Câu hỏi và đáp án ôn tập môn ổn định tàu

ÔN TẬP MÔN ỔN ĐỊNH TÀU
Đề thi có 2 câu lý thuyết (5 điểm) và 2 câu bài tập (5 điểm).
A. LÝ THUYẾT
1. Trình bày khái niệm ổn định ban đầu (góc nghiêng nhỏ), cơng thức tính chiều cao thế vững

GM và cách điều chỉnh GM. (vẽ hình minh hoạ)
2. Cách xây dựng đường cong ổn định tĩnh. Các yếu tố của đường cong. Tiêu chuẩn ổn định theo
IS code 2008 cho tàu hàng khô. (vẽ hình minh hoạ)
3. Nêu các bước dựng đường cong cánh tay đòn ổn định tĩnh và các yêu cầu theo tiêu chuẩn theo
IS code 2008 cho tàu hàng khô? (vẽ hình minh hoạ)
4. Cách tính các diện tích dưới đường cong Gz và tiêu chuẩn ổn định theo IS code 2008 cho tàu
hàng khô? (vẽ hình minh hoạ)
5. Khái niệm “Lắc cứng” và “Lắc mềm” trong ổn định tàu là gì? Nêu hiện tượng và cách khắc
phục.
6. Nêu ảnh hưởng của két chứa chất lỏng không đầy tới thế vững ban đầu của tàu và cách hạn
chế ảnh hưởng của nó. (vẽ hình minh hoạ)
7. Các nguyên nhân gây nghiêng tàu, cách xử lý khi tàu nghiêng.
8. Nêu khái niệm, định nghĩa các mớn nước của tàu và mối quan hệ của các mớn nước này.
9. Trình bày cách tính toán xác định hiệu số mớn nước của tàu từ sơ đồ xếp hàng và các biện
pháp điều chỉnh.
10. Trình bày khái niệm và cách xác định mớn nước tương đương từ mớn nước đọc. (vẽ hình
minh hoạ)
11. Phân tích ảnh hưởng của tỉ trọng nước nơi tàu đỗ tới mớn nước và tư thế của tàu. Nêu các
công thức liên quan.
12. Thiết lập công thức tính toán sự thay đổi mớn nước của tàu khi dịch chuyển hàng trên tàu.
13. Thiết lập công thức tính toán sự thay đổi mớn nước của tàu khi nhận/dỡ một lô hàng nhỏ.
14. Trình bày cách kiểm tra sức bền dọc thân tàu bằng phương pháp tính toán?
15. Trình bày cách kiểm tra sức bền cục bộ và biện pháp khắc phục nếu cần?
B. BÀI TẬP
1. Tính toán ổn định tàu:
- Tính GM cảng đến;

- Tính toán lượng hàng tối đa có thể xếp thêm để đạt GM tối thiểu;
- Tính GM sau khi xếp/dỡ hàng hoặc bơm ballast.
2.
-

Tính toán mớn nước:
Tính lượng hàng tối thiểu phải dỡ và vị trí lơ hàng đó để tàu vào cảng an toàn;
Tính lượng hàng tối đa có thể xếp thêm để đạt mớn nước/hiệu số mớn nước mong muốn;
Tính lượng hàng tối thiểu phải dỡ để tàu vào cảng an toàn;
Tính mớn nước mới sau khi xếp/dỡ/di chuyển hàng;
Bài toán trimming, tính lượng hàng xếp vào từng hầm để đạt mớn nước mong muốn.

3. Tính toán nghiêng tàu:
- Tính toán lượng balast phải bơm hoặc lượng hàng phải di chuyển/xếp/dỡ để tàu cân bằng
-

không nghiêng;
Tính bị nghiêng do hàng rơi xuống biển, tính lượng hàng bị rơi xuống biển.


C. BÀI TẬP:
Bài tâp 1:
Một tàu có trọng lượng tàu không DL = 2083T và chiều cao trọng tâm tàu khơng KGL = 7,0m.
Hầm 1 xếp 2580T hàng có chiều cao trọng tâm trọng KG1 = 5.40m,
Hầm 2 xếp 2670T hàng có KG2 = 5,33m,
Nhiên liệu F/O = 250T có KG3 = 0,71m
Nhiên liệu D/O = 200T co KG4 = 7,30m
Nước ngọt sinh hoạt F/W = 350T có KG5 = 5,22m.
- Hãy tính chiều cao trong tâm KG của tàu?
- Tàu nói trên chạy biển 10 ngày tiêu thụ hêt: F/W=80T, F/O=150T, D/O=10T. Hãy tính chiều cao trọng tâm

