1 船体结构设计的基本理念
1.1 船体结构设计理念
在船体结构设计过程中，其基本的理念需要基于设计的内容来确定。首先，在船体建筑的过程中，其对于船体的结构设计往往占据着 6 成以上的设计规模和时间投入。在一般情况下，其设计工作会涉及多数工作的参与，以此形成综合性较强的工作。因此，在这样的船体设计过程中，还会与其他不同类型的专业产生较为紧密的联系。在传统的建设之前，还要做好相应的准备工作。首先，相关工作人员需要对船体结构在施工当中所涉及到的各种因素进行确定，同时还要结合起制造工厂的实际情况，能够制定出一个科学合理的建造方案，并明确出施工的要点，以此绘制出科学合理的船体建造图纸。其后，还要让设计人员与管理人员进行积极的沟通和协商，以此确定出管理船体建造图纸的的各种管理要点。在实际的工作过程中，主要涉及到四个不同的要点，分别为图纸设计、辅助设计、准备工作阶段以及管理施工工作。
1.2 船体结构设计
在船体结构的设计过程中，需要基于性能为基本的设计基础，以此在充分的保障安全性能较高的前提下，对其船体的外观进行美化处理。而在船只的航行过程中，安全是一切的保障，以此就要将船体的稳定性，当做船体设计的基础要素。同时，在结构建构的过程中，充分的符合力学的原理，并基于定下的航海条件、天气、水分以及诸多影响因素出发，将船体的设计，充分的符合力学方面的原理和标准，以此让船体可以在航行的过程中，顺利的应对航线当中的诸多极端天气。同时船体的结构承重性需要有着较高的标准。最后在船体的外形设计上，也要满足航行当中的动力需求。在实际的设计中，则要让设计方案可以基于多方面的影响因素出发，实现科学合理的设计模式。
船体的结构稳定性，是一种需要在实际的建造过程中，其建造技术充分的满足设计方面的需求。在船体建造的过程中，要基于设计当中材料的基本性能。例如，在板材的使用上，需要有效的顺应船体设计的弯曲度，一旦出现过厚或者过薄的情况后，都无法满足设计的需求，造成船体设计的不合理问题。因此，就需要在设计的过程中，不能出于成本节约的目的，而使用一些不合规范的材料，以此导致船体的质量受到严重的影响。而对于实用性而言，也需要在设计的过程中，可以从设计的角度出发，将其纳入到参考体系当中，以此对船体、船舱以及甲板等方面，进行科学合理的设计，以此充分的满足装载方面的合理设计。在这样的设计中，可以很好的实现工作人员、货物等方面的操作需求，同时也可以保障工作的舒适度。
2船体结构设计应当注意的问题
船体结构的强度是以建造材料的质量与型式为基础的，它是保证船体结构设计是否具备一定的强度、刚度和稳定性的前提条件，更是船体结构设计者们必须考虑的又一重要问题之一，否则所设计出来的船体结构就很容易出现变形、损坏等的问题，进而影响船只的使用寿命，甚至还会造成人身与财产事故的发生。其中，如果构件尺寸过大、强度过剩，不仅会造成材料的浪费和成本的加剧，还会造成船舶自身重量的增加，对船体局部的强度造成一定的负面影响。因此，基于船舶与海洋工程的船体结构设计，在满足安全性与稳定性的要求下，要尽量缩减构件尺寸，并加强对船体局部的设计。与此同时，在船体结构设计中，还要考虑作业时间长和多用途的特点，要有足够的仓容积，而舱室多和舱室小的船体结构设计，其施工难度也会较大一些。故而还要满足船体结构设计的工艺性要求，最大限度地扩大船体的建造范围，减少立体分段、合理布置焊缝，选择自动焊与二氧化碳气体保护焊等的方式减少和降低焊接的变形。此外，还要优化施工环境，合理避免在狭小、密闭的空间环境下施工，使船体结构的形式与连接方式可以兼顾船舶的维修与保养。
3船体结构设计的主要形式
船体结构的基本方式是板和型材的组合，又称板架结构。根据结构所处的位置和做用，人为地把它们分成若干板架，如船底板架，甲板板架，舷侧板架和舱壁板架等等。由船体梁分析可知，甲板和船底板架相当船体梁的上下冀板，舷侧板架相当船体梁的腹板，它们的作用不同，骨架排列方式也不一样，通常分成纵骨架式和横骨架式结构。
大型的船舶设计要根据实际的承重要求调整相关的架构方式。甲板和底部的设计可采用纵向的承重骨架，通过支撑力增加船体的安全性能，板材也要满足基本的受力要求，同时要考虑极端条件下的承重上限、船舷应根据实际设计横向的结构，保证受力均匀、载重性能好。横向的设计另一优点是占用空间小，能够为船体设计提供更大的舱容。
在纵向结构的装配过程中，有较多的纵向构件要穿越横向构件。在分段合拢时，纵向构件的接口较多，这些都使得纵骨架式结构装配比较困难。所以有些情况下，即使甲板和船底也采用横骨架式结构。对于干货船，上甲板宜于采用横骨架式结构的情况是：（1）船长小于10米时，船长在10米至130米以内L/D小于12，总弯矩比较小，中创面模数要求值比较小，局部强度条件成为主要的。（2）上甲板经常放置货物，因而横向载荷较大，如果采用纵骨架式结构，较大的横梁会影响舱容。
对于船底官采用横骨架式结构的情况是:(1)船长小于10米，L/D小于12时，船底外板的厚度不是由强度条件来决定，而是由锈饨磨损来控制。(2)船的中垂弯矩远大于中拱弯矩。(3)船底易于搁浅，或舱内用抓斗起货而舱底无护板时，船底板厚度主要由磨损来决定。
舷侧结构型式，由横舱壁间距和甲板到舱底距离而定。一般垂向距离较小宜采用横骨架式，这对冰区航行尤为重要。
4结构钢材的选择
船体材料从承重和航行条件的要求下，多采用结构稳定的钢结构，具体的设计还要配合不同性质的材料，轻便、结合性好的铝材料、混凝土等都可以是配合的材料。钢结构是设计主体，在保证其质量和性能的前提下，要考虑使用质量轻、易联合的材料，以满足复杂的设计工艺要求，多重材料的组合不仅满足技术要求，还能最大限度地节省钢材料，减少费用预算。材料的使用要满足结构的稳定和航行的安全，充分考虑海水等外在条件的影响。小型的船只设计要采用稳定强的横式机构，并加大板材的厚度，以满足基本的安全航行要求。大型船舶设计要考虑减轻材料的重量以控制船体的质量，满足航行、货运等承重。
5结语
综上所述，基于船舶与海洋工程的船体结构设计离不开科学合理的设计理念与设计要求，本文论述的船体结构设计从应当注意的问题、主要形式、钢材的选择以及设计的方法都紧紧围绕了船体设计的实际情况而展开，这为船体设计者提供了一个良好的指导，实现了船体设计质量和效率向结合的目标，降低了船体设计的成本。
参考文献
[1]吴金林,夏长伟.船体结构设计及建造细节优化[J].船舶物资与市场,2022,30(01):49-51.
[2]耿嘉鸿. 基于知识的船体结构集成优化设计研究[D].大连理工大学,2021.
