《船体强度与结构设计》

一、非计算题部分：

填空、判断、选择及简答涉及知识点：

1、作用在船体结构上的载荷，按载荷随时间变化的性质，

可分为：不变载荷、静变载荷、动变载荷、冲击载荷。

2、船舶重量曲线的绘制方法：梯形法、围长法、库尔求莫夫法。

3、静力等效原则：

（1）保持重量的大小不变，这就是说要使近似分布曲线所围的面积等于该项实际重量；

（2）保持重量重心的纵向坐标不变，即要使近似分布曲线所围的面积形心纵坐标与该项重量的重心纵坐标相等；

（3）近似分布曲线的范围与该项重量的实际分布范围相同或大体相同。

最终，应使重量曲线所围的面积等于全船的重量，该面积的形心纵向坐标与船舶重心的纵向坐标相同。

4、静波浪弯矩与剪力的计算：

船舶由静水进入波浪时，重量曲线p(x)并未改变，但水线面发生了变化，从而导致浮力的重新分布。波浪下浮力曲线相对静水状态的浮力增量是引起静波浪剪力和弯矩的载荷。由此可知，静波浪弯矩与船型、波浪要素（波形、波长和波高）以及船舶与波浪的相对位置有关。 由于船型多由船舶性能和使用要求决定，因此，对给定船型的静波浪弯矩，其大小主要取决于波浪要素以及波浪和船舶的相对位置。

坦谷波理论：

1）二维波的剖面是坦谷曲线形状。

2）波长λ：两相邻波峰或波谷之间的水平距离。

3）波高h：由波谷底到峰顶的垂直距离。

4）坦谷波曲线形状特点：波峰陡峭，波谷平坦，波浪轴线上下的剖面积不相等。

5、为了进行总纵强度校验，首先要确定对那些剖面进行计算。显然仅需对可能出现最大弯曲应力的剖面进行计算，这些剖面称为危险剖面或计算剖面。由总纵弯曲力矩曲线可知，最大弯矩一般在船中0.4倍船长范围内，所以计算剖面一般应是此类范围内的最弱剖面——含有最大的舱口或其它开口的剖面，如机舱、货舱开口剖面。此外，一般还要对下述强度最弱剖面进行计算：船体骨架式改变处剖面、上层建筑端壁处剖面、主体材料分布变化处剖面以及由于重量分布特殊可能出现相当大的弯矩值的某些剖面。

6、折减系数：

（1）为什么折减

（2）怎样折减

7、四类纵向强力构件（P68）

8、在载荷模型化时应考虑如下问题：

1）确定作用于结构上的载荷工况；

2）确定计算载荷的性质（不变载荷、静变载荷、动变载荷和冲击载荷）与载荷类型（经常性荷重、偶然性荷重）；

3）确定载荷大小，并决定施加在哪些构件上；

4）确定载荷的组合和搭配。

9、集装箱船为什么进行扭转强度计算（大开口船舶特点）：

舱口宽度已达到、甚至超过船宽的80%，舱口长度达到舱壁间距的90%，大大超过普通货船，从而使船体扭转刚度严重削弱，其扭转强度的重要性已上升到与总纵强度同等的地位。

