根据配载图及船舶计算杂货船稳性强度及吃水差解析课件.ppt

1、货物积载与系固货物积载与系固评估评估5.5.船舶相关性能核算船舶相关性能核算(30(30分分)5.1 5.1 根据配载图及船舶资料计算根据配载图及船舶资料计算杂货杂货 船船稳性、强度、吃水差（稳性、强度、吃水差（1414分）分）5.2 5.2 根据配载图及船舶资料核算根据配载图及船舶资料核算集装集装 箱箱船稳性、局部强度（船稳性、局部强度（1010分）分）5.3 5.3 根据配载图及船舶资料核算船舶根据配载图及船舶资料核算船舶 载货能力（载货能力（6 6分）分）2022-11-2615 5.1 1 计算杂货船稳性、强度及吃水差计算杂货船稳性、强度及吃水差一、杂货船稳性相关计算及判断一、杂货船稳

2、性相关计算及判断稳性计算：稳性计算：fGMKGKMGM0ViiGMxxfix：自由液面对液面中心轴的面积惯性矩：自由液面对液面中心轴的面积惯性矩2022-11-262倾斜前后浮倾斜前后浮力线交点力线交点KM查取：查取：fGMKGKMGM02022-11-263nKM变化的规律：变化的规律：随吃水增大先减少后增大随吃水增大先减少后增大P157n若船舶装载后若船舶装载后KG减小，则意味着减小，则意味着_ A.GM减小减小 B.GM增大增大 C.GM不变不变 D.以上均有可能以上均有可能140.若船舶卸载后若船舶卸载后KG增大，则意味着增大，则意味着_A.GM减小减小 B.GM增大增大 C.GM不变

3、不变 D.无法确定无法确定138.若船舶装载后若船舶装载后GM减小，则意味着减小，则意味着_ A.KG减小减小 B.KG增大增大 C.KG不变不变 D.以上均有可能以上均有可能2022-11-264n船舶在中途港卸载后船舶在中途港卸载后GM值变小，则值变小，则_ A.船舶船舶KG增大，增大，KM减小减小 B.船舶船舶KG增大，增大，KM增大增大 C.船舶船舶KG减小，减小，KM减小减小 D.A、B、C均有可能均有可能139.船舶在中途港卸载后船舶在中途港卸载后GM值增大，则下列错误值增大，则下列错误的是的是_ A.船舶船舶KG减小，减小，KM增大增大 B.船舶船舶KG增大，增大，KM增大增大

4、C.船舶船舶KG增大，增大，KM减小减小D.船舶船舶KG减小，减小，KM减小减小n船舶压载后船舶压载后GM值增大，表明值增大，表明_A.船舶船舶KG减小，减小，KM增大增大 B.船舶船舶KM增大量较增大量较KG增大量大增大量大 C.船舶船舶KM减小量较减小量较KG减小量大减小量大 D.A、B均可能均可能2022-11-265KG0的求取的求取P200：h1h3h2KG=(P1h1+P2h2+P3h3)/(P1+P2+P3)2022-11-266n 重心高度重心高度KGKG0 0无论货舱内装载多少种货无论货舱内装载多少种货物及积载因素是否相差较大，均以舱内所物及积载因素是否相差较大，均以舱内所装

5、装货物总体积中心货物总体积中心作为该舱货物计算重心作为该舱货物计算重心n 如货物基本满舱，则取如货物基本满舱，则取舱容中心舱容中心作为该作为该舱货物重心舱货物重心n 此种算法求算的此种算法求算的GMGM值比实际值比实际GMGM值偏小，值偏小，趋于安全趋于安全2022-11-267n某轮空船排水量为某轮空船排水量为5000t5000t，装货，装货10000t10000t，燃油，燃油1500t1500t，淡水淡水300t300t，备品，备品10t10t，船舶常数，船舶常数180t180t，装载后全船，装载后全船垂垂向总力矩向总力矩136600.0t.m136600.0t.m，KM=8.80mKM=

6、8.80m，装货后船舶的初，装货后船舶的初稳性高度值稳性高度值GMGM为为 _m_m 76.004.880.804.816990136600180103001500100005000136600KGKMGMZPKGii2022-11-2685 5.1 1 计算杂货船稳性、强度及吃水差计算杂货船稳性、强度及吃水差稳性判断：稳性判断：n 船舶摇摆周期船舶摇摆周期T Tn 一般认为船舶自由摇摆周期一般认为船舶自由摇摆周期不小于不小于9s9s，而对，而对于一般货船横摇周期在于一般货船横摇周期在151516s16s左右比较合适左右比较合适，横，横摇周期为摇周期为15s15s左右时对应的左右时对应的GMG

