一种底凳结构及船舶的制作方法

1.本发明涉及槽型舱壁底凳设计技术领域，尤其涉及一种底凳结构及船舶。


背景技术：

2.除平面舱壁外，在有些船舶上还采用槽形舱壁。槽形舱壁一般由钢板压制而成，它以槽形舱壁折曲来代替扶强材的作用。槽型舱壁在各类货船上大量采用，为了获得较好的结构强度，槽型舱壁的下端通常设有底凳结构。当槽型舱壁两侧货舱的货物装载情况不同，或者船舶航行时导致货物摇晃时，槽型舱壁两侧承受的货物载荷大小不同，无法相互抵消。槽型舱壁整体会承受弯矩载荷，此载荷通过槽型舱壁向底凳结构传递。底凳结构的顶板上方的槽型舱壁与底凳结构的侧板有部分对齐，但底凳结构的顶板上方并没有与底凳结构的隔板对齐的结构。因此当弯矩载荷从槽型舱壁向底凳结构的侧板以及底凳结构的隔板传递时，在该侧板与槽型舱壁以及该顶板连接处的底凳隔板角隅处会由于结构连续性差而出现应力集中现象，容易产生裂纹，造成结构破坏。此时货舱货物，特别是液体货物容易进入到压载舱，压载舱内的压载海水也容易进入货舱中，造成货物污染。压载水排入大海时，也会将侵入的货物成分，特别是有毒有害的成分一同排入大海，造成环境污染。因此，保证底凳结构的完整性和可靠性至关重要。
3.现有技术中，采用结构加强的方法来降低隔板角隅处的应力，具体方法通常有两种。一种方法是增加封槽板，使施加在槽型舱壁上的载荷的一部分率先传递给封槽板，再由封槽板将这部分载荷传递给另一侧的底凳侧板，从而降低隔板角隅处隔板的载荷。该降低隔板角隅处的应力的方法具有一定弊端，首先，该封槽板与槽型舱壁围闭出一个较小的空间，不易施工，因此施工质量难以保证。其次，该空间不能作为货舱的一部分，挤占了货舱空间，使货舱空间变小。当该空间出现结构破坏以及渗漏时难以察觉，渗入的货物由于该空间不易排空，容易造成残留，且当货舱前次所装货物与本次不同时会造成第二种货物渗入，不同成分的货物之间可能发生化学反应，造成爆炸等事故，此空间为压载舱，压载舱内海水也会反渗入货舱，污染货物。。因此，此处一般作为压载舱的一部分与下方压载舱连通。另一种方法为直接加强已有结构，增加板材厚度，提高材料的强度等级。该方法的缺陷在于，增加板材厚度使得焊接填充量增加，焊接残余应力相应增加，板材越厚，其强度越低，内部缺陷更多，因此厚板更容易产生疲劳裂纹。另一方面，船舶自重及最大可运货物重量的总量是固定的，结构重量增加，必然减少可运货物重量；由于建造工作量增加，降低了船舶建造效率。
4.因此，亟需一种底凳结构及船舶，以解决以上问题。