KG của tàu tại cảng đến.
Bài tập 2:
Một tàu có trọng lượng tàu không DL = 2083T và chiều cao trọng tâm tàu khơng KGL = 7,0m.
Hầm 1 xếp 2750T hàng có chiều cao trọng tâm trọng KG1 = 5.40m,
Hầm 2 xếp 2800T hàng có KG2 = 5,33m,
Nhiên liệu F/O = 200T có KG3 = 0,71m
Nhiên liệu D/O = 150T co KG4 = 7,30m
Nước ngọt sinh hoạt F/W = 250T có KG5 = 5,22m.
- Hãy tính chiều cao trong tâm KG của tàu?
- Thuyền trưởng yêu cầu dịch chuyển một khối hàng 500T từ trên boong có KG 1 = 9,2m xuống dưới hầm có
KG2=3,1m. Hãy tính chiều cao trọng tâm KG của tàu sau khi dịch chuyển khối hàng trên.
Bài tập 3:
Một tàu có trọng lượng tàu khơng DL = 2083T, chiều cao trọng tâm tàu không KGL = 7,0m.
Hầm 1 xếp 2580T hàng có chiều cao trọng tâm trọng KG1 = 5.40m,
Hầm 2 xếp 2670T hàng có KG2 = 5,33m,
Nhiên liệu F/O = 250T có KG3 = 0,71m
Nhiên liệu D/O = 200T co KG4 = 7,30m
Nước ngọt sinh hoạt F/W = 350T có KG5 = 5,22m.
- Hãy tính chiều cao trong tâm KG của tàu?
- Tàu nói trên chạy biển 10 ngày tiêu thụ hêt: F/W=80T, F/O=150T, D/O=10T. Hãy tính chiều cao trọng tâm
KG của tàu tại cảng đến (giả thiết chiều cao trọng tâm các lượng tiệu thụ không thay đổi) .
Bài tập 4:
Một tàu có lượng chiếm nước hiện tại là 10.000Tấn, KG=6m, KM= 7,4m phải chạy một quãng đường dài 19
ngày, mỗi ngày tiêu thụ 26T dầu F/O có KG f=0,5m. Tìm lượng hàng xếp tối đa có thể xếp thêm (tại
KG=10m) để cho GM tại cảng đích ln lớn hơn 0,3m?
Bài tập 5:
Một tàu có lượng chiếm nước D=6945T, LPP=99m, mớn mũi df = 4,85m, da = 6,47m.
Tàu phải vào cảng hạn chế mớn nước 6,0m để trả hàng. Hãy tính lượng hàng tối thiểu phải dịch chuyển từ
Hold 2 (LCG=12,95m) về Hold 1 (LCG= - 22.49m) để tàu vào được cảng. Đồng thời tính giá trị của môment gây chúi?
Biết LCF = 0m; TPC = 14.1T; MTC = 69,7 T/m.

Bài 6:
1./ Một tàu có lượng chiếm nước D=7195T, LPP=99m, mớn mũi df =5,35m, da = 6,32m.


Tàu phải vào cảng hạn chế mớn nước 6,0m để trả hàng. Hãy tính lượng hàng tối thiểu phải dỡ khỏi Hold 2
(LCG=12,95m) để tàu vào được cảng.
Biết LCF = 0m; TPC = 14.1T; MTC = 69,7 T/m. (nước mặn tiêu chuẩn).
2./ Cùng các điều kiên trên, nhưng khác là cảng dỡ hàng là nước ngọt (tỷ trọng =1) và hạn chế mớn 6m. Hãy
tính lượng hàng phải dỡ ở tâm F?
D.

1.

LÝ THUYẾT

Trình bày khái niệm ổn định ban đầu (góc nghiêng nhỏ 100~150), cơng thức tính chiều
cao thế vững GM và cách điều chỉnh GM. (vẽ hình minh hoạ)
*Ổn định là khả năng trở lại vị trí cân bằng ban đầu sau khi lực tác động của ngoại lực ngưng
tác động.
Ngoại lực có hai loại
+ Lực tĩnh: nhận thêm hàng, dự trữ
+ Lực động: sóng, gió giật…
Ổn định ban đầu/ ổn định ở góc nghiêng nhỏ 10 0~150 là ổn định ngang tĩnh liên quan đến đến góc
nghiêng nhỏ của tàu.
*Công thức tính chiều cao thế vững GM:
GM = KM – KG
Trong đó:

KM tra bảng thủy tĩnh, đối số là D hoặc mớn nước (draft)
DL, KGL trong sổ tay ổn định của tàu

tổng khối lượng các thành phần thay đổi trên tàu
*Cách điều chỉnh GM:
* Một số cách hiệu chỉnh chiều cao thế vững GM :
+ Dịch chuyển hàng theo chiều thẳng đứng :
Khi dịch chuyển một khối lượng hàng "w" đi một đoạn "h" theo chiều thẳng đứng thì chiều cao
thế vững thay đổi một lượng là:
w× h
∆GM =
D
ΔGM < 0 khi hàng được dịch chuyển từ thấp lên cao.
ΔGM > 0 khi hàng được dịch chuyển từ cao xuống thấp.
Trường hợp tàu đã đầy hàng thì có thể áp dụng phương pháp đổi chỗ hai lô hàng có cùng thể tích
nhưng trọng lượng khác nhau. Lúc đó w chính là độ chênh lệch trọng lượng giữa hai khối hàng còn h
sẽ là khoảng cách giữa trọng tâm của hai khối hàng này.


