一项所述的船舶结构加强方法而得到的工序。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20220107 |