[发明专利]一种考虑强力上层建筑的船体梁总纵强度规范校核方法

权利要求书

1.一种考虑强力上层建筑的船体梁总纵强度规范校核方法，包括以下几个步骤：

步骤一，根据规范要求，判断上层建筑或甲板室参与总纵强度的程度，判断是否为强力上层建筑或甲板室；

步骤二，计算应力折减系数

定义为上层建筑或甲板室中和轴处实际应力与上层建筑完全参与总纵弯曲时上层建筑或甲板室中和轴处应力之比，应力折减系数通过经验公式计算或通过斯曼斯基间断梁理论计算；

步骤三，计算上层建筑或甲板室平均面积折减系数λ；

λ通过得到，或通过主船体有限元应力结果计算得到；

步骤四，计算应力折减系数

定义为上层建筑或甲板室中和轴处实际应力与假定上层建筑面积折减后剖面满足平端面假设时上层建筑或甲板室中和轴处应力之比，通过与和λ的关系计算得到；

步骤五，计算上层建筑或甲板室甲板处应力折减系数η_S；

η_S按照上层建筑或甲板室应力分布线性假定通过求得，或通过全船有限元总纵强度直接计算得到精确值，再根据各层甲板应力在垂向的线性关系，进而得到上层建筑或甲板室面积折减后剖面满足平端面假定时上层建筑或甲板室最上层甲板处的应力，从而计算得到上层建筑或甲板室甲板处应力折减系数η_S；

步骤六，计算计入上层建筑或甲板室面积折减后的总纵强度校核剖面的剖面要素；

将各层上层建筑或甲板室剖面以平均面积折减系数λ计入船体梁横剖面要素计算中，从而得到考虑上层建筑或甲板室参与总纵弯曲的剖面要素；

步骤七，船体梁弯曲强度校核；

校核船中0.4L区域内主甲板、上层建筑或甲板室最上层甲板、龙骨处的剖面模数W和剖面对水平中和轴的惯性矩I是否满足最小剖面模数W₀和最小惯性I₀矩要求，计入W₀的剖面为主船体有效纵向构件剖面以及上层建筑或甲板室有效纵向构件剖面按λ折减后的剖面，其中，上层建筑或甲板室最上层甲板须满足的W₀和I₀应计入所述上层建筑或甲板室甲板处应力折减系数η_S的影响；

L为船长，其单位为m；

步骤八，校核船体梁弯曲强度许用静水弯矩；

船体梁许用静水弯矩应小于许用合成弯矩与波浪弯矩之差，并在计算许用合成弯矩时考虑强力上层建筑参与总纵弯曲的影响；

步骤九，校核船体梁许用静水剪力；

根据船舶装载状态，提取各装载状态下静水剪力的最大包络值，同时根据船体梁许用中拱和中垂静水剪力应包络住装载手册中给出的任一工况下所计算的最严重的中拱和中垂设计静水剪力，对各剖面处的载荷考虑一定的余量得到船中区域不同剖面处的许用静水剪力，并且在计算许用静水剪力上下限值时应考虑强力上层建筑参与总纵弯曲的影响；

步骤十，计算并校核屈曲强度的工作应力，计算时应计及上建剖面面积及应力折减，并按照工作应力进行屈曲强度校核剖面筛选；

步骤十一，校核船体梁构件的屈曲强度，校核剖面应包含参与总纵弯曲的上层建筑有效纵向构件；

在所述步骤四中，所述应力折减系数的计算公式如下：

C₂＝i₀/I₀

C₃＝i₁/I₀

C₄＝1+i₀/I₀

C₅＝1+i₀/I₀+i₁/I₀

上式中，为应力折减系数；λ为上层建筑或甲板室平均面积折减系数；f为上层建筑或甲板室的剖面总面积，其单位为cm²；F为计算剖面处主船体的剖面总面积，其单位为cm²；i₀为上层建筑或甲板室的自身面积惯性矩，其单位为cm²·m²；i₁为上层建筑或甲板室纵向构件对主船体中和轴的面积惯性矩，其单位为cm²·m²。