Trường hợp xếp hoặc dỡ một lơ hàng có trọng lượng là "w" vào một vị trí nào đó thì chiều cao
thế vững sẽ thay đổi một lượng bằng:
w× h
∆GM =
D±w
Trong đó: h là khoảng cách giữa trọng tâm lơ hàng với trọng tâm G của tàu. Lấy dấu (+) nếu xếp
thêm; Lấy dấu ( - ) nếu dỡ hàng.
+ Bơm xả nước Ballast:
Khi bơm vào hoặc xả ra một lượng nước Ballast có trọng lượng "w" tấn thì chiều cao thế vững
thay đổi một lượng là :
∆GM =

w
∆d



×d ±
− GM 1 − z1 
D±w 
2


Xét dấu cho ΔGM:
Trường hợp bơm vào: Nếu z1 < KG thì ΔGM > 0; Nếu z1 > KG thì ΔGM < 0.
Trường hợp bơm ra: Nếu z1 < KG thì ΔGM < 0; Nếu z1 > KG thì ΔGM > 0.
Trong đó :
KG là chiều cao trọng tâm tàu trước lúc bơm xả Ballast.
GM1 là chiều cao thế vững ban đầu.
Z1 là chiều cao trọng tâm khối nước.
Δd là lượng thay đổi mớn nước của tàu sau khi bơm xả ballast.
2.
Cách xây dựng đường cong ổn định tĩnh. Các yếu tố của đường cong. Tiêu chuẩn ổn
định theo IS code 2008 cho tàu hàng khô. (vẽ hình minh hoạ)
*Cách xây dựng đường cong cánh tay đòn ổn định tĩnh GZ
Bước 1: Tính chiều cao trọng tâm KG (có tính ảnh hưởng của mặt thoáng chất lỏng)
Bước 2: Lập bảng tính với các góc nghiêng
Bước 3: Dựng đường cong GZ
Bước 4: Đánh giá ổn định theo tiêu chuẩn IS Code
*Các yếu tố của đường cong:
Phạm vi ổn định (range of stability)
GZmax tại ϴmax
GM
Diện tích dưới đường cong
*Tiêu chuẩn ổn định theo IS Code 2008, part A, chapter 2_2.2: tiêu chuẩn cho mọi tàu:

A1 diện tích không nhỏ hơn 0.05m – rad
A2 diện tích không nhỏ hơn 0.03m – rad
(A1 + A2) không nhỏ hơn 0.09m – rad
GZ ở góc nghiêng 30 ít nhất bằng 0.2m
ϴmax không nhỏ hơn 25
G0M không nhỏ hơn 0.15m
- Chiều cao ổn định ban đầu không nhỏ hơn 0,15m ( trừ tàu gỗ và tàu cá có quy định bổ sung)
- Trên đường cong cánh tay đòn hồi phục, diện tích dưới đường cong trong phạm vi góc nghiêng
ngang từ 0-30 độ, không được nhỏ hơn 0,055m.rad
- Diện tích dưới đường cong cánh tay đòn hồi phục trong phạm vi góc nghiêng ngang từ 0-40 độ
hoặc góc ngập nước khơng được nhỏ hơn 0,090m.rad
- Diện tích dưới đường cong cánh tay đòn hồi phục trong phạm vi góc nghiêng ngang từ 30-40 độ
hoặc góc ngập nước, lấy góc nào nhỏ hơn, không được nhỏ hơn 0,030m.rad.


- Cánh tay đòn hồi phục tại góc nghiêng ngang 30 độ, khơng được nhỏ hơn 0,20m
- Góc tương ứng với cánh tay đòn hồi phục cực đại tốt nhất nên lớn hơn 30 độ, ít nhất không được
nhỏ hơn 25 độ.
- Thõa mãn những yêu cầu tiêu chí đánh giá về thời tiết ( chỉ thích hợp với tàu có chiều dài ≥24m )


Nêu các bước dựng đường cong cánh tay đòn ổn định tĩnh và các yêu cầu theo tiêu
chuẩn theo IS code 2008 cho tàu hàng khô? (vẽ hình minh hoạ)

3.


Cách tính các diện tích dưới đường cong Gz và tiêu chuẩn ổn định theo IS code 2008 cho
tàu hàng khô? (vẽ hình minh hoạ)

4.

