水工设计——船舶荷载计算

水工设计一般是水工结构设计的简称。
偏重水利工程建筑物的结构设计，包括水电工程结构和非水电工程的建筑物结构设计。
水利水电设计：这是泛指水利水电设计，包括建筑物的布置、规划、结构、施工组织设计等等，其中包含水工设计。

这里的水工设计偏重于码头、护岸、船坞等方面。

其中对于码头来说，船舶荷载的计算尤为重要！

工具/环境

一般规定

1

船舶荷载主要由四方面组成：

由风和水流产生的系缆力，

由风和水流产生的挤靠力，

船舶靠岸时产生的撞击力，

系舶船舶在波浪作用下产生的撞击力。


2

计算思路：

设计船舶，就是这个计算船舶荷载的前提。
一般有主要的设计船型，还有最大的设计船型，通过经济比较分析，一般是采用设计船型，有条件可以采用最大船型来计算。
这个需要考虑相应的码头泊位长度相关系数。


教程结束。

计算步骤

1

作用在船舶上的风荷载：

Fxw=73.6*1.0e-5*Axw**ξ

Fyw=49.0*1.0e-5*Ayw*Vy2*ξ

水体上船舶受风面积Axw、Ayw（跟选择的船舶的设计尺度有关）

设计风速（九级风还是六级风）Vx2=Vy2

相应的折减系数ξ。


空载情况下船舶的风荷载最大，但是船舶靠岸一般都是满载靠岸然后卸货，当然也有空载靠岸的，这个就需要具体问题具体分析，然后对其组合的最大作用给最大分析，一般取最大值用于计算，但是某些情况下确实相对大值。


2

作用在船舶上的水流力

横向分力Fxsc=Cxsc*V2*B'*ρ／2、Fxmc=Cxmc*V2*B'*ρ／2与纵向分力Fyc=Cyc*V2*S*ρ／2

相应计算系数，这种系数一般按规范取值

水流力速度，这个按相应的潮流情况或是按设计船舶大小并依据规范取值（可以控制船舶的靠岸速度）

水的密度及船舶吃水线下的投影面积、船舶吃水线以下的表面积。


3

作用与系缆力的标准值：

N＝K/n*(∑Fx/sinα/cosβ+∑Fy/cosα/cosβ)

对x、y分力的合力按情况取值分析：分满载与压载，及x或y方向的风速为零共四种情况，想偷懒就计算压载情况，也可以看其计算结果的最大值去综合考虑。


根据N的取值的范围及船舶吨位规范选择两个综合考虑最大值去选择系船柱。


Nx＝N*sinαcosβ

Ny＝N*cosαcosβ

Nz＝N*sinβ

然后对系缆力给受力分析，然后根据码头的具体结构去进行组合分析。


4

挤靠力计算，主要根据护舷的选择确定撞击力的大小来决定挤靠力是否符合。


挤靠力计算由两种，即时护舷间断布置及连续布置。


Fj=Kj*∑Fx/Ln、

F'j=K'j*∑Fx/n、

主要是在于船舶计算长度的选择及与其作用的护舷个数。
这个一般都是问问老师傅去确定取值，一般是0.3倍设计船长，然后考虑护舷间距与船舶长度的比较然后计算作用个数。


5

撞击力计算，根据能量大小去选择护舷的吸能情况，然后在考虑下反击力与挤靠力的大小。


Eo=ρ*M*Vn2/2

船舶质量(t),按满载排水量计算M；

6

波浪作用下的撞击力

一般通过物理模型来确定。
也可以通过规范要求来确定！

教程结束。

注意事项