船体强力构件开孔及补强
1019船体开孔工艺
WG1019船体构件开孔的规定一、总则在船舶建造过程中，为了合理布置管系和电缆，充分利用舱室空间，在船体构件上开孔是难免的。
为了保证船体的结构强度，特制定以下规定。
二、船体构件上开孔的原则：1、在船体构件上应尽量少开孔，开小孔；2、开孔应为圆形或椭圆形，严禁开直角孔；3、开孔影响到船体构件的强度时，应采用相应的补强措施；4、在强梁等船体构件上开孔时，应征得船体方面同意。
三、在船体构件上禁止开孔的区域1、梁开口的下方，图（1）；2、主结构的肋骨、横梁，图（2）；3、肘板的折边区，图（3）；4、支柱的上部横梁，图（4）；5、支柱的下部构件，图（5）、图（6）；6、I 型柱及其下腹板，图（7）；7、扶强材，腹板，肘板；8、舱口部位；9、无凸缘的防挠材； 10、 机座的卷边。
四、 船体构件和甲板上开孔1、船体构件和甲板上开孔的形状一般为圆形或椭圆形，如为其它形状，则至少应为圆角。
当设置管路贯通件或电缆贯通件（电缆框、电缆筒）时，孔的大小应与所选定2两个以上的孔时，应沿水平方向布置，但所有孔的宽度之和不得超过纵骨间距或肋骨间距的21；相邻两孔之边线最小距离应不大于两孔长度和的一半，即b ＞21（l 1+l 2）。
4） 孔边与肋骨开孔的最小距离应大于肋骨间距的1/5，即a ＞51L 。
5） 纵梁连接处及其两头的区域的开孔，应符合d ≤81H ，a ≥3d ，H 1≤31H 的条件。
3、在甲板上开孔1）开孔应为腰圆形、椭圆形或圆形，腰圆形或椭圆形开孔，其长轴应尽可能量沿艏艉线方向布置，以保证在相同的开孔面积情况下，尽量减少船宽方向的开孔宽度。
2）船舯21船长的区域内的强力甲板上开孔，沿船宽方向的开孔尺寸不得超过货舱口至船边距离的6%。
3）在其它处所甲板上开孔，腰圆形或椭圆形的开孔宽度不得超过舱口边线至船边距离的9%，圆形的开孔则不超过上述距离的6%。
4、 在船体构件和甲板上开孔应先画线，后开孔，以免出错。
开孔时应清理四周的杂物，并安排人员看火。
船体结构开孔及补强规则
船体结构开孔及补强规则1 范围本标准规定了船体构件上的应力区域，船体结构开孔（含开口、切口）规则及补强形式。
本标准适用于钢质海船(船长≥20m)建造过程中管系、电缆穿过船体构件时的开孔规则及补强形式，其它类型船舶及海上工程设施可参照执行。
2. 船体结构开孔规则2.1 开孔基本原则2.1.1 开孔形状一般为圆形或腰圆形，孔长轴应沿结构跨度方向或船长方向布置，如需矩形开孔时，其四角需有足够大的圆角，圆角半径R≥h/8(h为孔高)且R≥30。
2.1.2 开孔应远离流水孔、透气孔、减轻孔、人孔、型材贯穿孔等。
2.1.3 开孔边缘应光顺，无影响强度的缺口。
2.1.4 在强构件腹板上开孔时，其开孔位置应尽可能设置在构件的中和轴处或偏近骨架带板（即甲板、壁板或外板）一边，避免在近面板处开孔。
2.1.5 所有肋板、旁桁材上均应开人孔; 所有肋板、旁桁材、纵骨均应有适当的流水孔、透气孔，并应考虑泵的抽吸率；除轻型肋板外，开孔的高度应不大于该处双层底高度的50%, 否则应予加强。
各肋板开孔位置在船长方向应尽量按直线排列, 以便利人员出入。
在肋板的端部和横舱壁处的 1 个肋距内的旁桁材上, 不应开人孔和减轻孔, 否则开孔边缘应予加强，肋板及旁桁材在支柱下的部分一般不应开孔, 否则应作有效加强。
