[摘 要]近年来，造船业发展迅速， 船舶向大型化发展的趋势十分明显。但以往的个体造船， 多数是无图施工， 且船型复杂、技术含量低， 有的在结构方面存在先天的不足与缺陷， 给安全管理留下了隐患， 引起了有关部门的重视。本文就船舶结构计算进行分析。
　　[关键词]船舶；结构；计算
　　中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）08-0066-01
　　一、横骨架式舷侧强肋骨弯曲强度计算
　　对于支持舷侧纵桁的强肋骨，其尺寸应由直接计算予以确定。计算时，假定强肋骨两端为刚性固定，强肋骨承受由舷侧纵桁传递的集中载荷（舷侧纵桁的计算水压头高度应为舷侧纵桁的跨距中点至上甲板边线的垂直距离，m）作用，故取许用弯曲应力[σ]93.2N/mm2。
　　图1为横骨架式舷侧板架。已知强肋骨上下两段的跨距分别为1.5m和1.2m，肋骨间距为0.5m，每三个肋距设置一根强肋骨。海水密度ρ=1.025×103kg/m3，重力加速度g=9.81m/s2。
　　1.1舷侧板架载荷的计算
　　由图1可知，舷侧纵桁跨距中点至上甲板边线的垂直距离为1.5m，即水压头高度h=1.5m。按照整个舷侧板架的结构形式特点，可以确定舷侧纵桁传递给每根强肋骨的压力作用面积S等于舷侧纵桁与强肋骨所围成矩形板格面积的一半，即S=2.025m2，因此每根强肋骨受到的集中载荷p=ρgh·S=30542.822N。
　　1.2舷侧强肋骨模型的计算
　　如图2所示，每根强肋骨可以简化为两端刚性固定、承受一个集中力的单跨梁模型，集中力作用点距两端的距离a=1.2m，b=1.5m，单跨梁跨距l=2.7m。根据结构力学知识，此单跨梁的最大弯矩出现在左端支座处， 。因此，强肋骨横截面至少需要的剖面模数 。根据《规范》，惯性矩至少需要I0=2W0l=655.425cm4。
　　1.3强度校核
　　文中实取T型材的截面尺寸为 ，考虑到带板（此纵桁所附着的甲板）厚度为6mm，所取型材的剖面模数和惯性矩分别为：
　　式中：腹板高度dW=200mm；腹板剖面积fs=12cm2；面板剖面积a1=6.4cm2；A为带板剖面积。安装在平板上的主要构件——带板的有效剖面积A=10fb1tp=10×0.444×1.5×6cm2=39.96cm2，其中：f=0.3（l/b1）2/3=0.444；主要构件长度l=2.7m；主要构件所支撑面积的平均宽度b1=1.5m；带板的平均厚度tp=6mm。
　　由此可以计算出所取型材的剖面模数和惯性矩分别为W=197.206cm3，I=3106.001cm4，W>W0，I>I0，因此所选型材符合规范中的结构强度要求。
　　二、复合应力状态下船体板的屈曲强度计算
　　当船体板承受的压应力超过其临界屈曲压应力，或者剪切应力超过其临界屈曲剪切应力时，板会发生屈曲。如果板同时承受压应力和剪切应力，并且都没有超过各自的临界屈曲极限，板仍有可能失稳，因此评估船体板在复合应力状态下的屈曲强度是有必要的。下面将讨论对此问题进行直接计算的一般步骤。
　　以纵骨架式船底板为例。由纵骨和肋板围成的板格可以简化为四边自由支持在刚性周界上、承受纵向均布压应力和四周均布剪应力的矩形板。设矩形板的长边l=2100mm，短边s=700mm，厚度t=10mm，压应力σx=200N/mm2，剪应力τ=100N/mm2，材料屈服极限ReH=235N/mm2，弹性模量E=2.06×105N/mm2，泊松比γ=0.3。
　　上式中，对于各种自然数m和n的组合，任何一个大括号内的式子为0时，板都会失去稳定性，则板屈曲时的力可以由 得到，因此
　　式（7）的最小值为板格的临界屈曲应力，所以n必须取最小的自然数1，这表示板在失稳时在y 方向会形成一个半波形，所以式（8）令 ，当板的边长比l/s>1 时，kx最小值为4，至此推导完毕。
　　三、结束语
　　船舶船体中存在一些强结构或特殊结构，确定它们的尺寸需要经过直接计算。为区别于有限元法，文中用理论方法对船体的几种重要的结构件进行了求解，给出了强度校核的一般步骤，以期能更好地认识船舶结构力学行为。
　　参考文献
　　[1]张海泉.计算机在船舶结构和静水力计算中的应用[J].科技資讯，2017，15（32）：8-9.
　　[2]王利永. 船舶结构强度全船有限元计算研究[D].武汉理工大学，2006.