船舶在航行过程中可能发生碰撞、搁浅等事故,造成船体破损,严重时会造成人员伤亡、经济损失和环境污染。随着大吨位船舶数量的激增和坏境保护意识的加强,业界对破损后船体结构剩余极限强度(即残存强度)的要求不断提高,残存强度作为船舶安全性的重要指标逐渐受到关注和重视。开展船体梁极限与残存强度研究对于保障海上生命和货物的安全,减轻环境污染有着重要的理论意义和实用价值。中国船级社即将实施的油船和散货船协调版共同结构规范(Harmonized Common Structural Rules for Bulk Carriers and Oil Tankers,简称CSR-H)规定采用Smith方法计算船体梁极限强度和残存强度,非线性有限元方法可作为替代方法使用。本文采用非线性有限元法计算船体梁极限强度和残存强度、分析研究侧向荷载作用和双层底效应。主要内容如下:(1)进行了极限强度非线性有限元方法的研究,并与Smith方法的结果作了比较,为后续的分析打下了基础。(2)研究了侧向荷载对船体梁极限强度的影响,对比分析1跨、1舱、3舱模型在四种侧向荷载状态下的极限强度,揭示了双层底效应的实质。(3)通过一跨碰撞、搁浅模型,研究横向破损范围、位置、支撑对残存强度的影响,通过一跨、三跨、五跨和一舱模型研究纵向破损范围对残存强度的影响。(4)研究CSR-H极限强度、残存极限强度Smith法的衡准。分析讨论了单跨、一舱模型的极限强度及残存极限强度有限元法的安全因子。