2.1.6 船中 0.75L 区域内双层底中桁材不允许开孔，特殊情况下必须开孔时，应予以有效加强；船中0.75L 以外中桁材上开孔高度不应大于该处中桁材高度的40%。
2.1.7高强度钢构件尽量少开孔，若开孔应采用圆形或腰圆形。
2.1.8 开孔边缘不要靠近板缝，至少离开50mm；开孔与板缝相交时，孔边缘离板缝不小于75mm，孔中心与板缝距离要尽量小，见图1。
图12.1.9 当梁上有密集的小开孔且间距又不满足对开孔间距的要求时，则开孔的宽度和长度的计算值应以全部开孔的最大外轮廓尺寸作为开孔计算的宽度和长度,密集小孔可扩为一腰圆孔。
2.1.10 开孔总长度不能超过0.6 肋距（或0.6 纵骨间距），开孔应分散，不能同时密集在邻近的肋距（或纵骨间距）内。
开孔要求
小于腹板高度的 ４０％。
长度（Ｌ）当母材板 厚 ｔ≤ １２ｒａｍ 时 ，Ｌ≥５０ｒａｍ；当 ｔ
２．２ 开孔 的布置要 求 ：
≥ １２ｍｍ 时 ，Ｌ＞￣７５ｍｍ。
２．２．１ 肋 板上的人孔 、减 轻孔 以及透气孔 、流水孔 ３．３ 因特殊原因若人孔高度超过母材高度的 ５０％
等 同一种类 开孔 位 置 在船 长方 向应尽 量按 直线 排 （对 中桁材为 ４０％）须在 开孑Ｌ边缘加 焊一 圈面 板或
２．１ 开孔 的尺寸 ：
气孔距 肘 板 趾 端 的距 离 一般 应 不 小 于 ２００ｍｍ 等
２．１．１ 减 轻孔 、人 孔等较 大开 口的尺寸条件 ：
等。
２．１．１．１ 在肋板、旁桁材上开 口的高度一般不大 ３ 对 开孔的结构弥补 ：
于板材高度的 ５０％，在船 中 ０．７５Ｌ区域外 中桁材
角焊缝通 焊孔 是 当船舶 内部 的纵横 两构 件交 叉 时 ，为确保 其 中连续 构件 与板 材角焊缝 也 连续 ， 而在中断构件 的装配角处开设 的工艺开 口，通常 是 一 １／４圆孔 也可采用三角切 口。
孔 （尺寸不小 于 ３２０ｍｍ×４５０ｍｍ）。人孔 的布置 和
大小 、高 度应 能使检查人员 能方便地 进 出船 底任一
３．１ 对人孔 、减 轻孔 、管 系（电缆 ）贯穿孔 等较大 的
２．１．４ 管系 （电缆 ）贯 穿孔的尺寸条件 ：
开孔边缘 打磨光滑并使其具有 良好的圆角。
开孔高 度应不超过板材高 度的 ２５％ ，开孔宽度 ３．２ 对所 有 流水孔 、透 气孔 、通 焊孔 等半 圆形 、半
一 般不超过 板材高度 ；且开孔至 构件边 缘 的距 离不 椭圆形 开孔或三角切 口的趾端采 用包角焊 ，包 角焊
【船海讲坛】结构开孔及补强有什么原则？
【船海讲坛】结构开孔及补强有什么原则？1 前言在船舶的设计和建造过程中，因各种施工和实际需要，我们会在船体上开设多种孔。
船体开孔分为结构孔和工艺孔，而大多数船体开孔是开设在船体结构内部，特别是在液舱分舱结构中。
由于结构开孔相对尺寸较小，往往不被重视，但又极易导致结构强度不够，从而给船舶的运行带来的一定的危险性。
而工艺孔的开设是船舶建造过程中一项重要的工艺措施，它可以保证船船建造质量，提高生产效率，缩短建造周期，方便工人施工，同时改善作业环境，保证安全生产。
本文结合目前船厂进行船舶建造检验和施工的实例，就船体结构开孔的种类、作用、要求和结构补强及工艺孔开设等问题进行分析和探讨。
2 结构开孔种类及作用船体结构内部开孔大致分为以下几类：减轻孔、人孔、流水孔和透气孔、骨材贯穿孔、管系（电缆）穿孔、通焊孔、止漏孔、塞焊孔等。
这几类孔所起的作用不可小觑。