10、衡量型材剖面内材料分布合理程度的指标有：剖面利用系数和比面积。

11、增加不对称剖面型材最小剖面模数最有效的办法是：

（1）增加腹板高度；

（2）腹板高度不变，增加小翼板的剖面积。

12、型材剖面设计的目标函数及约束条件（见P196）

13、波浪剪力和弯矩的计算步骤。（P8~10）

名词解释涉及知识点：

1、船体梁——在船体总纵强度计算中，将船体理想化为一变断面的空心薄壁梁，称之为船体

梁。

2、浮力曲线——船舶在某一装载情况下，描述浮力沿船长分布状况的曲线。

3、载荷曲线——船舶在某一计算状态下，描述引起船体梁总纵弯曲的载荷沿船长分布状况的

曲线。

4、船体极限弯矩——在船体剖面内离中和轴最远点的刚性构件中引起的应力达到结构材料屈

服极限（受拉伸时）或构件的临界应力（受压缩时）的总纵弯曲力矩。

5、骨架带板——船体结构中绝大多数骨架都是焊接在钢板上的，当骨架受力发生变形时，与

它连接的板也一起参加骨架抵抗变形。因此，为估算骨架的承载能力，也应

当把一定宽度的板计算在骨架剖面中，即作为它的组成部分来计算骨架梁的

剖面积、惯性矩和剖面模数等几何要素，这部分板称为带板或附连翼板。

6、端点效应——由于水平剪力对上层建筑的偏心作用，将使上层建筑向主体弯曲相反的方向

弯曲，即引起了侧壁的纵向应变，使剖面发生歪斜。由于它与主体弯曲引起

的纵向应变相反，从而减少了弯曲应力，这种倾向越接近端部越厉害，称之

为~。

7、强力上层建筑——上层建筑能100%有效地参加总纵弯曲。

8、轻型上层建筑——上层建筑不能100%有效地参加总纵弯曲。

二、计算题部分：

1、习题1.3；

2、分布在三个理论站距内的重量；

3、船体剖面模数计算及第一次近似总纵弯曲应力;

4、型材最小剖面模数、比面积计算（列表法）

第二篇：结构设计工作小结

我的结构设计工作小结－－（1）地基基础部分

1、 桩的种类（直径）不宜过多，无论是预制桩还是钻孔桩，否则给施工和设计都带来很大的麻烦。相对来讲，钻孔桩可以种类多些，预制桩不宜超过两种。

2、当同直径的桩，桩长不同时，单桩承载力宜取值一样，这样便于施工和设计。

3、对于有地下室的房屋，使用预制桩应特别小心，很容易造成桩倾斜、断桩，因此，图纸上应注明：

①应均匀分层开挖，严禁一步开挖到位，严禁临近堆土。

②在坑中、坑外应打水泥搅拌桩进行处理。

4、地下室因建筑、水、电而部分下降时，可以和他们协商，承台、地梁能否突出来，这样可以减少承台的种类及降低造价。

5、管桩不宜抗拔，若非用不可，应认真计算抗拔力，尽量由一、二节桩承担，第一节桩尽可能长，而且必须加强桩顶和承台的构造要求，条件许可时，可以要求建筑加厚顶板上的覆土。

