試驗

主管機關認為有必要時，應要求進行實尺度試驗，以確定其負荷。當試驗結果顯示結構計算之負荷假設不適當 時，試驗結果應予審理。(見附註2)

附註：

1. 振動驗證須於海上試車時行之，如認為有必要，本中心可要求使用適當之條件測量振動。如適當，矯正措 施可予要求，以消除認為無法接受之部位。

2. 結構計算之負荷假設可包含本規範 C3.4、C3.5 和 C3.6 之規定。當這些負荷假設不適當時，應予審理。

C3.1 應用

C3.1.1 本章所規定之材料尺寸適用於鋼、鋁合金或玻璃纖維強化塑膠所建之船舶。

C3.1.2 本章適用於單體船、雙體船、水面效應船、氣墊船及水翼船等船型。

C3.1.3 如設計新穎之結構或材料，合理之設計方法或相當之基準，可特別考慮。

C3.1.4 下列符號之定義適用於本章：

L  船舶長度，同 Lbp (m) (舯點 L/2) FP  ^前垂標

AP  ^後垂標

B  ^{最大模寬 (m)}

D  模深(m)，量自模基線至最高連續甲板舯點之甲板模線 d  滿載情況之模吃水(m)

  ^{在海水(比重}  1.025)中吃水 d 之模排水量(tones) Cb  ^方塊係數

 /(1.025·L·Bw·d)

V  最大航行速度，單位 knots g  重力加速度 9.81 m/s²

LCG  船舶縱向重心位置 (m)。

稜 線 – 如船舶無明顯稜 線，則以船殼上在該點與船殼之切線與水平面成 50。

船底 – 船殼下方部份位於龍骨至稜 線間者。

船側 – 船殼位於稜 線與主甲板間者。

主甲板 – 船殼最上面完整甲板。

橫跨結構 – 連結兩船體之結構。

橫斜角 – 如船舶無明顯橫斜角，橫斜角取水平線與基線和中心線交點至稜 連線之角度。

C3.2 材料與接合

C3.2.1 通則

.1 所有用於已入級或將入級之高速船之建造用或修理用材料應依照本篇之規定製造、試驗及檢驗。

.2 符合國家或其他適當規格之材料，其材料與本篇之規定幾乎相當者，本中心可同意採用。

C3.2.2 鋼結構

鋼材、鍛件及鑄件之材料規定應符合本中心鋼船規範第 XI 篇之規定。

C3.2.3 鋁合金結構

鋁合金之材料規定應符合本中心鋼船規範第 XI 篇之規定。

關於鋁合金之銲接，建議參考下列標準：

.1 JIS Z3604 “Recommended Practice for Inert Gas Shielded Arc Welding of Aluminum Alloy”

.2 AWS Structural Welding Code-Aluminum.

C3.2.3.1 用於船體結構、鍛件及鑄件之鋁合金

.1 使用鋁合金時可參考 RRIAD (Registration Record of International Alloy Designation) 之相關數據。

.2 當建造鋁合金船所使用之鋁合金，其物理特性應遵循本中心規範之規定。

.3 5000系列之鋁鎂合金或6000系列之鋁鎂矽合金可適用於本中心規範(鋼船規範第 XI 篇)。

.4 當使用6000系列合金或壓製成形之鋁合金，製作暴露於海水大氣環境中之零件時，將由本中心個別考 慮其適當之保護性塗裝。

.5 除了 C3.2.3.1.3所述表格所列出之鋁合金外，其他規格(製造方式、化學成分、溫度、機械性質、銲接 等)及適用範圍之鋁合金亦可由本中心考慮審核之。

.6 當進行結構銲接時，鋁合金及銲接程序應依照本中心相關規範進行之。

.7 鍛件及鑄件之化學成分及機械性質，應由本中心個別考慮之。

.8 當結構處於低溫之操作環境中，或用於其他特別用途時，本中心將予以特別考慮之。

.9 除非另有規定，鋁合金之楊氏彈性係數為70000 N/mm²，波松比為0.33。

C3.2.3.2 銲接對機械特性之影響

.1 經硬化處理(5000系列非0及非 H111狀態)或經熱處理(6000系列)之鋁合金，其機械強度會因銲接加熱而 局部降低。

.2 因此銲接結構之母材機械性質之降低，應於熱影響區域予以考慮之。

- 30 - CR CLASSIFICATION SOCIETY .3 5000系列鋁合金在0狀態(退火)或 H111狀態(退火壓平(annealed flattened))，不會因銲接造成銲接區域機

