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自1983年10月MARP(L)73/78公約生效以來(lái)，國(guó)際海事組織海洋環(huán)境保護(hù)委員會(huì)(MEPC)根據(jù)各成員國(guó)的公約執(zhí)行情況以及造船業(yè)和防污設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，加上全世界對(duì)環(huán)境保護(hù)的日趨重視，對(duì)該公約進(jìn)行多次討論研究，特別是對(duì)船舶防污染結(jié)構(gòu)要求的修改與補(bǔ)充，在1992年3月的第32屆會(huì)議的MEPC51(32)和MEPC52(32)號(hào)決議通過(guò)了73/78MAP(x)I92年修正案。在1992年修正案中，新增了對(duì)載重量60~5000噸油船必須設(shè)置雙層底結(jié)構(gòu)，載重量5000噸以上油船設(shè)置雙層殼體結(jié)構(gòu)等規(guī)定。
為了滿足MARPOIJ73/78公約附錄13F和13G要求，大型油船在貨油艙區(qū)均采用雙層殼體結(jié)構(gòu)。由于此類新型的結(jié)構(gòu)型式及尺寸均超出現(xiàn)有規(guī)范的規(guī)定，此類大型船舶的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和審圖工作只能通過(guò)綜合利用規(guī)范設(shè)計(jì)和直接計(jì)算的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。規(guī)范設(shè)計(jì)為直接計(jì)算提供原始數(shù)據(jù)，保證直接計(jì)算校核和檢驗(yàn)規(guī)范設(shè)計(jì)的可靠性。尤其是確定超出規(guī)范設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)尺寸及校核結(jié)構(gòu)的局部橫向強(qiáng)度，由于橫向構(gòu)件相互連接的結(jié)構(gòu)形式，使其成為靜不定結(jié)構(gòu)，欲求得其對(duì)載荷的響應(yīng)不象縱強(qiáng)度構(gòu)件那樣容易。目前大多采用有限元法進(jìn)行橫強(qiáng)度計(jì)算，工作量很大，我們通過(guò)對(duì)幾艘船舶的直接計(jì)算法審核船舶結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析，取得了一些經(jīng)驗(yàn)。對(duì)此類結(jié)構(gòu)一般按下列兩個(gè)步驟進(jìn)行有限元法橫向強(qiáng)度計(jì)算。
(1)對(duì)主船體貨油艙區(qū)域作三維空間結(jié)構(gòu)的有限元分析，以便獲得橫向強(qiáng)框架的變形及應(yīng)力值。
(2)對(duì)三維有限元分析中獲得最大變形的橫向強(qiáng)框架進(jìn)行二維平面有限元計(jì)算，以便獲得橫向強(qiáng)框架的變形及應(yīng)力值。
現(xiàn)以150000噸雙底雙殼油船的橫向局部強(qiáng)度有限元計(jì)算為例作概要介紹。本計(jì)算模型、載荷條件、邊界條件根據(jù)挪威船級(jí)社《鋼質(zhì)海船入級(jí)規(guī)范》(l991年版)進(jìn)行。在三維空間有限元分析和二維平面應(yīng)力有限元分析時(shí)，均采用《SAPS線性系統(tǒng)靜力和動(dòng)力響應(yīng)結(jié)構(gòu)分析程序》系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算。
由三維空間結(jié)構(gòu)有限元計(jì)算得到船底縱析、舷側(cè)水平析、甲板縱楠、內(nèi)殼及舷側(cè)外板等縱向和橫向構(gòu)件的應(yīng)力和變形情況。所得船底縱向構(gòu)件及舷側(cè)殼板的垂向位移值表明，中間艙內(nèi)的第二個(gè)強(qiáng)框架的相對(duì)位移最大。兩種工況下的強(qiáng)框架的最大位移值列于表1、表2、表3列出由三維分析得到各縱向主要構(gòu)件的最大應(yīng)力值。
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