Giáo trình Ship structure

Originally ships were constructed with single bottoms, liquid fuels and fresh water being stored in separately constructed tanks. The double bottom structure which provides increased safety in the event of bottom shell damage, and also provides liquid tank space low down in the ship, evolved in early twentieth century. Today only ships less than 500 grt will be having the single bottom construction and large ocean going vessels are fitted with some form of double bottom.

Ship Structure Bottom Structure                       Originally ships were constructed with  single bottoms, liquid fuels and fresh water being  stored in separately constructed tanks. The double  bottom structure which provides increased safety in  the event of bottom shell damage, and also provides  liquid tank space low down in the ship, evolved in  early twentieth century. Today only ships less than  500 grt will be having the single bottom  construction and large ocean going vessels are fitted  with some form of double bottom.  Single Bottom Construction Keels Keel is considered as the backbone of  the ship and is located at the center line of the  bottom structure. This contributes substantially to  the longitudinal strength and distributes the load  effectively generated while docking. The commonly  found found keels are as follows:  Flat Plate Keel  Flat Plate Keel – this type of keel are fitted in majority of  the ocean going vessels.  Bar Keel   Bar Keel – Found in smaller vessels like trawlers, tugs, smaller ferries  etc.  Where grounding is a possibility this type of keel is suitable with its  massive scantlings, but with additional draft with out additional cargo  capacity.  Duct Keel   Duct Keel – Duct Keels are provided in the double bottoms  of some of the vessels.  Duct keel is a form of flat plate keel but has two center girders instead of one for a simple flat plate keel.   Duct Keel This runs from the forward engine room bulk head  to the collision bulkhead and are utilized to carry the  double bottom piping and makes the piping  accessible even when the cargo is loaded.   The entrance to the duct is provided at the aft from  the forward end of the engine room.   A width of not more than 2mtrs is allowed for the  duct, and strengthening is provided at the tank top  and keel plate to maintain continuity of strength of  the transverse floors.  Inner Bottom Plating The inner bottom plating is the top plating for the  double bottom.   In general cargo ships the plating may be slopped  towards the side for easy drainage of bilges.  They are supported by girders and floors.   At the center line of the ship the middle strake of the  inner bottom plating may be considered as the  flange of the centerline line docking girder.   If the grabs are used the plate thickness will be  increased or double ceiling will be fitted.   Deck Fittings     Various fitting on the deck and deck edges are provided to  assist in safe and efficient mooring operations and provide  clear run or lead for the mooring ropes and warping wires.  Bollards or mooring bits are provided for mooring the  ships once it is along side.  These are welded to the deck  or to a box type structure  which is welded to the deck.  Additional supports by means of stiffeners are provided  directly underneath the deck. Mooring Bitts Fairleads Fairleads are used to guide the hawsers or mooring  wires to the bollards or mooring winches.   Fair leads are attached to the deck, a raised seat or  the deck and bulwarks.   The normally found fairleads on board merchant  ships are multi-angled fairlead, the pedestal fairlead,  the roller fairlead and the panama fairlead.  Multi-angle Fairlead: This consists of two horizontal  and two vertical rollers.   The wire passes through the central gap between  these four rollers.   Fairleads Fairleads The multi angle fairlead is fitted at the deck edge  and reduces the number of guide rollers or other  fairleads required to give a clear lead of wire to the  winch.   Pedestal Fairlead: A pedestal fairlead consists of a  single vertical or horizontal roller mounted on a  raised pedestal or seat and often termed as ‘Deadman’ or ‘Old- man’.   They provide a direct lead of mooring line to  windlass, winch or capstan.  Fairleads Fairleads The pedestal fair lead leads the wire across the deck  to the winch clear off any obstructions.  Roller Fairlead: A roller fairlead is one or more  vertical rollers fitted on a steel base which may  fasten directly to the deck or to the deck and  bulwarks.   Roller fairlead is used at the deck edge to lead in the  mooring and warping wires.  Fairleads Fairleads Panama type fairlead- A no-roller almost an  elliptical opening fairlead mounted at the ships side  and enclosed so that mooring may be led to ashore  with equal facility either above or below the  horizontal and strictly pertains only to fairleads  complying with panama regulations but often  applied to any closed fairlead or chock.  A panama fairlead is so named since they were  mostly used in the Panama Canal.   Fairleads  The ship is hauled by small locomotives and the  wires are sent out through these leads – they are of  adequate strength to prevent the metal being cut  open by the wires. Fairleads Typical Mooring Arrangement Deck Fittings      Where it is welded to the deck the plate thickness is  increased. Where it is fitted onto the bulwark support for the bulwark  at this region is increased substantially compared to else  where. Additional stiffeners are provided at this region. On the deck where the deck machineries are fitted a lot of  local stresses are imparted to the structure. To resist these stresses by distributing them effectively to  other portions of the structure, additional strength members  are fitted directly below these equipments’ foundations in  the form of pillars and also thick plate inserts are welded.   Superstructure and Deckhouses A superstructure may be described as an erection  above upper deck, extending from side to of the ship  forming a part of the main hull.  A deck house may be described as a comparatively  light structure more or less resembling a steel box,  and used mainly for accommodation and similar  purpose.  It does not extend to the full width of the ship and is  placed on ship’s main hull as distinct from forming  an integral part of it.  