* Quy tắc Simpson số 1:
- Có 3 tung độ A, B, C ứng với 3 hoành độ a, b, c. Các hoành độ cách nhau một khoảng đều nhau là
h.
- Gọi S là diện tích giới hạn bởi đường cong ABC, trục hoành và hoành độ a và c. S được tính như
sau
* Quy tắc Simpson số 2:
- Tương tự như quy tắc simpson 1, nhưng thay vì 3 giá trị hoành độ mà sẽ là 4 giá trị hoành độ a, b,
c, d cách đều nhau khoảng cách là h. Tương ứng sẽ có 4 giá trị tung độ A, B, C, D.
- Diện tích dưới đường cong ABCD giới hạn bởi hoành độ a và d được tính:
Khái niệm “Lắc cứng” và “Lắc mềm” trong ổn định tàu là gì? Nêu hiện tượng và cách
khắc phục. (Ổn định tàu p.53, Lý thuyết tàu p.80)
Quan hệ giữa chu kỳ lắc ngang của tàu và chiều cao tâm ổn định:

5.

Trong đó:

T chu kỳ lắc, chấp nhận trong khoảng 15s - 25s
B chiều rộng tàu
C hệ số thực nghiệm 0,7 ≤ C ≤ 0,82

Standard:

- Tàu hàng thông thường (l ≥ 24m) GM ≥ 0,15m
- Tàu vận chuyển xá tràng hạt GM ≥ 0,3m

a) Lắc cứng (stiff): tình trạng tàu lắc với biên độ lớn nhưng chu kỳ nhỏ do giá trị GM rất lớn.
- Hiện tượng: Tính ổn định của tàu tốt, thời gian tàu lấy lại vị trí cân bằng ban đầu quá nhanh,

- Cách khắc phục: Giảm GM  nâng G  nâng vị trí hàng, tăng sức nổi của tàu: tăng thể tích khoang
trống của ballast
b) Lắc mềm (tender): tình trạng tàu lắc với biên độ lớn kèm chu kỳ lớn do giá trị GM rất nhỏ.
- Hiện tượng:Tính ổn định của tàu kém, thời gian tàu lấy lại vị trí cân bằng ban đầu quá chậm.
- Cách khắc phục: Tăng GM  giảm G  hạ thấp vị trí hàng hóa, giảm sức nổi của tàu: bơm nước vô
két ballast


Nêu ảnh hưởng của két chứa chất lỏng không đầy tới thế vững ban đầu của tàu và cách
hạn chế ảnh hưởng của nó. (vẽ hình minh hoạ) (trang 67. Ổn định tàu)
* Ảnh hưởng:
- Làm cho trọng tâm của tàu nâng cao, giảm tính ổn định

6.

*Cách hạn chế ảnh hưởng
- Nguyên lý: giảm momen mặt thoáng tự do bằng cách
+ Chia nhỏ các két và lập các vách ngăn dọc.
+ Hạn chế các két, ballast không đầy.


Các nguyên nhân gây nghiêng tàu, cách xử lý khi tàu nghiêng.
*Nguyên nhân:
1. G bị lệch khỏi center line:
Nguyên nhân:
+ Ảnh hưởng của vật treo
+ Dịch chuyển hàng hóa trên tàu
2. GM ban đầu âm: (angel of LoLL)
- Tuy GM âm nhưng tàu không lật,
*Khắc phục:

- Xếp hàng khối lượng cân bằng, đối xứng hai bên, nặng dưới cùng, nhẹ lên trên.
- Dằn nước dằn xuống các két đáy để giảm chiều cao KG. Các két đầy nhưng không quá tải.
*Lưu ý:
- Tàu nghiêng mạn nào thì dằn nước bên mạn đó trước. Mục đích giảm chiều cao trọng tâm
G, tạo momen hồi phục trước. GM có thể rất nhỏ, chỉ cần giá trị dương. Sau đó mới dằn nước mạn
đối diện.
 Các nguyên nhân gây nghiêng tàu:
Trong thực tế tàu nghiêng do hai nguyên nhân chính: Một là do sự phân bổ tải trọng trên tàu
và được gọi là nghiêng nội (List). Hai là do tác động của ngoại lực như sự tác động của sóng, gió …
thì được gọi là nghiêng ngoại (Heel).
a Nghiêng nội (list) gây lên bởi sự dịch chuyển tải trọng đã có trên tàu.
Khi dịch chuyển một khối hàng trên tàu thì trọng tâm tàu sẽ dịch chuyển về phía khối hàng dịch
chuyển tới.
Trong trường hợp gây ra góc nghiêng nhỏ thì chúng ta có thể tìm ra mối quan hệ toán học giữa sự
dịch chuyển đó và góc nghiêng như sau:
+ Mơ men do dịch chuyển khối lượng m là: Mshift = m*a
+ Mô men của tàu chống lại sự dịch chuyển khối hàng m là:
MGG1 = D*GG1
+ Ở trạng thái cân bằng mới thì M shift = MGG1. Khi tàu nghiêng ở góc nghiêng nhỏ nên ta coi M cố
định, lúc này ta tính được góc nghiêng
List = arctan(, vì List coi là nhỏ nên Tan(List) = Sin(List) = List
Vậy: List =
Trong trường hợp gây góc nghiêng lớn do điểm M khơng cố định nên khơng thể tính góc nghiêng
nội theo cơng thức trên được, mà phải xác định góc nghiêng bằng phương pháp vẽ họa.
Bước 1: Hoàn thiện đường cong của cánh tay đòn ổn định (GZ);
Bước 2: Tính giá trị cánh tay đòn của mô men dịch chuyển tải trọng (λ0)
7.

