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摘要：船体结构具有复杂性，这就对设计提出了更高的要求，在船舶主体结构设计时需要满足使用性和可靠性要求，同时也要对其工艺性和经济性进行必要的考虑。确保船舶总体结构的科学性和合理性，从而提高其航速及续航能力。
关键词：船舶主体；结构设计；问题
引言
船舶主体结构设计时更重视其可靠性，这是船舶安全稳定航行的重要基础保障，因此在船舶主体结构设计时需要满足应力、变形、稳定性及动力特性等相关要求，要具体设计时要以航运经验及理论计算作为重要的设计依据，确保船舶结构设计重量及成本都能够满足船舶安全、稳定及经济运行的需求。
1.船舶结构发展现状
早年建造的钢质铆钉远洋货船，舫昵部呈尖形，有舶、舰楼，中部有上层建筑，称谓“三岛式”结构。这种船型货舱底二侧设有污水沟，船壳板通过角钢与上甲板用铆钉连接，货舱口有许多大梁并用插梢梢牢，船壳板并叠铆接。这种结构抗扭性较好，刚度较大，使用寿命也较长。现代远洋货轮主尺度大大增加，舫部加球鼻，艉部削平为三角方昵，上层建筑后移，有的甚至无舶楼，污水沟改为污水井，连接的角钢没有了，货舱口的大梁也没有了，船壳平整。这种结构从模型试验来看，抗扭效果、稳定性都较差，使用寿命很少能超过三十年，大型恶性事故频频发生。这一演变引起我们极大的关注，通过分析实船存在的问题，为什么脂部钢板容易锈蚀，新造的船会出现裂缝（仓口围四角肘板与甲板脱焊）等，并通过模型和有限元计算证实，得出以下观点。
（1）船舶较大部位的严重锈蚀与弯、扭有关巨大的波浪外载荷等外力会引起板材蠕动、材质酥松、涂层撕裂、海水渗入，足以证明有一定柔性的焦油沥青漆都不能复盖牢钢板。
（2）营运船舶是“每弯必扭”，甚至“不弯也扭”船舶主尺度的增加，外力也大大增大，其中扭力不可低估。但肋骨和纵骨不参予船舶的抗扭，甚为可惜，材料潜力没有发挥出来。
（3）船壳板上逐渐严重的垂向或肿部水平向瘦马型和舱底板瘦马型与弯、扭有关。
（4）船是很软的，高边柜斜底板是散货船的致命弱点船舶在大海中航行尤如蚕起伏爬动，不但被广大船员注意到，也被各大船级社在电脑屏上显示出来。
（5）树的结构最为科学树的高度与直径之比远大于超高层大楼高度与长x宽之比。塔松（如伞、金字塔形）结构稳定，其道理就在树干上长出许多树叉，树叉的根部即树的节疤，将树木展开就可看到不在同一高度的许多节疤，这一高一低的节疤就是“诀窍”，造船业如果引进这一结果，可使舱壁加固，抗扭性可大大提高，舷侧加固，抗弯能力也有可观的提高。
（6）船舶刚度的提高，目的是要减少无谓的蠕动这可延长使用年限，降低折旧费，改善经济效益。通过计算，采用新的结构形式，船舶自重可以较大幅度地减轻。
2船体结构设计方式分析
2.1船体结构设计条件
在设计船体结构的过程中，应当认真考虑其实用性能，在使船体结构安全性得到保证的前提下使船体外观变得更加美观。在船体的设计理念中，稳定性处于基础地位，船只结构设计应当与相关力学条件符合。运用实际的航海定律，充分考虑水位与天气因素所造成的影响，使船体结构的承重性能得到充分保障，在设计船体外部形态的过程中，应当满足航行动力的相关要求。为了保证设计工作的科学性与合理性，应当做好相关经验的积累与总结工作，运用科学的方式方法进行构思与计算。关于船体结构稳定性能的要求方面，指的是建造技术水平应当与设计条件相适应，在建造的过程中，应当对设计参考材料的具体功能进行认真考虑。
