李锦锋
上海振华重工（集团）股份有限公司 上海 200125
摘要：随着我国航海事业的不断发展，社会各界开始关注船体结构的生产设计，其中最为重要的就是设计的安全性与合理性，基于此，本文从安全性与合理性分析，重点探究船体结构的设计要求以及基于安全性及合理性的船体结构生产设计。
关键字：船体结构；生产设计；安全性；合理性
一、安全性与合理性分析
船体结构生产设计需要在安全的前提下进行，只有充分满足安全性的设计，才能更好的保障船只顺利航行，为船员的生命保驾护航。而船体结构的合理性又是保障其安全性的前提，因此不但需要能够提高船只的整体使用性能，还要确保操作更为便捷、省力，延长船只的使用寿命。由此可见，安全性与合理性两者相互影响，相辅相成，设计者只有将两者综合进行充分考量，才能全面提高设计质量。
在进行船体结构生产设计的时候，工作人员需要首先明确对船只的设计总工作量，这虽然只是船只总工程量的三分之一，却是最为专业的部分，同时也是其余三分之二工程量的基础。接下来，工作人员还需要进一步分析船体结构的具体施工内容，结合实际施工环境与船只用途，将生产设计方案与设计图纸进行完善与优化，并与管理人员、施工人员之间做好沟通协调工作，以最大程度保障船体结构生产设计的系统性。总的来说，船体结构的生产设计需要从宏观长远的眼光进行看待，才能确保设计的合理性与安全性。
二、船体结构设计的具体要求
要想全面提升船体结构的整体性能，保证其使用性能，进一步提高使用质量与效率，工作人员可以从以下几个角度入手：首先，船体结构要具有高度稳定性能，符合物理学力学原理，并同时确保设计方案的可可行性。其次，要充分考虑到船只载人后的实际应用情境，尤其是在遇到恶劣天气和水流的情况下，只有船只在任何情况下均做到了结构稳定，才是真正提高了使用性能。最后，要注重船体结构的实用性，在保证船只设计的安全性同时也要考虑到船只自身的合理性，对船只各参数要有充分的认识与理解，像是船只对于船员和货物实际重量的承载，又例如对于需要载人的船只，是否从人性化角度对乘客乘船的舒适性进行了考量。
三、基于安全性及合理性的船体结构生产设计
（一）、必要的生产设计条件
在实际船体结构生产设计时，要先考虑到结构的安全性，又要使其具备合理性，符合物理力学要求，同时，设计人员还需结合当地气候、水文等外部影响因素，最大程度保证船只在未来航行的稳定。由此可见，设计工作人员需要具备专业性知识与丰富的设计经验，才能掌握精密的计算方式，设计出更加适合的船体结构。除此之外，船只制作所使用的材料也是影响船体使用寿命以及其合理性、安全性的重要因素，因此，设计人员在设计过程中要正确使用材料，充分考虑到船只的具体用途、航行线路等，在最大化控制成本的前提下优化生产设计技术，在经济与安全之间平衡点，尽可能实现两者皆全，例如使用组合型材料，可以在节约材料用料、节省成本的同时增加船体强度，一举两得。
（二）、生产设计环节
其工作内容主要包括以下三个部分：第一，前期设计工作，要充分结合船只设计相关标准，明确设计任务，并在满足技术要求的基础上进行方案优化与材料选择，并依据计划进行接下来的预算工作；第二，详细设计环节，主要是将前期设计出的方案进行优化和完善，经过审核并根据意见进行修改细化，尤其是对材料的型号、尺寸等相关信息进行认真核对，确保不会因为材料因素出现不必要的失误，保证零部件的设计与所选材料具有高度吻合性，待设计方案完整后将图纸进行绘制，并联动相关设计方案一同交给审批部门进行审核；第三，生产设计环节，这是将前两步所完成的设计进行落实的关键环节，需要对设计装备、材料及使用情况进行分析，确保船体结构的设计能够满足实际需求。
（三）、船体结构的安全性
设计人员在对船体结构安全性与合理性设计时，首先需要考虑的是组合的问题。由于船体较大，而船体结构生产规模又相对较小，故为更好的提升设计质量与效率，通常情况下会将船体按照结构进行划分，对不同结构之间的关系与区别进行分析后，分工进行生产设计。因此，在分组设计的时候，设计人员需要将眼光放得长远，尽可能站到统筹管理的角度，将船体结构进行拆解重组，使其更加符合实际需求，拥有新的生命力，从根本上将结构的合理性进行提升。一般来说，船体的自身结构和所使用的材料会直接影响船体最后的组合性能，加之船只航行受到恶劣天气及水文影响的现象十分常见，故船体质量是设计者的第一考量，各部分组合的连接性高低将直接决定船体质量。与此同时，船体质量状况可以根据实际结构需求进行动态化调整，并与现代科学技术相结合，像是可以利用互联网技术精确计算船体结构的荷载应力、对船只承重能力进行综合分析并为之后提升限度做准备等等。
（四）、设计船体结构
船体结构生产设计的基础便是板架结构，即船体型材与板组合后形成的结构，根据其所在位置与功能的不同，在实际应用中会将其分为多个干板架，像是船底板架、甲板板架、舷侧板架等等，其中船底板架、甲板板架相当于是船体梁中的上冀板和下冀板，而舷侧板架则相当于船体梁中的腹板，它们在各自的位置发挥着不同的功能，为船只的安全出行贡献自己的力量。除此之外，它们在骨架的排列上也有明显的不同，但主要表现出的结构有两种，一是横骨架式结构，二是纵骨架式结构。
如果需要设计的船体结构体积较大，在进行生产设计时首先便需要考虑船只的承重条件，这也是确保设计合理性与安全性的前提，要以此为依据对架构模式进行设计。例如，设计船体结构的甲板部分，应采用纵向承重骨架才能最大程度确保支撑力度，全面提升设计安全性。在进行板材选择的时候，其受力条件是设计人员首先需要考虑的因素，要确保在极端恶劣的气候与水文条件下亦能平稳运行。设计船舷的时候则需要应用横向承重骨架，这样能够充分保证受力平衡，从而实现平稳高速航行，与此同时，横向结构还具有一定的载重能力，且能够实现空间利用率最大化，增加船舱容量，进而全方位提升船体结构的合理性。
另外，在进行船体结构实际生产设计时，大多数时候都需要将纵向结构与横向结构进行穿插，但是由于纵向结构中存在大量的接口，这于无形中增加了内架式结构的配置难度，因此在某些特定的情况下，传递船体甲板与船底也会采用与船舷相同的横向结构。为更好的保证设计合理性与安全性，在进行干货船生产设计时，其配置中可以参照以下进行：第一，不超过10米长度的船体，长宽比例值可以控制在1:11以内，这样船体结构整体受到的弯矩相对较小，中刨面模数的标准值也不会过高，但需要注意在生产设计中对强度要求加大关注度；第二，干货船的甲板需要长时间放置货物，对载重能力有更高的要求，如果选用纵向骨架式结构会由于横梁尺寸过大而影响船舱实际容量，而选用横向骨架式结构便能更好的保障其合理性与安全性。
四、结束语
总的来说，船体结构生产设计工作具有较强的专业性，设计内容较多，所需时间较长，因此，为更好的保障设计的合理性与安全性，应充分考虑船只的实际使用需求，对设计方案进行修改与优化，为船只平稳航行奠定基础。
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