如减轻船舶结构重量进而降低造船成本；方便检查和施工人员进入船底位置进行检查和维修；船舶在压载和装油时舱内的空气能通过透气孔自由流出舱柜中，确保油水顺利压满，减少自由液面对船舶稳性影响和气体产生的压强对船体结构的破坏；保证强构件的连续性和整体强度；对构件对接缝和角接缝的焊透和包角焊；防止相邻液舱的液体相互渗漏；结构构件焊接的连续性等。
针对以上结构开孔中之一塞焊孔的特点，对开孔要求作出简单概述。
此孔是叠合板之间的一种连接方法，为保证结构强度和方便焊接而开设的一种孔。
常用在导流罩、艉鳍、舵叶、轴包板外板装焊上，塞焊和槽焊焊缝的尺寸、间距、填焊高度应符合下列规定：①塞焊孔的最小直径不得小于开孔板厚度加8mm，最大直径应为最小直径值加3mm，或为开孔件厚度的2.25倍，并取两值中较大者。
槽孔长度不应超过开孔件厚度的10倍，最小及最大槽宽规定与塞焊孔的最小及最大孔径规定相同；②塞焊焊缝的最小中心间隔应为孔径的4倍，槽焊焊缝的纵向最小间距应为槽孔长度的2倍，垂直于槽孔长度方向的两排槽孔的最小间距应为槽孔宽度的4倍。
开孔要求
小于腹板高度的 ４０％。
长度（Ｌ）当母材板 厚 ｔ≤ １２ｒａｍ 时 ，Ｌ≥５０ｒａｍ；当 ｔ
２．２ 开孔 的布置要 求 ：
≥ １２ｍｍ 时 ，Ｌ＞￣７５ｍｍ。
２．２．１ 肋 板上的人孔 、减 轻孔 以及透气孔 、流水孔 ３．３ 因特殊原因若人孔高度超过母材高度的 ５０％
等 同一种类 开孔 位 置 在船 长方 向应尽 量按 直线 排 （对 中桁材为 ４０％）须在 开孑Ｌ边缘加 焊一 圈面 板或
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Zuo wei 2009-5-3
２００４年第 ４期
浙 江交通 科技
维普资讯 ５５
船 底 结 构 开 孔 探讨
应 扬苹
（宁波市航运管理处 宁波 ３１５０４０）
［摘 要 ］ 对船 舶建造 中船 底结 构开孔 问题进行 分析 ，归 纳出合 理的 开孔大 小 、布 置要 求和结 构弥 补方式 。 ［关键 词 ） 船舶 建造 ；开孔 ；探讨
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Zuo wei 2009-5-3
Yantai-raffles
个人资料
在无限大的平面上开孔，如果开孔的沿拉应力的方向尺度为 b，垂直的为 a，那么，由于开孔引起的应力集 中度系数为 K=2a/b+1 由此可以看出，只要开孔，不管其方向如何都会使 K>1，也就是会引起应力偏大， 其应力可以理解成沿孔的边缘分部。 由此引申几个问题： 1、止裂孔一定要在对接缝焊好后再“钻”孔，这样释放一部分应力的同时，如果舭龙骨一旦被撕裂，当其 裂至这个孔的时候，引起开裂的力一下子就被这个孔释放了，裂纹找不到突破口，就在这个孔的地方断掉 了。打个比方就是把 1MP 的空气放到 K 倍于原体积的瓶子中，那这个瓶子的压力就比 1MP 小多了，那么 瓶子的爆炸的危险就小多了。所以这个孔是反其道而用之。
船体强力构件开孔及补强
4.1.3 D 区域不允许开孔。
3
Q/SWS 52-014-2006
4.1.4 桁材高度方向开数个孔时，开孔高度值之和应小于表 2 中的允许开孔高度值。
4.1.5 开孔总长度不得超过 0.6 肋距（或 0.6 纵骨间距），开孔应分散，不能同时密集在
