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博观而约取，厚积而薄发。——苏轼

第一章绪论

§1-1船舶结构力学的内容与任务

船舶是一个复杂的水上工程建筑物。它航行于江河湖海，担负着运输、生产、战斗及其

他各种任务。我国有漫长的海岸线，无数的内河湖泊，还有广阔富饶的海疆，为此就需要大

量的、各种类型的船舶来从事各方面的工作，为社会主义革命和建设服务。

为了保证船舶能很好地完成上述任务，船舶应具有良好的航行性能、工作性能和具有一

定的强度。

船舶具有一定的强度，是指船体结构在正常的使用过程和一定的使用年限中具有不破坏

或不发生过大的变形的能力，以保证船舶能正常地工作。由于一般船舶的经常工作状态是航

行状态，因此设计人员应首先保证船舶在航行状态有足够的强度。

船在海洋中航行，它所受到的外力是相当复杂的。这个外力除了船的载重和装备等重量

以外，主要就是水作用于船体的力。除非船是静置于水中，否则船上受到的力总是动力。动

力包括水动压力、冲击力以及船在运动中的惯性力等等。这些力显然取决于海面的情况，波

浪的大小(即所谓环境条件)，并且还是随机性的，这样就使得船体外力的确定显得相当复杂

了。

尽管如此，人们通过长期的生产实践，分析了船体受力和变形的主要特征，认为在考虑

船体强度问题时，首先把船整体当作一根梁来研究是合理的。这时将船——或者如一些文献

中所说，将“船体梁”’(shiphullgirder)静置于静水中或波浪上，计算在船纵向(船长

方向)分布的重力与浮力作用下的弯曲变形与应力。这种将船作为一整体来研究的强度问题

就叫做船体的“总纵强度”或简称为“总强度”问题，如图1-l，图中(a)称为“中拱状态”

(hoggingcondition)；(b)称为“中垂状态”(saggingconation)。长期以来，总强度一直

是船体强度校核的主要方面。

除了总纵强度以外，船体的横向构件(如横梁、肋骨、肋板等)及船体的局部构件(如船

底板及底纵桁等)也会因局部荷重而发生变形或受到破坏，因此亦需研究这些横向构件或局

部构件的强度问题。这类问题通常称为“横向强度”问题或“局部强度”问题，如图1-2

及图1-3，以便与前述的总纵强度问题有所区别。

把船舶静置于波浪上或静水中，按简单梁的弯曲理论来研究总纵强度当然是初步的。因

此随着时间的推移，人们的认识在总强度的基础上逐步提高，从而使船体强度的计算更

接近

于实际。首先提出来的是稳定性问题。十九世纪后期，由于船舶尺度的增加，发现船在

总弯曲时船体受压的构件(主要是中垂状态时的上层甲板)常常会因为受压过度而丧失稳定

性，这样就大大减低了船体抵抗总弯曲的能力。因此在总强度计算的同时，稳定性问题就被

提了出来。亦就是说，我们在研究船体总强度的时候，必须要考虑受压构件是否有失稳现象，

并要分析构件失稳后的应力再分配问题，这样才能正确地反映船体总强度的承载能力。

志不强者智不达，言不信者行不果。——墨翟

图1-1

图1-2图l-3

另外，船在航行时，并不总是正对着波浪的运动方向，经常会有船与波浪斜交的情况。

船在斜浪上航行，就导致船体发生扭转，因此也就存在船体的扭转强度问题。近年来世

界各国大量建造的集装箱船，因其舱口特别大，船体的抗扭刚度相对较低，因此其扭转强度

的研究就显得十分必要。此外如大开口驳船，也有同样的现象。

多年来发生的船舶海损事故又