7、M值为最适宜值为最适宜022458.0GMKGBfTGMCBT2未经自由液面修正未经自由液面修正2022-11-2695 5.1 1 计算杂货船稳性、强度及吃水差计算杂货船稳性、强度及吃水差稳性判断稳性判断：n 横移载荷检验重稳性横移载荷检验重稳性tanypGM2022-11-2610n某船排水量某船排水量6836t6836t，在右舷距船中在右舷距船中6m6m的压的压载舱注入载舱注入42t42t压载水压载水后，测得船舶横倾角后，测得船舶横倾角为为2.52.5,则此时船舶则此时船舶GMGM m m A.1.25 A.1.25 B.1.11 B.1.11 C.0.85 C.0.85 D.0.68D

8、.0.688443.05.26836642tgtgyPGM2022-11-2611n我国我国法定规则法定规则对对国内航行国内航行海船完整稳性的海船完整稳性的基本要求基本要求(经自由液面修正后经自由液面修正后)1）GM0.15m 3）smax25，且，且fsmax 4）稳性衡准）稳性衡准K1 K=最小倾覆力矩（臂）最小倾覆力矩（臂）/风压倾侧力矩（臂）风压倾侧力矩（臂）mGZf20.0)2),30min(2022-11-2612nIMOIMO关于普通货船的完整稳性规则关于普通货船的完整稳性规则经自由液面修经自由液面修正后正后 1）GM0.15m 2）复原力臂）复原力臂GZ曲线下的面积曲线下的面积

9、 3）radmAR055.0300radmAfR090.0,40min0radmAfR030.0,4030mGZ20.0302022-11-26132022-11-2614 4)smax25 5)LBP 24m的船舶应满足天气衡准要求：考虑的船舶应满足天气衡准要求：考虑了正常装载情况下船舶了正常装载情况下船舶抵抗横风和横摇联合作抵抗横风和横摇联合作用用应具备的能力应具备的能力2022-11-2615二、杂货船强度相关计算及判断二、杂货船强度相关计算及判断5 5.1 1 计算杂货船稳性、强度及吃水差计算杂货船稳性、强度及吃水差n 纵向强度的校核纵向强度的校核（操作级不要求）（操作级不要求）202

10、2-11-2616 根据实船吃水校验根据实船吃水校验(大纲要求大纲要求)n拱垂值：拱垂值：ndm(dF+dA)/2中垂中垂ndm(dF+dA)/2中拱中拱2AFddd2022-11-2617经验数值校验经验数值校验n正常正常拱垂范围，可以开航拱垂范围，可以开航(有利范围有利范围)LBP/1200n极限极限拱垂范围，允许好天气开航拱垂范围，允许好天气开航(正常范围正常范围)LBP/1200 LBP/800n危险危险拱垂范围，不允许开航拱垂范围，不允许开航(极限范围极限范围)LBP/800 LBP/600n在在任何情况任何情况下都不允许出现下都不允许出现(危险范围危险范围)LBP/6002022-

11、11-2618n某轮船长某轮船长L Lbpbp=140m,=140m,实测船舶首尾吃水分别为实测船舶首尾吃水分别为8.54m8.54m、9.28m,9.28m,船中两舷吃水分别为船中两舷吃水分别为8.64m8.64m、9.28m9.28m，则船舶，则船舶_ A A中垂，纵强度满足要求中垂，纵强度满足要求 B B中拱，纵强度满足要求中拱，纵强度满足要求 C C中垂，纵强度不满足要求中垂，纵强度不满足要求 D D中拱，纵强度不满足要求中拱，纵强度不满足要求2022-11-2619二、杂货船强度相关计算及判断二、杂货船强度相关计算及判断5 5.1 1 计算杂货船稳性、强度及吃水差计算杂货船稳性、强度

12、及吃水差n 局部强度的校核局部强度的校核2022-11-2620用经验方法确定的用经验方法确定的允许载荷允许载荷1.上甲板上甲板nHc：货堆高度，：货堆高度，重结构船取重结构船取1.5m 轻结构船取轻结构船取1.2m：船舶：船舶设计设计时采用的时采用的舱容系数舱容系数m3/t)(81.9kPaHPca2022-11-2621 用经验方法确定的用经验方法确定的允许载荷允许载荷2.中间甲板和舱底中间甲板和舱底nHd：甲板间舱平均高度或底舱高度：甲板间舱平均高度或底舱高度(m)n：船舶：船舶设计设计时采用的时采用的舱容系数舱容系数m3/tn无无 具体资料时：具体资料时：1/=0.72t/m3 即即=