相邻的肋距（或纵骨间距）。
4.1.6 开孔长度不得大于开孔高度的 2 倍。
图 1 船体结构应力分布图
3 船体强力构件上的区域分类
3.1 船体强力构件的区域分类见表 1
表 1 区域分类
区域
符号
定义
A
应力较小，可以开孔。
B
应力一般，可以开孔。
C
应力较大，尽可能避免开孔。不得已时，要慎重考虑加强。
D
应力集中部位，不得进行开孔。
1
3.2 船体强力构件应力区域分类典型图 3.2.1 典型横剖面见图 2
(DNV)
e）未进行加强的的小孔，应与横向邻接孔相距直径（邻接孔的直径）4倍以上的间距；
f）底层甲板上的开孔，尽可能与舱口角隅或应力较大的部位具有充分的间距；(DNV)
g）对于集装箱船，不得在强力甲板的舱口侧线外侧进行开小孔。(LR)
A.1.2 肋板上的开孔 (LR 3.10.4, 3.10.5)
a）主肋板上的开孔须满足图A.1所示；
图 5 开孔尺寸符号
表 2 开孔允许值
构件
桁
货油舱
货物舱、机舱、除货油
舱以外的其它舱 材
居住区、露天甲板
实肋板、
双层底旁桁、各种隔板 a) b度(h)
A 区域
不补强
补强
0.2 a)
＞0.2 b) ≤0.5
B 区域
不补强 0.1 a)
船体结构开孔原则
船体结构开孔原则船体室编制1.适用范围本标准规定了船体结构开孔（含开口、切口）及管子、电缆在船体结构上开孔的规则和补强形式。
本标准适用于船长≥65m的钢质海船，其它类型的船舶可参照使用。
本标准适用于扬帆集团所有分公司2.引用规范或标准引用了中 国 船 级 社《钢质海船入级规范》〔2006〕中规定的条款；引用了中华人民共和国船舶行业标准《中国造船质量标准》〔2005〕中规定的条款；本文参照并引用了海外高桥造船有限公司Q/SWS 52-014-2003《船体强力构件开孔及补强》的企业标准；并结合本公司的实际施工情况编制而成。
上列规范和标准所包含的条款，通过在本文中引用,而构成为本文的条文。
本文出版时，所示版本均为有效。
但所有规范和标准都会被修订，因此在使用本文时,各方应探讨使用上列规范和标准最新版本的可能性。
3.开孔的类型在船体结构上常开有以下类型的孔:流水孔、透气孔、止漏孔、贯穿切口(或称贯穿孔)、人孔、减轻孔、过焊孔、止裂孔、工艺孔、舱口开孔、塞焊孔、锚穴孔、海底门开孔、电缆孔、管子孔4.结构类型在船体中,船体结构可以分为三类:次要类,主要类,特殊类,在主要类与特殊类结构上开孔需要注意, 且尽量少开孔.次要类⑴ 纵舱壁板，除主要类要求者外⑵ 露天甲板板，除主要类和特殊类要求者外⑶ 舷侧板次要构件: 一般是指板的扶强构件, 如肋骨、纵骨、横梁、舱壁扶强材、组合肋板的骨材等主要类⑴ 船底板，包括平板龙骨⑵ 强力甲板板，不包括特殊类要求的甲板板⑶ 强力甲板以上的纵向连续构件，不包括舱口围板⑷ 纵舱壁最上一列板⑸ 垂直列板( 舱口纵桁) 和顶边舱的最上一列斜板主要构件: 船体的主要支撑构件称为主要构件, 如强肋骨、舷侧纵桁、强横梁、甲板纵桁、实肋板、船底桁材、舱壁桁材等。
特殊类⑴ 强力甲板处的舷侧顶列板⑵ 强力甲板处的甲板边板⑶ 在纵舱壁处的甲板列板(不包括双壳船在内壳纵舱壁处的甲板板)⑷ 集装箱船和其他有类似舱口的船舶在货舱口角隅处与舷侧之间的强力甲板板⑸ 散货船、矿砂船、兼用船及其他有类似舱口的船舶在货舱口角隅处的强力甲板板⑹ 舭列板⑺ 长度超过0.15L 的纵向舱口围板(8) 纵向货舱舱口围板的端肘板和甲板室过渡5.开孔原则5.1 所有结构上的开口应尽量避开应力集中区域，如无法避开时应作相应的补偿，开口的角隅处均应有良好的圆角。