械強度之下降。

.4 5000系列鋁合金在0及 H111以外之狀態下，會因銲接造成機械特性之降低，但如經過調整則可考慮較 高之機械特性。

.5 6000系列鋁合金於銲接鄰近區域會有機械強度降低之情形，而機械特性通常應由供應者標明之。

C3.2.3.3 抗腐蝕之塗裝

.1 以鋁合金製造之結構件，建議應施以適當之塗裝。

.2 任何鋼與鋁合金之直接接觸應予以避免(例如墊以鋅板或鎘板，或將鋁合金施以適當之塗裝)。

.3 凡接合處使用鋁護面鋼板或型材時，應經本中心同意。

C3.2.4 銲接

有關銲接應符合本中心鋼船規範第 XII 篇之規定。

C3.2.5 纖維強化塑膠(FRP)結構

有關 FRP 材料規定應符合本中心玻璃纖維強化塑膠船舶規範之規定。

C3.3 設計垂向加速度

C3.3.1 於船舶重心位置之設計垂向加速度，acg需由設計者根據設計實務以確定之，設計垂向直加速度係預期海 況 1/100 最高加速度之平均值。

C3.3.2 船舶之垂向加速度 acg與有義波高 H1/3及船速 V 之關係如下：

a_cg=7.6τ × 10⁻⁶ dC_b (12H1

3+ B_W) (50 − β_cg) ( V

√LW

)

2

g

其中：

Cb  方塊係數 d  吃水(m) H1/3  有義波高(m)

cg  在LCG之橫斜角(度)，應取10°至30°

  船速V之仰角(度)，應取大於4º之值 V  船速，(節)

BW  最大水線寬，如為多體船，則為單體之寬度 LW  在吃水 d 之水線長 (m)

acg  船舶LCG處之1/100最大加速度平均值，以g為單位，(其中 g  9.81m/s²)。

C3.3.3 允許船速與有義波高之關係須於「船舶操作手冊」中載明，且應於駕駛台以圖板顯示。

C3.3.4 設計者需根據如下表所示之航行限制假設可能遭遇之波高。

表 C3.3.1

營運水域 有義波高 Fs*

無限制營運水域 H1/3  4.0 m 1.0 限制營運水域 H1/3  4.0 m 0.7 H1/3  2.0 m 0.5 平水海況營運水域 H1/3  0.5 m 0.3

* Fs  航行限制因子 H1/3 = 有義波高

C3.3.5 在 LCG 以外之縱向位置之設計垂向加速度須根據下式：

ax  kv．acg

其中：

acg  在 LCG 垂向加速度，如 C3.3.2 所述 kv  垂向加速度之縱向分佈因子，如圖 C3.3.1

圖 C3.3.1 加速度分佈因子 kv

C3.4 設計壓力

C3.4.1 在 LCG 處作用於船底之波擊壓力應取：

Pcg=100∆

LWB ∙ (1 + acg)Ka kN/m² 其中：

acg  在 LCG 處設計之垂向加速度(g) Ka  衝擊區之設計因子

 0.62 − 0.47r^0.75− 10 r^0.75+ 10 r  1000A_D

AR

AD  設計面積(cm²)，對板材，為船殼板格架，但不超過2S²，對縱通材、橫通材及縱肋，為其所支持之外 板面積但不小於0.33l²。其中S指縱通材或肋骨之間距 (單位cm)，而 l 指內構材無支撐跨距長度，見 C3.7.3.1 (單位cm)

AR  參考面積 (cm²)

 7000∆ d

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 FP 2.0

1.0 0.8

AP kv

- 32 - CR CLASSIFICATION SOCIETY C3.4.2 縱向位置之設計波擊壓力在 LCG 以外應如下式：

P_x= P_cg(1 + ax

1 + a_cg) (70 − βx

70 − β_cg) 其中：

acg , cg  如 C3.3.2 所述

x  於任何縱向位置之橫斜角取 10~50

ax  於任何縱向位置之垂向加速度如 C3.3.5 所述 Pcg  於 LCG 處，波擊壓力如 C3.4.1 所述

C3.4.3 作用於露天甲板之壓力應按下式計算：

Pd  0.2L + 7.6 kN/m² C3.4.4 作用於非暴露甲板之壓力應按下式計算：

Pd  0.1L + 6.1 kN/m² C3.4.5 作用於封閉住艙甲板之壓力應按下式計算：

Pd  5.0 kN/m²

C3.4.6 如甲板設計以載運甲板貨物，則作用於甲板之壓應按下式計算。

Pd  W (1 + 0.5ax) kN/m² 其中：

W 甲板貨物負荷(kN)

ax  船舶所考慮縱向位置之垂向加速度(g)