λ0 =
Bước 3: Vẽ đồ đường cong f (list) = λ0*cos(list) lên hệ tọa độ vừa thể hiện đường cong GZ;

Giao điểm của hai đường cong này trong khoảng góc nghiêng từ 0-60 sẽ cho ta biết giá trị góc
nghiêng nội cần tìm (List). Đối với việc xác định góc nghiêng nội do việc cẩu hàng gây ra cũng được
tiến hành tương tự.
b Tàu nghiêng do Thế vững ban đầu âm (G0M<0) / Angle of Loll
Thế vững ban đâu âm (GoM <0) không hiểu theo hướng là do sự bố trí hay dịch chuyển tải trọng
trên tàu gây ra, mà nó có thể do sự cung cấp số liệu về hàng hóa xếp xuống tàu khơng chính xác,
hoặc do ảnh hưởng của mặt thoáng chất lỏng, hay do thủng một khoang nào đó trên tàu gây ra.
c Nghiêng tàu do hoạt động cẩu hàng:
Ngay sau khi khối hàng được cẩu lên từ cầu tàu hay từ đâu đó trên boong tàu thì lập tức trọng tâm
tàu sẽ dịch chuyển lên trên làm cho chiều cao tâm nghiêng ngang G 0M giảm. Việc dịch chuyển này
làm cho trọng tâm G của tàu dịch chuyển một đoạn thẳng đứng lên phía trên tới G v:
GGv = .
Trong đó: w là trọng lượng khối hàng; d là khoảng cách từ trọng tâm khối hàng đến cẩu.


Tàu bị nghiêng khi quay trở
Khi tàu có tốc độ quay trở ổn định thì tàu sẽ nghiêng về phía mạn đối diện với tâm vòng tròn quay
trở. Tuy nhiên, ở giai đoạn đầu quá trình quay trở thì tàu lại nghiêng về phía vòng trong quay trở.
 Cách xử lý khi tàu nghiêng
• Xếp hàng cân bằng, đối xứng hai bên, hàng nặng ở dưới, hàng nhẹ ở trên
• Bơm nước dằn xuống các két đáy để hạ trọng tâm G xuống thấp, chú ý dằn đầy các két để tránh ảnh
hưởng mặt thoáng nhưng vẫn phải đảm bảo không làm tàu quá tải.
d

8. Nêu khái niệm, định nghĩa các mớn nước của tàu và mối quan hệ của các mớn nước này.

*Khái niệm, định nghĩa:
- Mớn nước (draft): khoảng cách tính theo phương thẳng đứng từ mép ngoài sống chính (kell) tới
mặt phẳng đường nước quanh tàu.
- dF, dA, dϴ: thước đo mớn nước

- Mớn nước trung bình cộng: khoảng cách từ ki đến đường nước bất kỳ tại mặt phẳng trung tâm tàu
- Mớn nước trung bình thật
- Hiệu số mớn nước (t): dF - dA
- Mạn khô đăng ký (Statutory free board): summer craft đến deck line
- Mớn nổi (Air draft): đường mớn nước đến đỉnh cột cao nhất của tàu
- Dấu chuyên chở (Load line and Plimsoll Mark)
- FC, AC mớn nước trên đường thủy trục

Trình bày cách tính toán xác định hiệu số mớn nước của tàu từ sơ đồ xếp hàng và các
biện pháp điều chỉnh.

9.


- Xét tàu ở trạng thái cân bằng mũi lái: G và B trên một đường thẳng.
Nếu đặt một trọng vật phía sau trọng tâm tàu: G dịch chuyển về sau, B dịch chuyển theo.
Như vậy, “cặp ngẫu lực” trọng lực và lực nổi đã tạo ra momen chúi lái Mc.
Mc = D.GB hay Mc = D.(LCG - LCB)
(*)
GB: cánh tay đòn chúi
Mà giá trị làm thay đổi 1cm hiệu số mớn nước (MTC) được cho trong hồ sơ tàu
Mc = MTC.t
(**)
t: hiệu số mớn nước
Từ (*) và (**) ta được:
D.(LCG - LCB) = MTC.t
 Trim = t =
(m)
Trong đó:
D: lượng chiếm nước

LCB: hoành độ trọng tâm nổi
Trình bày khái niệm và cách xác định mớn nước tương đương từ mớn nước đọc. (vẽ
hình minh hoạ)
*Khái niệm:
- Mớn nước (draft - d): khoảng cách thẳng đứng từ đường nước tới ky tàu. Trong thực tế, tàu có thể ở
tư thế bất kỳ nên khoảng cách này sẽ khác nhau tại vị trí khác nhau trên tàu theo chiều dài.
- df, da, dθ (mớn nước giữa): thước đo mớn nước

10.