管子贯穿船体构件的开孔及补强
管子贯穿船体构件的开孔及补强管子贯穿船体构件的开孔及补强管子贯穿船体构件的开孔及补强正文前言本标准参照Q/SWS 52-014-2003《船体强力构件开孔及补强》和兄弟船厂企业标准，并结合本公司的实际施工情况编制而成。
本标准由上海外高桥造船有限公司提出；本标准由设计部归口；本标准起草部门:设计部本标准主要起草（编制）：范琦标检：戴小虎审核：杜剑锋本标准由总工程师南大庆批准。
1 范围本标准规定了船舶管路与附件在船体钢结构上的开孔及补强等技术要求。
本标准适用于新建钢质海船。
2 规范性引用文件Q/SWS 34-011-2003 法兰式通舱管件Q/SWS 52-014-2003 船体强力开孔及补强中国船级社《钢质海船入级与建造规范》20013 定义3.1强力构件其所指强力构件仅限于船体结构中的主肋骨（强肋骨）舷侧纵桁横梁（强横梁）甲板纵桁及舱壁桁材等高腹板构件。
3.2构件跨度构件支撑点之间的距离。
4 开孔技术要求4.1在甲板上的开孔4.1.1管路在强力甲板舱口边线以外的开孔应尽可能减少，并须避开舱口角隅。
4.1.2在船中部0.5L区域内，强力甲板舱口线外的开口，若其小的甲板开口总宽度在任一横剖面上不超过强力甲板作用中剖面模数计算宽度（即型宽减去全部开口宽度）的6%时，不需补偿。
符合下列要求者，开口边缘不需加强。
a. a.椭圆形开口的长轴应沿船长方向布置，且开口的长宽比不小于2；b. 其它形式的开口，一般强度钢应力集中系数小于2, 高强度钢小于1.5。
4.1.3 在船中部0.5L区域内，强力甲板舱口线外的开口宽度超过上述第4.1.2条规定时，超过的宽度应予以补偿，通常的补偿方法是加厚甲板。
4.1.4 当开口的应力集中系数大于第4.1.2条规定时，应采用套管加强（见图1）。
套管剖面积A的计算见下式：图1 套管加强A≥0.5 r t mm2式中：r ----开口半径, t ----甲板板厚度mm4.2在强力构件上开孔的基本要求4.2.1尽量避免在强力构件上开孔。
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船体强力构件开孔及补强
前言
1 范围
本标准规定了船体强力构件上的区域分类，开孔及补强。
本标准适用于管系、电缆穿过船体强力构件时的开孔及补强。
22船体强力构件上的区域分类
2.1 船体强力构件上的区域分类见表1
表1 区域分类
2.2 横向构件上的区域划分按图1
a. 强横梁
b. 横梁穿过纵桁
图1 横向构件上的区域划分
2.2.1 决定B区域方法见图2。
a).定O、A点；
b). ∠OAB不大于45度时取C点，∠OAB 大于45度时取B点；
c). 按∠OBE或∠OCE’等于45度来定E或E’。
图2 决定B区域方法
2.3 纵强度构件的区域划分见图3。
a. 纵骨
b. 纵通制水板
c. 纵通桁材
图3 纵强度构件的区域划分
2.4 平板龙骨上部肋板的区域划分见图4，α取值按2.2.1。
图4 平板龙骨上部肋板的区域划分
2.5 支柱端部构件的区域划分见图5。
图5 支柱端部构件的区域划分
2.6 防挠材、肘板构件的区域划分见图6。
a. 防挠材
b. 肘板
2.7
a. 圆弧连接
