造船及海洋工程概說-CH4船體結構

船體結構-由巨觀到微觀

主結構-典型的貨輪舯剖面

散裝貨輪之貨艙結構3D圖

舯剖面結構圖包含:

甲板結構:

• 甲板(Deck)、縱桁(Girder)、樑(Beam)、橫桁(Transverse)及支柱(Pillar)等組成。

船側結構:

• 外板(Shell plate)、肋骨(Frame)、側縱樑(Side stringer)、橫桁(Transverse)等...

船底結構:

• 單底(Single bottom): 船底板(Bottom)、底肋板(Floor)、中線內龍骨 (Center keelson)、側內龍 骨等組合而成。
• 二重底(Double bottom): 船底板、內底板(Inner bottom)、中線縱樑(Center girder) 側縱樑(Side girder)、實體肋板(Solid floor)、空架肋板、 縱向肋骨等組成。

艙壁結構:

• 艙壁板、加強材(Stiffener)、加強桁等..

船體結構材料

• 鋼質材料
• 一般軟鋼(Mild Steel)
• 高張力鋼(High Tensile Steel)
• 高耐力鋼(High Yield Steel)
• 鋁合金
• 複合材料(FRP、GRP)
• FRP-纖維強化塑膠 (Fiber-Reinforcement Plastics)
• 鈦合金
• 銅鎳合金
• 聚乙烯塑膠
• 帆布橡膠
• 木材

鋼材

使用於船體材料中，鋼材被廣泛使用，鋼材之優點有：

• 強度高、勁度大。
• 易加工、接合及修補。
• 防水、防油及氣密性優良。
• 抗腐蝕性佳。
• 銲接性優良。
• 船舶結構用鋼依強度可分為:
• 軟鋼(Mild steel)
• 高張力鋼(Higher Tensile steel)

軟鋼(Mild steel)

• 一般所謂的鋼，係指降伏應力為23~28kg/mm2，拉伸應力為41~50kg/mm2之軟鋼而言，其品質隨發展過程有極大的改變。
• 對銲接而言，需具有良好的可銲性以及必須具有防止裂紋產生及阻止裂紋延伸的功能。
• 依具備之性能的高低，將軟鋼分為A、B、D、E四類，視結構所需來做適當的選擇。

各級軟鋼使用範圍:依結構重要性、切口韌性值需求而定:

• 舯部份: 甲板、底板等受縱向彎曲應力最大的地方，使用B或D級鋼料。
• 艏艉: 甲板、底板等使用A、B級(比舯部低一級)。
• 散裝貨輪艙口之彎角：乃強度上重要部分，因此鋼料會比強度甲板更高ㄧ級。
• 縱向材之小型部材或橫向材：無論使用在船上之任何位置，除厚板外用A級鋼即可。

高張力鋼(Higher Tensile steel) ：

• 高張力鋼一般船用鋼板有HT32、HT36。HT32的降伏應力為32kg/mm2，拉伸應力約為48kg/mm2，日本使用較多；HT36之降伏應力為36kg/mm2，拉伸應力約為50 kg/mm2。
• 依缺口韌性值也分為AH、DH、EH，常用於大型船舶結構之甲板以下及船底以上10%船身處，因中性軸附近應力較小所以無須使用高張力鋼。

舯剖面設計要點

船體結構設計-法規設計概念

貨櫃船舯剖面