技术实现要素：

5.根据本发明的一个方面，提供一种底凳结构，该底凳结构通过调整原有结构，能够避免隔板应力集中，降低结构破坏的风险，保证货舱和压载舱之间舱壁的结构完整性以及可靠性，防止泄漏等安全隐患。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
7.一种底凳结构，包括底凳侧板、底凳顶板以及底凳隔板，所述底凳侧板包括第一侧板和第二侧板，所述第二侧板和所述第一侧板间隔设置，安装于货舱内底板，沿第一方向远离所述货舱内底板，所述第一侧板逐渐靠近所述第二侧板，所述第一方向垂直于所述货舱内底板；所述底凳顶板架设于所述第一侧板和所述第二侧板，被配置为支撑槽型舱壁；所述底凳隔板夹设于所述第一侧板和所述第二侧板，其相对两侧固连于所述第一侧板和所述第二侧板，其顶部固连于所述底凳顶板，所述底凳隔板开设减载孔。
8.可选的，所述底凳隔板为多个，多个所述底凳隔板沿第二方向间隔设置，所述第二方向垂直于所述第一方向。
9.可选的，所述底凳隔板呈梯形结构，包括第一底角、第二底角、第一顶角和第二顶角，所述第一底角抵靠所述第一侧板和所述货舱内底板的夹角，所述第二底角抵靠所述第二侧板和所述货舱内底板的夹角，所述第一顶角抵靠所述第一侧板和所述底凳顶板的夹角，所述第二顶角抵靠所述第二侧板和所述底凳顶板的夹角。
10.可选的，所述第二侧板垂直固连于所述货舱内底板，所述第二底角为直角，所述第一侧板与所述货舱内底板的夹角为锐角。
11.可选的，所述减载孔的中心距所述第一侧板的垂直距离小于距所述第二侧板的垂直距离。
12.可选的，所述减载孔的边缘距所述第一侧板或所述第二侧板的垂直距离不小于50毫米，且不大于300毫米；所述减载孔的边缘距所述底凳顶板的垂直距离不小于50毫米且不大于300毫米。
13.可选的，所述减载孔的孔径不小于100毫米，不大于所述底凳顶板宽度的一半。
14.可选的，所述减载孔的孔壁采用圆弧过渡。
15.可选的，所述底凳隔板开设人孔，所述人孔被配置为供检修人员通行。
16.根据本发明的另一个方面，提供一种船舶，该船舶包括货舱和压载舱，还包括上述方案任一所述的底凳结构，所述底凳结构安装于所述货舱内底板，所述槽型舱壁安装于所述底凳顶板，所述槽型舱壁和所述底凳结构将所述货舱分为第一货舱和第二货舱，所述第一侧板、所述第二侧板、所述底凳顶板、所述货舱内底板的一部分和货舱侧壁围设形成压载空间，所述压载空间连通所述压载舱，所述底凳隔板安装于所述压载空间。
17.本发明的有益效果：
18.本发明提供的底凳结构通过间隔设置且相互不平行的第一侧板和第二侧板，增加该底凳结构的稳定性。设置底凳顶板，支撑槽型舱壁。设置底凳隔板，起到支撑底凳顶板的作用，确保该底凳结构的可靠性，在底凳隔板上开设减载孔，削弱了此处底凳隔板的刚度，使此处底凳隔板的连续性变差，有利于降低应力集中。开设减载孔后，该减载孔下方部分的底凳隔板的刚度大，变形能力弱；减载孔附近的部分底凳隔板的刚度被削弱，结构变形能力较好，可通过适当的变形有效卸载掉过大的载荷；再到底凳顶板的上方，此处已无底凳隔板，因此底凳隔板刚度为零。因此通过设置该减载孔，使得应力集中点附近的底凳隔板的刚度从下往上逐步下降，结构连续性相对平顺，可缓解此处结构的应力集中现象。仅通过调整原有结构的几何特征，即可避免隔板应力集中，降低结构破坏的风险，保证货舱和压载舱之间舱壁的结构完整性以及可靠性，防止泄漏等安全隐患。
附图说明
19.图1是本发明实施例提供的底凳结构的主视图；
20.图2是本发明实施例提供的底凳结构的俯视图；
21.图3是本发明实施例提供的底凳结构的左视图。
22.图中：
23.1、货舱内底板；2、槽型舱壁；
24.100、第一侧板；
25.200、第二侧板；
26.300、底凳顶板；
27.400、底凳隔板；410、减载孔；420、第一底角；430、第二底角；440、第一顶角；450、第二顶角；460、人孔；470、贯穿孔。
具体实施方式
28.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
29.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
30.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