b. 肘板连接
图7 肋板端部的区域划分
2.8 隔离舱内腹板的区域划分见图8。
图8 隔离舱内腹板的区域划分
2.9 中心线桁材端部的区域划分见图9。
图9 中心线桁材端部的区域划分
3. 开孔
3.1 开孔一般要求
3.1.1 C区域应避免开孔，如必须开孔时，应对材料性质、周围状况、负荷大小作充分考虑，以决定开孔位置、尺寸和补强方法。
3.1.2 A区域及B区域开孔允许值按表1，表1中开孔尺寸符号见图10。
表1 开孔允许值
3.1.3 桁材高度方向开数个孔时，开孔高度值之和应小于表1中的允许开孔高度值。
3.1.4 开孔总长度不能超过0.6肋距（或0.6纵骨间距），开孔应分散，不能同时密集在邻近的肋距（或纵骨间距）内。
3.1.5 开孔长度应小于开孔高度的2倍，以保证在相同开孔面积情况下减少沿船宽方向的开孔宽度。
3.1.6 开孔应有光滑的边缘和良好的圆角，圆角的半径应为孔高的1/8，且不小于25mm。
3.1.7 当梁上有密集的小开孔且间距又不满足对开孔间距的要求时，则开孔的宽度和长度的计算值应以全部开孔的最大外轮廓尺寸作为开孔计算的宽度和长度。
3.1.8 如遇特殊开孔情况，需设计部主管人员决定，需作特殊考虑的开孔亦由设计部主管人员提出。
3.1.9 主船体部分的强力甲板，船中0.5L连续纵桁上开孔高大于0.25h时，应通知设计部船体室，以考虑开孔对总纵强度的影响是否允许，以及开孔的特殊要求等。
3.2 开孔部位
3.2.1 除下述范围外的梁上腹板可以开孔，但是否需要加强，应视开孔大小而定。
3.2.2 以下部位一般不允许开孔，否则应作等效加强。
3.2.2.1 强横梁端部一个纵骨间距。
3.2.2.2 纵桁在横隔壁处一个肋距。
3.2.2.3 强横梁在支柱处左右一个纵骨间距。
3.2.2.4 纵桁在支柱处前后一个肋距。
3.2.2.5 桅杆附近范围内的强横梁左右一个纵骨间距。
3.2.2.6 桅杆附近范围内的纵桁前后一个肋距。
3.2.2.7 上层建筑端壁下的强梁腹板上。
3.2.2.8 普通横梁和纵骨上。
3.2.2.9 强横梁面板上绝对不准开孔。
3.2.2.10 小构件穿过的切口处，其切口前后的一倍切口长度范围内。
3.2.2.11 肘板端部相邻200mm范围内。
3.2.2.12 构件对接处相邻200mm范围内。
3.2.2.13 底部构件和不带面板的构件开孔另做考虑。
3.3 孔与孔或孔与构件边线的最小距离按表2。
表2 孔与孔或孔与构件边线的最小距离
表2（续）孔与孔或孔与构件边线的最小距离
4 补强
4.1 在A、B区域里允许开孔的情况下，应用不小于开孔宽度方向截面积1/4的腹板或扁钢框补强，也可根据开孔的尺寸，用局部加高腹板高度来补强，其补强板及型材的材质应与强力构件的材质相同。
4.2 特殊孔的补强
4.2.1 孔的长度在2倍孔的高度以内时，孔高超过允许值情况下的补强型式见图11。
a.加补板
b.加面板
c.加面板
图11 孔长在允许范围内，孔高超过时的补强型式
4.2.2 孔长超过孔高2倍时，为了防止局部弯曲，在开孔上下补强，见图12。
图12 孔长超过允许范围时的补强型式
4.2.3 孔高和孔长均超过允许范围时，防止局部弯曲，在开孔上下均要补强，同时要对开孔损失的截面积进行补偿，在开孔前后端作补强，见图13。
a. 补板及面板补强
b. 角钢及加强筋补强
图13 孔高和孔长均超过允许范围时的补强型式。