1 引言
在船舶航行时，极易受外界环境的影响，同时船体长期遭受多种荷载的影响，此便对船舶结构设计有着更加工严格的要求。在针对船舶主体结构进行设计时，需要对纵横向构件、底边舱结构以及箱形中桁材等展开全方面的分析，从根本上加强船体设计的可靠性，借此以确保船舶航行的安全性。
2 船舶主体结构设计基本要求
在船舶主体结构设计过程中，设计工作者需要全面结合当前我们国家航运业的发展情况，深度剖析船舶的稳定性以及可靠性，合理利用各种生产工艺，为后期的维保工作奠定扎实的基础。其中，可靠性因素造成的影响是最大的。船舶设计工作者应当全面贯彻宏观层面的规范、要求以及标准等，全方位考虑现场数据，选取适宜的设计依据，有利于后期更好的操作。并且，船体设计的最终目标是为船舶的制造加工提供便利，因此船体设计工作者同样需确保结构难度的适中性，以便于后期的质量管控作业。正常状况下，船舶设计工作者需要尽量选取完全标准化的材料又或是轧制材料，同时严格控制骨材间的距离，如此能够大幅度减少船舶的制造成本，突出船舶制造的经济性。除此以外，设计工作者还需充分考虑使用功能，细致观察舱口的尺寸，以确保舱口尺寸可以满足装载货物的基本需求，以便于后期的维护和修理。另外，设计工作者应当优先考虑船舶的稳固性，确保设计满足力学要求，在系统考虑水文环境及海洋环境的前提下，密切关注航运的天气情况，确保船舶在航行过程中可以有效应付恶劣天气又或是突发情况。并且，还应当选取具备一定弹性的材料，应符合船体本身的弯曲程度情况，设计工作者需要严格把控材料的厚度，不可为了控制成本费用而随意选取劣质的产品，掌握好设计角度，为货物装卸以及乘客登船留有足够的空间，尽量保障好船舶内部环境的舒适性。在整个设计过程中，船舶设计工作者都需要积极主动地与管理者交流自身的想法或者意见，应当确保图纸可以体现出所有的细节方面的问题，同时针对船舶制造的整个过程实施动态化的监督，主要包含制定辅助方案以及管理施工的操作等诸多方面。
3 船舶主体结构设计相关问题及对策
3.1 纵横向构件
在针对船舶主体机构进行设计时，应当确保各结构间有良好的连续性，尽可能避免出现结构断层又或是高度突变等现象。正常状况下，可将关键构件视作为整体行的框架，同时将框架内的所有连接部位设计为半径圆角状。对于纵向构件，则在设计时需要确保强度的连贯性，关键的纵向构件对船体梁整体的纵向强度具有决定性的影响，应当在布置过程中将其向端部合理延长相应的距离。特别是在对货舱进行设计时，需要将货舱内部的有些纵舱壁的关键支撑构件扩展至货舱外部，在双层壳体部位应进行强化处理，常用方式就是完成好肋骨和舷侧纵桁。
为了有效确保船体结构的总纵强度，可以将底边舱与顶边舱设计为高强度三角形结构，同时以部分高强度的双层结构用于辅助。对于单壳体散类的船舶，在针对货舱双层底高度进行设计时，需要充分结合总布置的需求，并且应达到规范对于船舶设计的具体要求。采取双层底形式，同时建构纵骨架式结构；对于机舱部分，可考虑选择主肋板，往往是每隔1个肋位设置1个，如果肋位处于锅炉座和主机座的下部，则应完成好主肋板的设置工作。此外，在距离艏垂线0.2L内，每隔1肋位可以设立1个主肋板，其他部位则可每隔３至４个肋位设立1个主肋板。根据船级社的具体要求，主肋板间的距离不得大于3.6ｍ，在纵刨面需要铺设好龙骨，然而目前大部分船舶都是用箱形龙骨代替。在龙骨两侧铺设旁龙骨，根据全新的结构规范，邻近龙骨间的距离应在4.6m以上，又或是船底通常扶强材间距在５倍以上，在具体设计环节，应取较小者。
3.2 底边舱结构
船舶双层底内底板与底边舱斜顶板相连接的部位，可考虑采取圆弧连接又或是焊接连接的方式。如果采取焊接形式，应当确保旁龙骨与斜顶板相互对齐，同时内底板超出旁龙骨的 部位不可以超过5cm，如果伸出部位太长，则在后期横向框架扇形补板焊接过程中便会碰到很多问题。除此以外，还需要将伸出部分的尾端设计出圆形，并且每个构件间必须要焊透。
底边舱斜顶板通常选取纵骨架式结构，船舷和底板相连接的弯曲位置并无特殊要求，选择纵骨架又或是横骨架结构都可以，然而通常选用后者。同时，底边舱斜顶板与内底板间需要维持45°到50°的夹角，肋板处应安装横向强框架，以起到支撑纵骨的作用，并且在框架上还应设立面积较大的通道孔，通道孔的边缘部位以扁钢进行强化处理，同时扁钢与纵骨间应利用加强筋加以稳定。纵骨穿过通道孔的部位应当设置补板，具体尺寸可根据对应规范来确定。
3.3 箱形中桁材
箱形中桁材，主要涉及内底板、水密侧板、骨材以及外底板等；箱形内的桁材大都用于船舶内部各种管系的布设，如此管道尽管穿过货舱时，也不会对装货产生影响。在机舱前端壁部分，还应设置好用于水密设施的入孔，如此则有利于船上人员对于箱体的检查。与此同时，在箱形中桁材还需设置可以通往甲板的应急出口。
在对侧板厚度进行设计时，应当超过水密肋板的厚度，同时两个侧板间的距离也应当超过2m，如此船舶在进入船坞时，底纵桁才可以搁置于墩木上。因为横向强度遭受影响，能够合理增加内底板与船底板的厚度，借此以做到对横向强度的补偿。除此以外，还可以安装横向骨架，横向骨架通常选择外底横骨形式、船底横骨形式以及环形框架形式等。横骨架式结构的所有肋位处需要设置环形框架又或是内底横骨与船底横骨。在横骨跨度中间部位，间断设置纵向骨材。并且，在侧板外部没有肋板的肋位处，需要安装与实肋板厚度相同的肘板，同时将其与船底、内底纵骨相互连接。
4 结论
综上所述，在船舶运行过程中，由于受多方面因素的影响，船舶主体结构中的纵横向构件、底边舱结构、箱形中桁材等通常会出现不同程度的问题。所以，在设计过程中，应重点考虑如何解决以上问题，以加强船舶主体结构的稳定性。
参考文献
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