一种网架式箱体浮筏结构及其设计方法与流程

技术特征：
1.一种网架式箱体浮筏结构，其特征在于，包括网架结构、上面板、下面板和舱壁；所述网架结构是由横向、纵向及水平的平面桁架结构组成的空间立体框架结构；所述平面桁架结构是采用杆件连接形成的空腹格构式受弯构件，所述杆件包括弦杆、腹杆；所述上面板安装于顶部的水平平面桁架的上表面，所述下面板安装于底部的水平平面桁架的上表面；所述舱壁安装于网架结构内部，并与上面板和/或下面板连接。2.根据权利要求1所述的网架式箱体浮筏结构，其特征在于，所述舱壁采用由扶强材与舱壁板组成的平面舱壁。3.根据权利要求1所述的网架式箱体浮筏结构，其特征在于，所述网架结构、上面板、下面板、舱壁之间采用焊接的方式连接。4.根据权利要求1所述的网架式箱体浮筏结构，其特征在于，所述网架式箱体浮筏结构兼作为船舶舱室。5.根据权利要求1所述的网架式箱体浮筏结构的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、网架结构设计，包括s1.1、基于各个杆件在网架结构的作用，选用合适的材料；s1.2、基于隔振设计目标，设计网架结构型式；s1.3、根据确定的网架结构型式，对杆件的包括杆长、截面形式以及长细比在内的参数进行设计；s1.4、基于确定的杆件，进行节点设计；s1.5、根据网架结构的实际使用环境，进行平面桁架结构的载荷设计，载荷应包括永久载荷和可变载荷；对于平面桁架结构，根据设计的载荷，基于内力分析进行平面桁架结构的截面强度、稳定性、刚度以及节点校核；s2、板材设计，包括s2.1、根据板材用途和板材所受载荷，选用合适的材料，所述板材包括上面板、下面板和舱壁；s2.2、对面板进行设计，考虑面板上设备的重量，设计面板最大弯曲应力及挠度值应小于许用值；s2.3、对舱壁进行设计，包括舱壁板的厚度及扶强材的尺寸设计，以及舱壁的布置与数量；s3、浮筏整体校核，包括对浮筏整体进行静力校核，包括正浮和倾斜状态校核，两种状态下结构的最大应力应小于材料的屈服应力；对浮筏整体进行隔振校核，设计的网架浮筏在全频段的隔振能力应大于同等重量下的传统板架浮筏。6.根据权利要求5所述的网架式箱体浮筏结构的设计方法，其特征在于，杆件材料和板材材料的选择范围为：16mn钢、q235、q345、q390、q420、q460钢。7.根据权利要求5所述的网架式箱体浮筏结构的设计方法，其特征在于，步骤s1.2中，网架结构型式的设计包括确定平面桁架结构型式、网架高度、网格尺寸；所述平面桁架结构型式包括普拉特式桁架、华伦式桁架、芬克式桁架和拱形桁架。
8.根据权利要求5所述的网架式箱体浮筏结构的设计方法，其特征在于，步骤s1.4中，节点类型包括搭接k形、t形以及平面kt形；焊接的支管与主管的连接处尽可能避免偏心，若无法避免偏心时，其值不宜超过下式的限制：-0.55≤e/d(或e/h)≤0.25式中e——偏心距；d——圆管主管外径；h——连接平面内的矩形管主管截面高度；钢管网架节点处多个支管搭接时，通过一定顺序选择被搭接管，在有间隙的k形或n形节点中，支管间隙应不小于两支管壁厚之和；在搭接的k形或n形节点中，其搭接率应满足25％≤o
v
≤100％，且应确保搭接部分的支管之间的连接焊缝能可靠地传递内力。9.根据权利要求5所述的网架式箱体浮筏结构的设计方法，其特征在于，步骤s2.3中，舱壁板的厚度和扶强材的剖面模数应符合规范要求；舱壁的布置与数量，通过浮筏内部空间来划分，在适当的位置选用纵舱壁、横舱壁或半舱壁，做到均匀布置，在满足强度设计的要求下，尽量减少舱壁的数量。10.根据权利要求5所述的网架式箱体浮筏结构的设计方法，其特征在于，步骤s3中，浮筏整体校核还包括对浮筏结构开展抗冲击校核，结构在环境冲击作用下的应力响应应满足结构强度要求。

技术总结
本发明涉及一种网架式箱体浮筏结构及设计方法，结构包括网架结构、上面板、下面板和舱壁；网架结构是由横向、纵向及水平的平面桁架结构组成的空间立体框架结构；平面桁架结构是采用杆件连接形成的空腹格构式受弯构件，杆件包括弦杆、腹杆；上面板安装于顶部的水平平面桁架的上表面，下面板安装于底部的水平平面桁架的上表面；舱壁安装于网架结构内部，并与上面板和/或下面板连接；方法包括网架结构设计、板材设计和浮筏整体校核。本发明通过将网架结构应用于传统浮筏结构设计，形成一种网架式箱体浮筏结构，可实现筏架结构与舱室结构的融合设计以及舱筏隔振系统轻量化设计，相对于同等重量下的传统板架式浮筏结构具有更加优良的减振降噪效果。减振降噪效果。减振降噪效果。


技术研发人员：王壮 邱昌林 付晓明
受保护的技术使用者：中国舰船研究设计中心
技术研发日：2022.06.09
技术公布日：2022/8/19