Superstructure and Deckhouses The most important structural member of this is the  bridge front bulk head as it has to withstand force of  the seas.  The area where great care has to be exercised is  where these structures terminate abruptly and large  stress concentration will develop locally.    Long super structures exceeding 15% of the ship’s  length and exceeding 50% of the ship’s length  amidships should be given special attention as they  also contribute to the longitudinal strength of the  ship.  Superstructure and Deckhouses In passenger ships where long super structures are  fitted, the bending stress distribution is more or less  linear and the strength deck is shifted above upper  deck and will be in the way of the superstructure  deck.  This type of superstructures are termed as effective  superstructures as they contribute to the effective  strength of the hull.  [...]... should be at least ¾th depth of the center girder.  Steel Sections Used for Ship Construction A range of steel sections are rolled from ingot  It is preferable to limit the sections required for ship building to those readily available that is the  standard types  If special sections are used, steel mill will have to be  set up for exclusively for these sections and will not  be economical  Steel Sections Used for Ship Construction Frames 1 ... governed by their unsupported span, the breadth of the ship,   and in some cases, by the load which the deck has to carry Longitudinal beams: longitudinal beams or deck  longitudinals are required under the strength deck in all  ships of over 120mtrs long They are supported at intervals by heavy transverse beams,  which must be not more than 2.5mtrs apart for the forward  7.5% of the ship s length or 4.0mtrs apart elsewhere... subdivisions, they also give protection against fire  and flooding Minimum number of bulk heads: all ships must  have at least : A collision bulkhead, not less than 5%, nor more  than 8% of the ship s length abaft the stem at the  load water line An aft peak bulk head, to enclose the shaft tube in  a water tight compartment Water Tight Bulk Heads 5     Ships over 90mtrs long must have additional bulkheads  spaced at reasonably uniform intervals. The number of ... are normally used in ship construction  Large knees must have flange of at least 50mm at  their free edge  When longitudinal beams are fitted , the knees at  those frames where there is no transverse beam,  must extend to the first longitudinal.   Water Tight Bulk Heads    1 2 Bulk heads are an important element of transverse  strength, particularly against racking stress By dividing the ship into longitudinal ...Floors        Floors are fitted to give sufficient strength to the ships  structure.   They form as one of the support members for the inner  bottom plates.  Floors can be broadly divided into: Solid floors, are fitted to strengthen the bottom transversely  and support the inner bottom. ... Heads 5     Ships over 90mtrs long must have additional bulkheads  spaced at reasonably uniform intervals. The number of  bulkheads to be fitted depends on the length of the ship and on whether the engines are placed amidships or aft Collision bulk head must extend up to the upper deck The after peak bulk head need only extend up to the first  deck above the load water line, if it forms a water tight ... bottom respectively for solid floors inside the tanks.  Plate floors are can be made water or oil tight as required by  closing the openings.  The floors run transversely from the center girder to  the margin plate on each side of the ship.    The spacing of the solid plate floors depend on the  load to be supported and the local stresses  experienced.   Under the engine room, boilers, bulkhead and in the  pounding region plate floors are provided at every ... The longitudinals are connected to the transverse beams by  direct welding or by flat bars similar to those used in double  bottoms Beams       At bulk heads the longitudinals may be cut and bracketed to  the bulk head if the ship is less than 215mtrs If the length is more than 215mtrs the longitudinals must be  continuous At hatch ways the longitudinals are cut and attached to the  hatch end beams by brackets Strong beams: A strong beam is a specially heavy beam ... They may be attached to the shell plating by  intermittent welds, or by continuous fillet welds Web frames: they are heavy plate frames which  are not normally used as a system They are fitted in certain parts of the ship to impart  local strength They are normally fitted in engine rooms and at  every fourth frame space in “tween decks” abaft  after peak bulk head Frames  3 4   5 “Cantilever system of framing” is a modification of web ... “Cantilever system of framing” is a modification of web  frames Deep framing: is a system in which every frame is made  deeper and stronger over a given area of shell plating to  provide extra strength Frame spacing: in main body of the ship the frame spacing  may not exceed 1.0 mtr Between the one fifth length from the stem and collision  bulk head the spacing must not exceed 700mm In peak tanks and cruiser sterns it must not exceed  . Ship Structure Ship Structure Bottom Structure Bottom Structure  Originallyshipswereconstructedwith singlebottoms,liquidfuelsandfreshwaterbeing storedinseparatelyconstructedtanks.Thedouble bottom structure whichprovidesincreasedsafetyin theeventofbottomshelldamage,andalsoprovides liquidtankspacelowdowninthe ship, evolvedin earlytwentiethcentury.Todayonlyshipslessthan 500grtwillbehavingthesinglebottom constructionandlargeoceangoingvesselsarefitted withsomeformofdoublebottom. Single. Structure  Originallyshipswereconstructedwith singlebottoms,liquidfuelsandfreshwaterbeing storedinseparatelyconstructedtanks.Thedouble bottom structure whichprovidesincreasedsafetyin theeventofbottomshelldamage,andalsoprovides liquidtankspacelowdowninthe ship, evolvedin earlytwentiethcentury.Todayonlyshipslessthan 500grtwillbehavingthesinglebottom constructionandlargeoceangoingvesselsarefitted withsomeformofdoublebottom. Single. Sections Used for Ship Steel Sections Used for Ship Construction Construction  Arangeofsteelsectionsarerolledfromingot.  Itispreferabletolimitthesectionsrequiredfor ship buildingtothosereadilyavailablethatisthe standardtypes.  Ifspecialsectionsareused,steelmillwillhavetobe setupforexclusivelyforthesesectionsandwillnot beeconomical. Steel