31.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、“左”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
32.图1示出本发明实施例提供的底凳结构的主视图，图2示出本发明实施例提供的底凳结构的俯视图，图3示出本发明实施例提供的底凳结构的左视图。参照图1-图3，本实施例提供了一种底凳结构和一种船舶，该船舶包括货舱和压载舱，还包括本实施例提供的底凳结构。
33.具体地，该货舱由货舱内底板1以及货舱侧壁围设而成。该底凳结构安装于该货舱内底板1，该槽型舱壁2安装于该底凳结构的顶部，该槽型舱壁2和该底凳结构将该货舱分为第一货舱和第二货舱。
34.继续参照图1，本实施例提供的底凳结构包括底凳侧板、底凳顶板300以及底凳隔
板400。底凳侧板包括第一侧板100和第二侧板200，该第一侧板100、第二侧板200、底凳顶板300以及该货舱内底板1的一部分和货舱侧壁围设形成压载空间。该压载空间连通该压载舱，该底凳隔板400安装于该压载空间。该槽型舱壁2安装于底凳顶板300。
35.具体地，该第二侧板200和该第一侧板100间隔设置，安装于货舱内底板1，沿第一方向远离该货舱内底板1，形成梯形结构。该第一侧板100逐渐靠近该第二侧板200，该第一方向垂直于该货舱内底板1。该底凳顶板300架设于该第一侧板100和该第二侧板200的顶部，被配置为支撑槽型舱壁2。
36.再为具体地，该底凳隔板400夹设于该第一侧板100和该第二侧板200，其相对两侧固连于该第一侧板100和该第二侧板200，其顶部固连于该底凳顶板300，该底凳隔板400开设减载孔410。通过开设减载孔410能够削弱开孔位置处的底凳隔板400的刚度，使此处底凳隔板400的连续性变差，有利于降低应力集中。
37.作为优选地，为了实现槽型舱壁2支撑的稳定性，该底凳隔板400为多个，多个该底凳隔板400沿第二方向间隔设置，该第二方向垂直于第一方向。
38.再为具体地，该底凳隔板400呈梯形结构，包括第一底角420、第二底角430、第一顶角440和第二顶角450，该第一底角420抵靠该第一侧板100和该货舱内底板1的夹角，该第二底角430抵靠该第二侧板200和该货舱内底板1的夹角，该第一顶角440抵靠该第一侧板100和该底凳顶板300的夹角，该第二顶角450抵靠该第二侧板200和该底凳顶板300的夹角。
39.更为具体地，该第二侧板200垂直固连于该货舱内底板1，该第二底角430为直角，该第一侧板100与该货舱内底板1的夹角为锐角。设置第二底角430为直角，能够保证该底凳结构的垂直度，设置第一侧板100与该货舱内底板1的夹角的度数小于90
°
，能够增大底凳结构与货舱内底板1的接触面积，提高槽型舱壁安装的稳定性。
40.作为优选地，本实施例提供的减载孔410的中心距该第一侧板100的垂直距离小于其距该第二侧板200的垂直距离。该减载孔410的边缘距该第一侧板100或该第二侧板200的垂直距离不小于50毫米，且不大于300毫米；该减载孔410的边缘距该底凳顶板300的垂直距离不小于50毫米且不大于300毫米。该减载孔410的孔径不小于100毫米，且不大于该底凳顶板300宽度的一半。该尺寸经过强度设计以及实际经验所得，是在保证强度的前提下能够有效减小应力集中的开孔方式。可以根据实际船舶的尺寸决定该减载孔410的孔径以及开孔中心的位置，并不局限于本实施例提供的方案。
41.作为优选地，该减载孔410的孔壁采用圆弧过渡。该减载孔410的形状为圆形或椭圆或多边形，当采用多边形时，相邻的两直边之间应使用弧形过渡，避免出现尖角，该减载孔410也可以是以上形状之间的组合或部分拼接。避免孔壁出现尖角，防止尖角处崩坏，损坏底凳隔板400。
42.具体地，本实施例提供的底凳隔板400还开设人孔460，该人孔460被配置为供检修人员通行，进行维修或清洁工序。
43.再为具体地，该底凳隔板400还开设有多个贯穿孔470。该贯穿孔470的开设方向垂直于人孔460，被配置为安装供底凳顶板300、第一侧板100以及第二侧板200上的附属结构。
44.作为优选地，该底凳隔板400还可根据实际需要在底凳隔板400开设通气孔和流水孔，用于压载空间中空气和水流的流通。
45.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对
本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。