- Mớn nước trung bình cộng: khoảng cách từ keel tới đường nước bất kỳ tại mặt phẳng
- Mớn nước trung bình thật
- Hiệu số mớn nước (t-trim): df - da

- Mạn khô đăng ký: khoảng cách từ đường nước mùa hè tới đỉnh cột cao nhất của tàu.
- Dấu chuyên chở: loadlines và Plimsoll Marks
- Fc, Ac mớn nước trên đường thủy trục
Các giá trị thủy tĩnh được tính tốn dựa trên mớn nước thật “ở chính giữa tàu và tại các đường
thủy trực của tàu”. Trên thực tế, thước nước thường không nằm trùng tại các đường thủy trực
nên cần phải thực hiện tính tốn quy đổitừ mớn nước đọc (biểu kiến) về mớn nước thật của tàu
khi tính tốn cân chỉnh mớn nước.
Tàu có các mớn nước biểu kiến sau: d ’a (đọc ở lái), d’f (đọc ở mũi), d’m (đọc ở giữa tàu) và hiệu số
mớn nước Trim (t0) = d’a - d’f. Từ mớn nước biểu kiến này ta thực hiện quy đổi về mớn nước thật.
Để phục vụ việc quy đổi này thì trong hồ sơ tàu đã cho trước bảng hiệu chỉnh hoặc khoảng cách
từ thước nước đến các đường thủy trực. Áp dụng các cơng thức về hình học phẳng ta có thể tính
được:
dFP + dFS
2
+ Mớn nước trung bình mũi: dFtb =
dAP + dA¸S

2
dM P + dM S
2
+ Mớn nước trung bình giữa: dMtb =

+ Mớn nước trung bình lái: dAtb =

Trong đó: lf, la, lm lần lượt là khoảng cách từ thước nước tới đường thủy trực mũi, đường thủy trực
lái và mặt phẳng sườn giữa; Lmm là khoảng cách giữa thước nước mũi và thước nước lái.
Trường hợp có sóng to hoặc gió thì khó đọc mớn nước một cách chính xác cả hai mạn. Khi đó ta
có thể chọn một mạn êm sóng, gió thuận tiện cho việc đọc mớn nước (ví dụ mạn trái), cịn mạn
kia sẽ tính theo công thức: ds = dp x B.tg θ.


Cũng có thể dùng một ống nhựa trong, có đánh dấu bằng một miếng xốp để dễ đọc và thả ống
xuống nước cạnh vị trí thước mớn nước. Khi đó việc đọc mớn nước sẽ dễ dàng vì mực nước trong
ống sẽ ổn định, khơng dao động.
Ngồi ra có thể đọc mớn nước mức cao, thấp nhiều lần và lấy trung bình hoặc chọn thời điểm
nước lặng giữa các đợt sóng để đọc mớn nước.
11. Phân tích ảnh hưởng của tỉ trọng nước nơi tàu đỗ tới mớn nước và tư thế của tàu. Nêu các

công thức liên quan.
Khi tỉ trọng của môi trường nước tăng thì thể tích choáng chỗ sẽ giảm để đảm bảo trọng lượng
của con tàu khơng thay đổi. Mà thể tích chỉ có thể thay đổi thông qua mớn nước, nên để giảm thể
tích thì mớn nước phải giảm.
Cơng thức: = . Trong đó: d1, d2 là mớn nước của tàu với tỉ trọng nước theo thứ tự là SG1, SG2.
Theo định luật Acsimet, khi tàu nổi cân bằng tại một mớn nước nào đó, lực đẩy của nước tác
dụng vào tàu sẽ cân bằng với lượng dãn nước của tàu, đúng bằng trọng lượng của khối nước mà
tàu chiếm chỗ. Gọi thể tích của tàu là V, tỷ trọng nước là γ lúc đó ta có lực đẩy của nước là: F n =