C3.4.7 作用於上層建築及甲板室前壁之壓力如下：

Ph  24.0 kN/m² 對板與加強材

C3.4.8 作用於上層建築及甲板室側壁及後壁之壓力如下：

Ph  13.0 kN/m² 對板 Ph 10.0 kN/m² 對加強材

C3.4.9 作用於甲板室頂上對板及加強材之壓力如下：

Ph  7.0 kN/m²

C3.4.10 作用於防碰艙壁及水密艙壁之壓力應計算如下：

Ph  10h kN/m² 其中：

h  從考慮點至一艙壁甲板中央之高度(m)。

C3.4.11 作用於艙櫃周圍之壓力如下：

Ph  10h kN/m² 其中：

h  從考慮點至下列各式中最大者之最大高度：

(1)從櫃頂算起2/3空氣管高度。

(2)至露天甲板2/3距離。

(3)0.01L + 0.15 (m) (4)0.46m

C3.4.12 作用於橫跨結構之波擊壓力應按下式計算：

P = K1K2VVR(1 −G_A H1 3

) kN/m²

其中：

GA  氣隙，橫跨甲板下邊離最輕載吃水線之高度(m) K1  縱向分佈因子如圖 C3.4.1 所示。

圖 C3.4.1 K1

K2  橫跨甲板衝擊因子

 0.17 用於有保護結構

 0.33 用於無保護結構 V  船速(knots)

VR  8H1 3

√LW

+ 2 (knots) H1/3  如 C3.3.2 定義

C3.4.13 作用於船底之海水壓力應按下式計算：

Ph  10(FsH + d) kN/m² 其中：

Fs  表 C3.3.1 所示之航行限制因子 H  波浪參數

 0.0172L + 3.653 (m) d  模吃水(m)

C3.4.14 作用船側外板之海水壓力應按下式計算：

Ph  10(FsH + h) kN/m² 其中：

Fs, H  如 C3.4.13 所述

FP 2.0

1.0

AP 0.75

- 34 - CR CLASSIFICATION SOCIETY h  如負荷點低於設計水線，則為負荷點至設計水線之高度；如負荷點高於設計水線則為 0。

C3.5 船樑強度

C3.5.1 對於 L  50 m 或 L/D  12 之船舶，於高速航行狀況之船樑縱向強度如 C3.5.4 所述，於排水狀況如 C3.5.5 所述，均應加以審核。

C3.5.2 對於雙體船及水面效應船，其橫向強度如 C3.5.7 所述，及橫跨結構之扭轉強度如 C3.5.8 所述，均應加以 審核。

C3.5.3 對於水翼船，其縱向強度應計算從排水、升起模式至翼航，最嚴重之情況。

C3.5.4 高速航行狀況之縱向彎矩應假設如下式。

MBH  MBS  0.55L(Cb+0.7)(1+acg) kN-m 其中：

MBH  縱向舯拱彎矩 MBS  縱向舯垂彎矩

C3.5.5 排水航態之縱向彎矩應假設如下：

MBH  MSW + 0.19CWL²BCb kN-m MBS MSW + 0.11CWL²B(Cb + 0.7) kN-m 其中：

L, B, Cb應按 C3.1.4 定義

MSW  最危險負荷狀態之靜水彎矩(kN-m) CW  6 + 0.02L

C3.5.6 剪力應假設如下：

T_B=4MB

L kN 其中：

MB  如 C3.5.4 及 C3.5.5 適用之 MBH及 MBS之大者 L  如 C3.1.4 定義

C3.5.7 L 50 m 雙體船之橫向彎矩應假設如下：

M_B=∆b ∙ a_cg

5 ∙ g kN − m 其中：

b  兩船體中心線間之橫向距離 g,   如 C3.1.4 定義

acg  如 C3.3.2 定義

C3.5.8 L  50 m 雙體船之橫向彎矩應假設如下式：

MB  MS (1 + acg) kN-m MB  MS + Fy (z – 0.75T) kN-m 其中：

MS  靜水橫向彎矩(kN-m)