13、1.39m=1.39m3 3/t/tn对于重货加强的底舱对于重货加强的底舱：1/=1.2t/m3)(81.9kPaHPda2022-11-26221 1、杂货船局部强度的校核、杂货船局部强度的校核1）单位面积的）单位面积的实际载荷量实际载荷量P Pb bnHci自下而上第自下而上第i i层货物的货堆高度层货物的货堆高度(m)nSFi该层货物的积载因素该层货物的积载因素(m3/t)2）均布载荷均布载荷：满足满足PbPa n集中载荷集中载荷：满足实际载货重量满足实际载货重量PnP，则该部则该部位满足局部强度条件位满足局部强度条件(kPa)81.91niicibSFHP2022-11-26232 2

14、、集装箱集装箱局部强度的校核局部强度的校核1）查船舶资料获取具体装载位置底座的堆）查船舶资料获取具体装载位置底座的堆积载荷积载荷Ps2）根据积载计划确定该底座上的层集装箱）根据积载计划确定该底座上的层集装箱重量之和重量之和Pc3）两者相比较）两者相比较2022-11-26243 3、保证船舶局部强度的措施、保证船舶局部强度的措施 基本要求：基本要求：nPbPa局部强度符合要求局部强度符合要求nPbPa局部强度不符合要求局部强度不符合要求q措施：补加衬垫以扩大接触面积；降低单位面措施：补加衬垫以扩大接触面积；降低单位面积实际负荷积实际负荷2022-11-2625n某船底舱高某船底舱高6.14m,

15、6.14m,舱容舱容1500m1500m3 3,现拟垂直堆垛现拟垂直堆垛S.F=0.97mS.F=0.97m3 3/t/t的杂货，则的杂货，则最大能装多少米高？最大能装多少米高？最多能装多少吨？最多能装多少吨？假如拟装的货物假如拟装的货物S.F=1.97mS.F=1.97m3 3/t/t，则货物上面，则货物上面存在多少米空档？最多装的货物重量是多少？存在多少米空档？最多装的货物重量是多少？HCH/=HC/S.FC 即即6.14/1.39=HC/0.97Pmax=VCH/=VCH/1.39=VCH0.72=15000.72Pmax=VCH/S.F=1500/1.972022-11-26265 5

16、.1 1 计算杂货船稳性、强度及吃水差计算杂货船稳性、强度及吃水差三、杂货船吃水差相关计算及判断三、杂货船吃水差相关计算及判断2022-11-2627MTCXXtbg100)(tLXLddbpfbpmF2/tLXLddbpfbpmA2/非少量装（卸）非少量装（卸）2022-11-2628载荷纵移载荷纵移MTCXXPt100移前移后tLxLddbpfbpFF2/1tLxLddbpfbpAA2/1ttt新2022-11-2629少量装（卸）载少量装（卸）载MTCXXPtfP100tLXLdddBPfBPFF2/1tLXLdddBPfBPAA2/1TPCPd100ttt新2022-11-2630由海

17、水进入淡水时吃水差改变量由海水进入淡水时吃水差改变量TPCds100原新MTCXXtfb100新原新原新原MTCXXfb100ttt新2022-11-2631吃水差吃水差t t及吃水差改变量及吃水差改变量t t的计算的计算MTCXXtbg100)(MTCXXPtfP100MTCXXPt100移前移后n 任何装载吃水差任何装载吃水差n 载荷纵移吃水差载荷纵移吃水差改变量改变量n 少量装载吃水差少量装载吃水差改变量改变量n 进出不同密度吃进出不同密度吃水差改变量水差改变量MTCXXtfb1002022-11-2632n 非少量装卸后非少量装卸后首尾吃水计算的基本公式首尾吃水计算的基本公式tLXLd

18、dbpfbpmF2/tLXLddbpfbpmA2/tLxLddbpfbpFF2/1n 载荷纵移后载荷纵移后首尾吃水计算公式首尾吃水计算公式tLxLddbpfbpAA2/1n 少量重量增减后少量重量增减后首尾吃水差计算公式首尾吃水差计算公式tLXLdddBPfBPFF2/1tLXLdddBPfBPAA2/12022-11-2633 重心处装卸少量货物为什么不能平衡沉浮？少量货物装少量货物装于漂心时于漂心时n 少量货物装载于漂心后，新排少量货物装载于漂心后，新排水量对应的重心水量对应的重心G G和浮心和浮心B B同时向后同时向后（或向前）移动相同的距离，没有（或向前）移动相同的距离，没有纵倾力矩产