Vx γ.
Khi tàu nổi cân bằng, lực đẩy của nước cân bằng với lượng dãn nước của tàu:
D=Vxγ
Tại vùng nước có tỷ trọng γ1 thể tích chiếm chỗ của tàu là V1. Khi đó D = V1 x γ1
Tại vùng nước có tỷ trọng γ2 thể tích chiếm chỗ của tàu là V2. Khi đó D = V2 x γ2
V1 γ 2
=
V
2
γ1
Như vậy V1 x γ1 = V2 x γ2 hay
Do thể tích ngâm nước của tàu tỷ lệ với mớn nước nên ta có:
d1 γ 2
≈
d2 γ1
Nhận xét: Mớn nước của tàu tỷ lệ nghịch với tỷ trọng nước biển mà tàu hoạt động.
* Tính toán lượng hiệu chỉnh nước ngọt (Fresh Water Allowance- FWA): Đây là độ chênh mớn
nước của tàu giữa hai vùng nước biển (tỷ trọng 1,025 T/m3) và nước ngọt (tỷ trọng 1,000 T/m3).
FWA (mm) = 25 dSW.
Trong công thức trên dSW là mớn nước biển tỷ trọng 1,025 T/m 3 tính bằng mét và có thể dùng cho
mớn nước bất kỳ.
Tại mớn nước đầy tải hoặc gần đầy tải FWA có thể tính qua cơng thức sau:
SummerDisplacement( D)
FWA (mm) =
4TPC
Lưu ý: Trong các hồ sơ tàu, nói chung thơng số FWA (tại mớn nước mùa hè) đều được tính và
cho sẵn trong Capacity Plan hoặc cho trong các hồ sơ khác như Loading Manual, Loading and
Stability Information Booklet...
* Tính lượng hiệu chỉnh nước lợ (Dock Water Allowance-DWA):
DWA (mm ) =

FWA × (1025 − γ )
25


Trong đó γ là tỷ trọng nước lợ nhân với 1000.
Công thức này chỉ áp dụng đối với mớn nước bằng hoặc gần bằng mớn nước mùa hè.
12. Thiết lập công thức tính toán sự thay đổi mớn nước của tàu khi dịch chuyển hàng trên tàu.

Khi dịch chuyển một lượng hàng w theo chiều dọc thân tàu sẽ tạo ra một moment chúi:
Mc = w*l
(l: khoảng cách dịch chuyển w)
Moment Mc tạo ra sự thay đổi về hiệu số mớn nước:
∆t =
hay
∆t =
Do đó:
∆Ac = (
+ Lấy dấu “+” khi F nằm trước mặt phẳng sườn giữa
+ Lấy dấu “-” khi F nằm sau mặt phẳng sườn giữa
∆Fc =
+ Lấy dấu “-” khi F nằm trước mặt phẳng sườn giữa
+ Lấy dấu “+” khi F nằm sau mặt phẳng sườn giữa
13.

Thiết lập công thức tính toán sự thay đổi mớn nước của tàu khi nhận/dỡ một lô hàng

nhỏ.
*TH1: Xếp hoặc dỡ hàng tại vị trí tâm F
Khi đó, khơng có sự thay đổi hiệu số mớn nước mà tàu chỉ bị tăng hoặc giảm đều mớn nước một

lượng bằng:
∆d =
Lúc đó, mớn nước mới của tàu: FC mới = FC ± ∆d
AC mới = AC ± ∆d
*TH2: Xếp hoặc dỡ hàng tại vị trí khác tâm F
Bước 1:
Giả sử xếp lơ hàng có trọng lượng w lên tàu tại vị trí tâm F. Khi đó khơng có sự thay đổi hiệu số mớn
nước mà tàu chỉ bị tăng đều một lượng nước bằng:
∆d =
Bước 2: Dịch chuyển hàng đến vị trí dự định xếp hàng. Khi đó ta tiến hành tính toán như với bài toán
dịch chuyển hàng.
Lúc đó, mớn nước mới sẽ là
+ Trường hợp xếp:
FC mới = FC + ∆d ± ∆FC
AC mới = AC + ∆d ± ∆AC
+ Trường hợp dỡ:
Chú ý: - Lấy dấu (+) hay (-) là tuỳ thuộc vào vị trí xếp lơ hàng.
- Trường hợp dỡ hàng cũng làm tương tự, tuy nhiên ta phải trừ đi giá trị Δd.
* Hiệu chỉnh mớn nước mũi lái bằng bảng tính sẵn:
Ta có thể sử dụng bảng (Trimming Table - Loading Weight 100 tons) hoặc thước biến đổi mớn
nước mũi lái khi xếp (dỡ) 100 tấn hàng.


Trình bày cách kiểm tra sức bền dọc thân tàu bằng phương pháp tính toán?
Kiểm tra sức bền dọc thân tàu là tiến hành kiểm lực cắt (Shearing Force) và mô men uốn
(Bending Moment) tại các mặt cắt ngang của tàu ứng với các trạng thái sóng biển khác nhau.

14.