Fy  沒入水中船體之水平分裂力

- 36 - CR CLASSIFICATION SOCIETY

剪切應力：

τ =0.35σy

KmKs

等效組合應力：

σ_all =0.80σ_y K_mK_s 其中：

y  材料之降伏強度(N/mm²)。

Km  與材料有關之係數：

 1.00，鋼結構。

 2.15，鋁合金結構。

Ks  安全係數，其設定如下：

 1.00，組合之負荷狀況時。

 1.25，靜水狀況時。

.2 對非金屬結構時，容許應力將由本中心另行訂定。

C3.7 鋼船及鋁合金船

C3.7.1 通則

本節規定關於船體結構寸法之要求(板、加強材、主要支持構件)，而作用於此結構之負荷則按照 C3.4 之規定計 算。

C3.7.2 板

外板、甲板或艙壁之板厚不可小於 C3.7.2.1 至 C3.7.2.3 中所計算之較大值：

C3.7.2.1 對應於側向負荷之板厚

t = sk1√ Pk₂

1000σa mm 其中：

s  板之較小邊長(mm)。

k1  彎板之修正係數，如表 C3.7.1 所示。

h  如圖 C3.7.1 所示(mm)。

P ^ C3.4 所規定之設計壓力(kN/m²)。

k  _1+0.623(^0.5 s 𝑙)⁶

a  容許應力，如表 C3.7.2 所示(N/mm²)。

l  板之較長邊(mm)。

表 C3.7.1

h/s k1

0 ~ 0.03 1.0 0.03 ~ 0.1 1.1 - 3 ∙ h/s

 0.1 0.8

- 38 - CR CLASSIFICATION SOCIETY 圖 C3.7.1

彎板之曲率量測

s h

表 C3.7.2

- 40 - CR CLASSIFICATION SOCIETY

表 C3.7.4

- 42 - CR CLASSIFICATION SOCIETY I  船樑之慣性矩(cm⁴)。

.4 挫曲強度判定基準

c W

C3.7.3.3 最小厚度

腋板及面板之厚度不可小於下列公式之計算值：

.1 腋板 t =dW

C √σ_y

σ_d mm 其中：

t  要求最小厚度(mm)。

dW  腋板之深度(mm)。

C  70，鋼材。

 35，鋁合金材。

y  降伏強度(N/mm²)。

d  235 N/mm²，鋼。

 127.6 N/mm²，鋁合金。

.2 面板 t =bf

C√σ_y

σ_d mm 其中：

y, d 如 C3.7.3.3.1所定義。

t 要求最小厚度(mm)。

bf  面板之突出寬度(mm)，如圖 C3.7.2。

C  12，鋼。

 9 ，鋁合金。

圖 C3.7.2 bf 定義

C3.8 纖維強化塑膠船

C3.8.1 通則

.1 本節規定關於船體結構寸法之要求(板、加強材、主要支持構件)，而作用於此結構之負荷則按照 C3.4

之規定計算。

- 44 - CR CLASSIFICATION SOCIETY

表 C3.8.2

- 46 - CR CLASSIFICATION SOCIETY 其中：

P、s 及 l 如 C3.7.3.1 所定義。

a  表 C3.8.3 所訂定之容許應力(N/mm²)。

C3.8.4.2 慣性矩

包含接合板之縱向材、加強材、橫向肋板或縱桁，其慣性矩不可小於下式計算值。

I =52000Ps𝑙³

ETC cm⁴ 其中

P、s 及 l 如 C3.7.3.1 所定義。

ETC  材料之拉張及壓縮模數之平均值 (N/mm²)。

註：u  極限抗拉應力(N/mm²)。

C3.9 舵

C3.9.1 通則

.1 本節之規定適用於具矩形或梯形舵葉且無缺角之舵，其他型式之舵將由本中心個別予以考慮之。

.2 如於高速航行時，將以最大舵角操作時，必須由設計者根據直接計算之結果來設計，而此計算結果將 由本中心個別予以考慮是否接受。

.3 所有與舵之材料、負荷及寸法相關之規定，均依照本中心鋼船規範第 II 篇第24章之規定。

.3 所有與舵之材料、負荷及寸法相關之規定，均依照本中心鋼船規範第 II 篇第24章之規定。

在文檔中 高速船建造與入級規範 2019 (頁 44-0)