19、生，故平衡沉浮纵倾力矩产生，故平衡沉浮少量货物装载于重心后，少量货物装载于重心后，X XG G不变，但不变，但X XB B向后（或向向后（或向前），产生纵向力矩，故前），产生纵向力矩，故不能平衡沉浮不能平衡沉浮2022-11-2634n某船某船L LBPBP=71m=71m，在，在=6813t=6813t时，纵稳性时，纵稳性R=57mR=57m，x xg g=0.33m=0.33m，x xb b=0.82m=0.82m，船舶吃水，船舶吃水差为差为 m m A.-0.57 B.-0.61 A.-0.57 B.-0.61 C.-0.47 D.-0.68 C.-0.47 D.-0.68MTCXXtb

20、g100)(BPLBPLLLBMLtGMtgGMMTC1001LbgBPBMXXLt1002022-11-2635BPLBPLLLBMLtGMtgGMMTC10012022-11-2636n某船某船L LBPBP=68m=68m，=6485t=6485t，浮心在船，浮心在船中，纵稳心半径中，纵稳心半径R=73mR=73m，计算得船舶计算得船舶纵向重量纵向重量力矩力矩：中前：中前64200642009.81kN.m9.81kN.m，船，船中后为中后为66145661459.81kN.m9.81kN.m，则，则船舶吃水差为船舶吃水差为 m m A.-0.35 B.-0.31 A.-0.35 B.-

21、0.31 C.-0.28 D.-0.24C.-0.28 D.-0.24中后中后中前中前XPXPXgLbgBPBMXXLt1002022-11-26375 5.2 2 核算集装箱船稳性及局部强度核算集装箱船稳性及局部强度一、集装箱船稳性相关计算及判断（暂略）一、集装箱船稳性相关计算及判断（暂略）2022-11-2638 集装箱对船舶稳性的要求集装箱对船舶稳性的要求1、IMO对集装箱船稳性的要求对集装箱船稳性的要求(L100m)1)2)3)4)5)6)7)天气衡准天气衡准(第九章第九章)C：船体形状因：船体形状因数数)(/033.030mCGZ).(/009.0300radmCAR)(/006.0

22、)40min(30radmCAf、R)(/042.0maxmCGZ)(/029.00radmCAfR)(/016.0)40min(0radmCAf、R0.0550.0300.0900.22022-11-26392.对国内航行对国内航行集装箱船的特殊稳性衡准要求集装箱船的特殊稳性衡准要求n除应满足对除应满足对普通船舶稳性各项衡准指标普通船舶稳性各项衡准指标外，还应外，还应满足两项特殊衡准指标满足两项特殊衡准指标q经自由液面修正后经自由液面修正后GM0.30mq横风作用下的静倾角横风作用下的静倾角hmini/2,12 2022-11-26405 5.2 2 核算集装箱船稳性及局部强度核算集装箱船稳

23、性及局部强度二、集装箱船局部强度相关计算及判断二、集装箱船局部强度相关计算及判断 1.1.集装箱集装箱堆积负荷：船舶舱底堆积负荷：船舶舱底或甲板或甲板 装箱装箱箱位四个底座上所能承载箱位四个底座上所能承载的最的最 大大负荷量负荷量(t)(t)2.2.要求要求：每箱位堆集每箱位堆集装箱总重装箱总重 船船 舶特定舱位舶特定舱位集装箱集装箱堆积负荷堆积负荷2022-11-26415 5.3 3 核算船舶载货能力核算船舶载货能力Cch iQNDWVV 特 殊 载 货 能 力一、杂货船载货能力核算一、杂货船载货能力核算载货重量载货重量能力能力载货容量载货容量能力能力2022-11-2642二、集装箱载货

24、能力核算 1 1、航次装箱总重量、航次装箱总重量 Q Q NDW(=DWmax-NDW(=DWmax-G-C-G-C-BWBW)2 2、2020和和4040箱数量箱数量 20 20和和4040箱容箱容量量 3 3、船舶其他装载能力、船舶其他装载能力:满足特殊箱对运满足特殊箱对运 输的要求输的要求5 5.3 3 核算船舶载货能力核算船舶载货能力2022-11-26435 5.3 3 核算船舶载货能力核算船舶载货能力集装箱航次净载重量核算集装箱航次净载重量核算：NDW=DWmax-G-C-BWn BWBW为满足船舶稳性要求二必须打入的为满足船舶稳性要求二必须打入的压载水压载水重量重量n C C船舶