Still Water

Hogging Wave

Sagging Wave

Hình 3.26: Các trạng thái sóng biển đặc trưng

-

-

- Tàu nằm trên mặt nước yên lặng (Still Water)
- Tàu nằm trên đỉnh sóng (Hogging)
- Tàu nằm trên bụng sóng (Sagging)
Để kiểm tra sức bền dọc thân tàu (Longitudinal Strength) người ta sẽ tính toán lực cắt và mô men
uốn trên mặt nước yên lặng, sau đó vẽ đồ thị lực cắt, mô men uốn và so sánh các giá trị này với giá
trị cho phép theo thiết kế của tàu. Nếu giá trị tính được nằm trong khoảng cho phép thì phương án tải
trọng là đạt yêu cầu.
Công việc kiểm tra sức bền dọc thân tàu gồm có kiểm tra Lực cắt (SF) và Mô men uốn (BM).
Công thức: SF = W – B
BM = Mw – MB
Trong đó:
- W: trọng lượng tại mặt cắt
B: lực nổi tại mặt cắt
Mw : mô men uốn gây ra bởi trọng lượng
MB : mô men uốn gây ra bởi lực nổi
W = Wl + Wd
Mw = Mwl + Mwd
Trong đó:
Wl : trọng lượng tại mặt cắt của tàu không

Wd : trọng lượng của các tải trọng thay đổi
Wwl : mô men uốn bởi trọng lượng của tàu không
Wwd : mô men uốn bởi các tải trọng thay đổi
* Đường vng góc mũi (FP) hoặc đường vng góc lái (AP) là đường cơ sở cho việc tính mơ
men.

Khi đó: SF = Wd + (Wl – B)
BM = Mwd + (Mwl – MB)


Người ta đặt: Sn = Wl – B
Bn = Mwl – MB
Giá trị Sn ,Bn được tính sẵn và lập thành bảng đối với từng mặt cắt đã chọn sẵn để kiểm tra và được
cho trong hồ sơ tàu dựa trên đối số là lượng giãn nước. Các giá trị W d, Mwd sẽ được tính bởi các sĩ
quan hàng hải theo biểu tính đã được cho trong hồ sơ tàu với các tải trọng thực tế tại các mặt cắt
chọn sẵn.
Sau khi tính được SF và BM với mỗi mặt cắt, so sánh với các giá trị lực cắt và mô men uốn cho phép
đồng thời tiến hành vẽ đồ thị SF và BM. Giá trị mô men uốn và lực cắt cho phép được cho trong
hồ sơ tàu (Allowable Value). Nếu SF và BM nằm trong khoảng cho phép thì phương án tải trọng là
đạt yêu cầu.
15.

Trình bày cách kiểm tra sức bền cục bộ và biện pháp khắc phục nếu cần?
Sức bền cục bộ của sàn kết cấu tàu tại vị trí xếp hàng là mặt sàn kết cấu này chịu đựng được áp
lức của hàng hóa phân bổ lên nó. Khả năng chịu đựng này được tín toán và công bố trong hồ sơ
tàu dưới cái tên là Tải trọng cho phép lớn nhất, đơn vị thường là tấn/m2 hay KN/m2. Sức bền cục
bộ phải đợc chú ý khi tàu xếp hàng sắt cuộc, sắt phôi, kiện đồng, các máy móc siêu trọng. Muốn
biết hàng có thể xếp xuống hàng kết cấu được không thì trước tiên phải tính được áp lực của
hàng gây ra trên sàn sau đó so với giá trị tải trọng cho phép tương ứng cho trong hồ sơ tàu. Cơng
thức:

P=
Trong đó:
W: trọng lượng hàng;
S: diện tích mặt tiếp xúc của hàng với sàn.
Áp lực hàng lỏng và hàng rời:
Đối với loại hàng này thì ngoià áp lực trên sàn hầm hàng còn có áp lực của hàng lên vách hầm
hàng. Tuy nhiên, vấn đến này đã thỏa mãn ở công đoạn phân cấp rồi nên việc dùng công thức
thực nghiệm để tính toán giá trị sức bền cục bộ là không cần thiết.
Sức bền cục bộ ở đây có thể hiểu là khả năng chịu đựng được của kết cấu sàn hầm hàng hoặc sàn
boong, nắp hầm hàng khi ta xếp hàng tại các vị trí đó.
Thơng thường, trong hố sơ tàu, người ta thường cho các giá trị về tải trọng phủ (Deck load
Capacity hoặc Tank top Strength hoặc Design Load) của sàn hầm, sàn boong, nắp hầm hàng để
tiện tham khảo cho việc kiểm tra khi xếp hàng.
Ví dụ: Tải trọng thiết kế (Design Load) của tàu "Gemini Forest" như sau:
- Sàn hầm: 10 t/m2
- Boong trung gian: 3.9 t/m2
Khi xếp hàng, chúng ta cần quan tâm đến sức chịu sàn hầm để tránh vượt quá sức chịu. Hàng xếp
cố gắng dàn đều để tránh tập trung ứng suất (Trọng lượng tối đa có thể xếp vào một hầm được
cho trong hồ sơ tàu hoặc có thể tính bằng diện tích sàn hầm nhân với tải trọng thiết kế sàn hầm).
Trường hợp xếp hàng nặng như sắt cuộn, máy biến thế... thì phải có biện pháp chèn lót bằng vật
liệu thích hợp ( ví dụ gỗ kê đủ dầy và dài ) sao cho có thể dàn đều lực nén của hàng, không để
vượt quá sức chịu thiết kế.