在设计船体时，预估因素与使用因素占据非常重要的位置。从安全性这一角度出发，船体设计的根本要求就是其实用性。从之后所投入使用结算成本的角度出发，作为设计师应当根据实际的预算情况，开展相关使用技术的改进工作，确保实现安全与利益的最优结合，认真贯彻并落实经济设计的原则，最大限度地减少材料浪费状况的发生，在选择所运用的材料时，应当优先考虑并最大程度地运用环保安全科学的材料。
2.2船体结构设计主要内容
1）前期设计。在前期规划工作开展的过程中，主要根据相关的设计准则与有关设计要求条件制定框架性的设计任务。对基本的图纸预想稿件进行设计，根据有关预计方案与相关设计技术要求，制定材料与零件规格和用度预算计划，并作出相关的预算总结，深入开展船体尺寸大小与结构方式的设计工作。
2）详细设计。船体结构设计的初始阶段，就是大致的设想阶段，具有一定的框架性，根据实际的设计要求与规定，根据相关的审批意见与建议，注重开展相关设计的修改工作，对制造建设进程中的详尽细节最大程度地予以考量，对所有构造器件的型号与材料质量，注重开展多次的确定工作，确保与有关设计的要求与规定相符合。关于船体结构设计方案方面，应当注重将设计方案的全面性与整体性予以突出，当绘图工作结束之后，应当与相关设计方案联系起来，并将相关内容向有关审核部门进行汇报。
3）生产设计。在生产设计船体结构的过程中，应当重视起生产条件、生产材料以及运用过程等问题，关于实际的施工说明图方面，应当与船体结构设计方案相符合，满足船体结构设计方案的相关要求与规定。
3.船舶主体结构设计注意事项
（1）突出设计船舶的特点
由于船舶的类型、用途及其他某些方面特点的不同,其设计时的中心问题也各有区别。例如客船和油船的结构比一般干货船要求要高,在规范中单独设章,特别作出补充规定,这主要是出于从保障旅客生命安全和保护生态环境角度考虑,规范规定如此,设计时就应突出船舶的特点,并将其他问题服从于这一主题。
（2）荷重的有效传递性
构件的布置应按一定的空间顺序进行排列,以保证任一承载构件向相邻构件(结构)的有效传递,有利于某处构件受到外力作用时,整个结构具有连锁反应、相互补偿的作用。
（3）构件的连续性
一种结构型式或某一种构件,在其布置方向上不能突然中断或尺寸有明显的突变,以免破坏内力的有效传递或引起应力集中。如船底的纵向构件应尽可能连续贯通至首尾,若无法连续而中断,则应各自向舱壁的另一面延伸,相互交错两个肋距以上;中部纵骨架式向首、尾横骨架式过渡处,纵骨不能同时中断在同一肋位,而应逐渐延伸后消失;连接实肋板与强横梁的肋骨应为强肋骨,而非普通肋骨,以遵循等强度理论。
（4）构件间的等距性
支承构件应尽可能按等间距规律布置,以便依照等强度条件决定尺寸,充分利用材料,降低自重。如按等肋距布置的实肋板;按等间距布置的普通肋骨和横梁、强肋骨和强横梁;以及按等间距要求在甲板枞桁设立支柱而缩短跨距等,均出于此目的。
（5）肘板连结的重要性
船体框架一般是各构件通过节点处肘板连接而成为一整体的。因此,船体构件在舭部、舷侧及舱壁等处一般要转向过渡,出现众多节点。在节点处构件之间采用肘板连接,既可以保证构件的刚性连接,传递载荷,减少应力集中;又可以把庞大的船体结构框架分解成不同方位的构件,方便构件预制、加工和上船装配焊接,从而大大减轻工人的劳动强度,并降低对工厂起吊设备的要求。
4.结语
船体结构设计工作量庞大，其中的很多細节工作都需要做好相应的设计和安排，对其整个结构设计过程予以优化。通过船体结构设计方式的多样化转变，促进整个船只生产质量的提升，促进整个船只能够达到更好的应用标准。
参考文献:
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