6、地下室、基础在与上部抗震缝对应处应加强构造和连接（JGJ3-20xx第4.3.10.4条）。

7、布桩时，应计算布桩系数及每平方米荷载，做到心中有数。

8、对于预制桩的处理：

①对于Ⅱ类桩，可以不处理（根据动测报告定）。

②对于Ⅲ类桩，应处理。处理方法可采用将钢筋笼伸至裂缝下2m或开挖处理（应较浅）。

③对于偏位桩，可以采用纠偏的方法处理，若单桩承载力没有问题，可以采用加大承台和地梁的方法来共同作用。

9、对于预制桩应进行动测（其余桩亦同）。

动测原则：单桩、两桩均动测，三桩动测两桩，四桩以上动测50%以上。当发现异常情况（桩偏位较大，Ⅲ类桩较多时），应加大动测桩数。

10、画桩位图时，应将轴力图放在一起，并且永久保留，以便日后校核。

11、做独立基础时，应根据地基承载力确定是否考虑计算底层砖墙荷载，当地基较好时，可通过地梁加腋的方法来自承重。

－－对于结构计算和上部结构设计，我也总结了一些自己的经验，如果大家有兴趣的话，过

几天我再打出来，和大家探讨探讨

2、 我的结构设计工作小结－－（2）上部结构部分

1、设计坡屋顶时，梁配筋后，必须自校梁底标高，算出其净高，看是否满足要求，特别是楼梯等入口处。

2、设计坡屋面时，屋脊（阳角、阴角）处，梁可适当减小，当板跨较小时，可以不设梁，否则可能影响使用，净高不足，再者，也会造成看上去影响美观。

3、楼梯柱（中间平台作用处）应该全程加密，因为该柱为短柱。

4、对于迎水面保护层为50mm的混凝土墙，应在50mm内增设Φ8@150双层双向的钢筋网片，以减少混凝土的收缩裂缝。

5、对于梁高的取值，应该考虑建筑空间的需求，要和建筑协商好净高要求。

6、写字楼、商场等8m跨梁，取300x800的梁不好，应取350x700，对于一些大跨度公键，梁宽应适当加大，应取300以上，最好取350、400，因为：

①梁宽加宽，抗剪有利，符合“强剪弱弯”的原则。

②350宽的梁，用四肢箍可以使箍筋直径减小。

③主梁加宽，有利于次梁钢筋的锚固。

7、对于柱的大小，应该尽量做到按轴压比控制，轴压比相差不宜大于0.2，当建筑有要求时，应和建筑协商好该问题。

8、对于高层建筑，顶层板考虑到刚度突变很大，宜加厚到150mm，应充分分析计算结果，判断结构类型。

9、梁配筋时，应充分考虑梁的锚固长度，特别是次梁，应尽量满足图集要求。

10、板配筋时，应注意Ⅰ级、Ⅱ级钢的区别（是否有弯钩），以及板厚不同时，千万注意不能把钢筋拉通。

11、画大样图时，一定要对照建筑大样图和立面图，以达到建筑的里面要求。

12、梁配筋时，应注意腰筋的设置，单侧腰筋应大于 0.1％bhw。

13、柱配筋时，应同时满足配筋率、箍筋、主筋、角筋、最小体积配筋率的要求。

14、后浇带应按新规范加强。

15、高层建筑中，楼板开大洞后，宜按JGJ3-20xx第4.3.8条加强。

16、剪力墙墙肢截面高度不宜大于8m，否则应开结构洞。

3、 同意楼主大部分意见！

1、坡屋面楼板尽可能做折板，不仅仅是美观，受力性能上也比较好（前提是采用相应的构造措施）。

2、对于楼主的第4条，本人认为“Φ8@150双层双向的钢筋网片”夸张了，Φ4@150或Φ6@150钢筋网片就可以了。

3、对于楼主的第10条，本人认为当楼板高差在30mm以内，钢筋是可以拉通的，实际上我就是这样做的，暂时没有发现什么不妥。

4、在画结构大样时，我一般是直接在建筑提供的大样上进行画图，这样可以保证尺寸等和建筑保持一致。

5、楼主第15条应该是规范JGJ-20xx第4.3.8条

4、 1、砌体总高度及层数双控制应满足规范要求，注意结构的层数与建筑的概念不同（尤其是2.2m层高）。

2、结构计算时，注意结构刚性、刚弹性和弹性方案的选择。

3、构造柱的设置建议只在结构图上表示，建筑图上可不画，否则容易产生矛盾。

4、注意复核荷载较大处的砌体局部承压。

5、跨度大于4.8米楼层梁和大于6米的屋架支撑在砖砌体上，要设梁垫，当有圈梁时，垫块与圈梁应浇成整体。

6、圈梁钢筋在过梁处，最好拉通，过梁钢筋附加。

7、底层框架柱的箍筋全部加密，底层框架梁抗扭腰筋的锚固长度满足规范要求。

5、 1、框支剪力墙结构的框支梁为偏拉构件，应进行有限元分析计算。

2、框支梁高度不小于1/6梁跨，宽度大于上层墙厚的两倍及400mm。

3、当底层为大空间商场，层高比较高时（>5 m），注意墙厚的取值（根据抗震等级）。

4、当底部大空间层数大于1时，应注意此时上部与下部结构的等效侧向刚度比的计算取值（与

底部大空间只有1层是不一样的，详细参见JGJ 3-20xx附录E）

以上只是我们在设计时容易忽略的几个地方，实际上关于框支剪力墙结构的问题还有很多，希望大家一起来指出，共同完善！

6、 sat电算时注意考虑0.2Q

做短肢剪力墙结构时，注意筏板基础墙梁抗剪计算，梁支座是否成立，尽量不做主次基础梁。

筏板边跨注意按规范乘以1.2系数放大。

屋面板双层双向配筋或附加温度应力钢筋。

楼板阳角附加钢筋

跨度大于2.0m挑梁注意计算竖向地震。

挑梁下铁筋不要太小，0.3倍上铁较好，对绕度、裂缝有好处。

梁高>600增加腰筋

连梁注意加腰筋，配筋率0.3%

暗柱配筋注意不要只看首层计算结果，往往二层配筋也较大（首层层高高，二层小，首层刚度小于二层）

计算结果注意层间位移和比值，注意不大于1.5

周期注意第一扭转周期和第一平动周期比值不大于0.9

注意下层刚度和上层刚度比值应满足规范要求。（70%要求）

嵌固层的选取注意层间刚度比满足规范要求。

7、 1，作高层是还要注意计算结果的“六个比”

