散貨船為什么要做剪力修正

對散貨船進(jìn)行剪力修正的計算方法在CSR規范中有明確要求，船體梁的剪力計算過(guò)程看起來(lái)無(wú)懈可擊，可是，為什么還要對這個(gè)剪力結果做修正呢？

作為船體梁，船體計算處橫剖面的剪力等于其一側的船舶重力和浮力的差值，我們可以相當精確地計算相應的重力和浮力，從而得到對應橫剖面所受到的剪力。這個(gè)計算過(guò)程完全符合結構力學(xué)的理論。但按規范要求，這個(gè)結果并不能直接用于剪力校核，還需要對這個(gè)剪力計算結果進(jìn)行修正。剪力修正改變了船體梁的剪力分布，那么，剪力的這部分變化值又是從何而來(lái)或者如何憑空減少的呢？

剪力的計算是將船體看作一個(gè)水面漂浮的梁，重量分布和浮力分布的差值可以形成一條曲線(xiàn)，以計算剖面為界，對此曲線(xiàn)的一側進(jìn)行積分，即可得到船體梁在某橫剖面處所受的剪力。剪力在此處的橫剖面內以剪力流的形式進(jìn)行分布。在以往的CSR規范中，直接以矩形剖面梁的剪力流公式進(jìn)行了剪力流分布的計算，在新版CSR中，引入了靜剪力和不靜剪力的概念，應用此方法可以得到更合理的結果。這兩種計算方法雖有不同，這兩個(gè)計算的思路基本上是一致的，都是按梁系的計算方法得到剪力，又按照矩形剖面梁的剪力流的計算方法來(lái)計算橫剖面的剪力流?？拷泻洼S位置的結構承擔的剪應力較大，離中和軸越遠的位置承擔的剪應力越小，在甲板和船底位置，承擔的剪應力最小。

由上圖可以看到，船底縱桁受到的剪力很小，這與實(shí)際情況不符。仔細分析載荷在船體結構中的傳遞，我們發(fā)現，船體所受的垂向力并不能完美地傳遞到船體梁上。散貨船的底部載荷為內部貨物和外部水壓力的合力，底部載荷通過(guò)內、外底板傳遞給縱骨，由縱骨傳遞到強橫梁，再由強橫梁傳遞給船底縱桁和舷側外板。當強橫梁的剛度足夠大時(shí)，會(huì )將絕大部分載荷傳遞到船體舷側外板，并使得船體橫剖面的剪力流分布符合按矩形梁計算所得到的船體結構剪力流分布。但實(shí)際上，強橫梁的剛度并不大，船底承受的這些載荷，一部分傳遞給船體舷側外板，還有一部分載荷由船底縱桁材直接承擔。所以，橫剖面內剪力流的分布已經(jīng)不滿(mǎn)足矩形剖面梁的一般規律，直接使用矩形梁求解剪力流的方法計算，不能得到底部縱桁所受到的剪力，舷側外板的剪力流結果也不夠準確。

我們知道，橫剖面的剪力是剪力流沿垂向軸的積分，那么，就可以將船底縱桁所受到的剪力從船體橫剖面所受的剪力中去掉，使用剩余的剪力作為這個(gè)橫剖面所受的剪力并按矩形梁剪力流的計算方法進(jìn)行計算，從而得到橫剖面的除底部縱桁以外的其它構件的剪力流，這就是剪力修正的基本思路。經(jīng)以上分析，可以知道，按照船體梁理論計算得到的橫剖面剪力就是此剖面實(shí)際受到的剪力，并沒(méi)有增加也沒(méi)有減少。但不能用這個(gè)剪力來(lái)計算相應橫剖面的剪力流。所謂的剪力修正，就是將船底縱桁受到的剪力從橫剖面所受的剪力中修正掉，然后用修正后的剪力按矩形剖面梁的計算方法計算除船底縱桁外的其它船體構件的剪力流。而船底縱桁所受到的剪力應使用有限元方法進(jìn)行直接計算求得。也就是說(shuō)，修正后的剪力圖表示的不是整個(gè)船體梁的剪力分布，而是船體除底縱桁之外的船體結構的剪力分布。