25、常数，包括了船舶所有船舶常数，包括了船舶所有系固设备系固设备的重量，的重量，数值较大数值较大n 合理确定不同卸港轻重集装箱在舱内和舱面的合理确定不同卸港轻重集装箱在舱内和舱面的配箱比例，减少用于配箱比例，减少用于降低船舶重心降低船舶重心所需打入的压所需打入的压载水重量，是增加集装箱船净载重量的主要措施载水重量，是增加集装箱船净载重量的主要措施 2022-11-26445 5.3 3 核算船舶载货能力核算船舶载货能力集装箱船舶箱容指标：集装箱船舶箱容指标：1.1.换算箱容换算箱容n 系指船舶能承运各类国际标准集装箱的最系指船舶能承运各类国际标准集装箱的最大换算箱容（大换算箱容（TEUTEU）n

26、其内容应当包含仅适合其内容应当包含仅适合20ft20ft的箱位数量的箱位数量、20ft20ft、40ft40ft通用箱位数量、仅适合通用箱位数量、仅适合40ft40ft箱位数量箱位数量并将其并将其换算成换算成TEUTEU的数量之和的数量之和2022-11-26455 5.3 3 核算船舶载货能力核算船舶载货能力集装箱船舶箱容指标：集装箱船舶箱容指标：2.20ft2.20ft箱容量箱容量n 系指集装箱船所能承运系指集装箱船所能承运20ft20ft箱的最大箱位数量箱的最大箱位数量n 不等于船舶的标准箱容量不等于船舶的标准箱容量n 标准箱容（换算箱容）标准箱容（换算箱容）-仅适合仅适合40ft40f

27、t的箱容的箱容(2)2)2022-11-26465 5.3 3 核算船舶载货能力核算船舶载货能力3.40ft3.40ft箱容箱容n 系指集装箱船所能承运系指集装箱船所能承运40ft40ft箱的最大箱位数，箱的最大箱位数，并非船舶标准箱容的一半并非船舶标准箱容的一半n (标准箱容量标准箱容量-仅适合仅适合20ft20ft的箱容量的箱容量)/2)/24.4.特殊箱容特殊箱容n 船舶能承运如危险品、冷藏箱、非标准箱、船舶能承运如危险品、冷藏箱、非标准箱、平台箱等特殊箱数量的最大限额平台箱等特殊箱数量的最大限额2022-11-26475 5.3 3 核算船舶载货能力核算船舶载货能力n 某集装箱船换算箱

28、容量为某集装箱船换算箱容量为 4592 TEU 4592 TEU，910TEU910TEU箱位仅适合装载箱位仅适合装载20ft20ft箱，箱，483FEU483FEU箱位仅适合装箱位仅适合装载载40ft40ft箱，则该船箱，则该船20ft20ft箱容量为？箱容量为？40ft40ft箱容量箱容量为？为？例题：例题：2022-11-26485 5.3 3 核算船舶载货能力核算船舶载货能力5.5.巴拿马运河箱容量巴拿马运河箱容量n 巴拿马运河当局规定，过运河的任何船舶不巴拿马运河当局规定，过运河的任何船舶不得因舱面堆装的货物而阻挡驾驶台的瞭望视线得因舱面堆装的货物而阻挡驾驶台的瞭望视线2022-11

29、-26495 5.3 3 核算船舶载货能力核算船舶载货能力实例：实例：中远集运中远集运“中河中河”轮的换算箱容为轮的换算箱容为3764TEU3764TEU 包含：包含：n 仅适合仅适合20ft20ft箱容为箱容为802TEU802TEU802TEU 802TEU n 仅适合仅适合40ft40ft箱容为箱容为371FEU371FEU742TEU742TEU n 20ft20ft箱容：箱容：3022TEU3022TEUn 40ft 40ft箱容：箱容：1481FEU1481FEU2962TEU2962TEUn 20ft/40ft20ft/40ft通用箱容：通用箱容：22202220TEUTEU或或1110FEU1110FEU2022-11-26505 5.3 3 核算船舶载货能力核算船舶载货能力 其特殊箱容有：其特殊箱容有：n 冷藏箱容为冷藏箱容为240TEU240TEUn 仅适合仅适合20ft20ft冷藏箱箱容为冷藏箱箱容为20TEU 20TEU n 仅适合仅适合40ft40ft冷藏箱箱容冷藏箱箱容20FEU20FEU40TEU40TEUn 180TEU 180TEU为为20ft/40ft20ft/40ft通用箱容通用箱容2022-11-2651