1、轴压比：主要为控制结构的延性，规范对墙肢和柱均有相应限值要求，见抗规6.3.7和

6.4.6。

2、剪重比：主要为控制各楼层最小地震剪力，确保结构安全性，见抗规5.2.5。

3、刚度比：主要为控制结构竖向规则性，以免竖向刚度突变，形成薄弱层，见抗规3.4.2。

4、位移比：主要为控制结构平面规则性，以免形成扭转，对结构产生不利影响。见抗规3.4.2。

5、周期比：主要为控制结构扭转效应，减小扭转对结构产生的不利影响，要求见高规

6、刚重比：主要为控制结构的稳定性，以免结构产生滑移和倾覆，要求见高规。

2，对楼主的13条 我认为还要注意角柱的配筋 有时后 计算配筋小于构造配筋，要注意验算

3，同意搂主梁宽350的说法，梁宽350梁支座上部刚好能配5跟25的钢筋，300宽就不行。

4，画大样时，我都是在建筑图上直接画的，可以更好的理解建筑意图，省时省力。

8、 1.焊接会使钢材材性改变，推荐采用机械连接。

2.满足了0.4laE和弯折15d后，不一定要满足加起来后的laE。

3.正常排的箍筋不得作为承受集中力的吊箍。

4.有效高度的控制：

配筋率≤2.5%，受压区高度控制。

梁端截面梁底/梁面钢筋，以保证延性，规范最小配筋率采用全截面计算，其他配筋率也可采用全截面计算。

通长筋取梁面、梁底筋较大值的1/4。

5.主框架梁直接搭在连梁上，连梁易出现破坏。故不能搭（见高规），次梁可以。

6.框架梁内用十字交叉梁分开时，底筋应连通，用有限元算时次梁处有时产生负弯矩。同样地，托梁上柱上的梁底筋也应连通。

7.荷载新规范，对≥4.0kN/m2，民用不是x1.3，工业可乘1.3。

8.错层处框架柱截面高度不小于600mm。

9.)梁支座弯矩调幅系数在0.85左右，实际配筋不宜再减少。

9、 推荐楼梯用morgain计算，方便快捷，而且还有计算书可以打出来

10、 我也提一个看法。请大家指正。梁柱中箍筋的用钢量与纵筋相比所占比例很小。所以，我的一般做法是：对纵筋的配置尽量不放大，但一般情况下适当放大箍筋。这样总用钢量不会增加太多，但体现了强剪弱弯的设计原则。而且从概念上来讲，提高柱的箍筋后，也间接提高了柱的承载能力和延性以及抗倒塌能力

11、 梁宽大于350配箍率会很高,且容易产生斜裂缝,不建议采用

12、 构造上好象只要求折梁，折板在内折角处主筋断开，但我们这里的习惯做法是外折角处主筋也断开，我觉得没什么理论依椐，你的高见呢？

13、 关于楼板厚度有高差时好象高差不超过20底部钢筋可以拉通。

但是上部钢筋是不是什么时候都可以拉通？？

请高手指教。

还有我认为我们一直说的“强柱弱梁”并不是说梁柱的线刚度比，而是通过设计时的调整，使柱的承载能力比与他相联的梁的承载能力要高。

强调梁柱的线刚度比是因为框架作用的要求，当梁柱的线刚度比大于等于四的时候框架可以看作完全框架，其抗侧能力提高很多，而梁柱线刚度比小于1时，框架作用几乎消失，对结构抗侧不利。具体内容可以参见林同炎大师写的结构概念与体系，上面有很详尽的讲述。

14、 回5楼楼主

5、跨度大于4.8米楼层梁和大于6米的屋架支撑在砖砌体上，要设梁垫，当有圈梁时，垫块与圈梁应浇成整体。

我来说得详细一点：

跨度大于6M的物价或跨度大于下列数值的梁，应该在支撑处砌体上设置混凝土或钢筋混凝土垫块；当墙中设有圈梁时，垫块与圈梁宜浇成整体。

1.对砌体为4.8M

2.对砌块和料石砌体为4.2M

3.对毛石砌体为3.9M