kết cấu tàu hàng khô chiều dài 96,7 m

Thiết kế môn học kết cấu tàu
Phần 1. Giới thiệu chung
1.1. Đặc điểm tàu thiết kế
- Tàu thiết kế là tàu hàng khô hoạt động trong khu vực biển không hạn
chế có các thông số sau:
- Chiều dài thiết kế L = 96,7 (m)
- Chiều rộng thiết kế B = 14,0 (m)
- Chiều cao mạn D = 8,8 (m)
- Chiều chìm tàu d = 6,0 (m)
- Hệ số béo thể tích C
b
= 0,77
- Vận tốc tàu V = 13 (hải lý / giờ )
1.2. Quy phạm áp dụng
- Tàu thiết kế có các thông số phù hợp Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia Quy
Phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép (QCVN 21: 2010/BGTVT)
phần 2A. Vậy ta sử dung Quy Phạm này để thiết kế kết cấu cho tàu.
1.3. Vật liệu đóng tàu
- Vật liệu sử dụng để làm tôn vỏ và các cơ cấu gia cờng là thép CT3C có
giới hạn chảy
)(235 MPaR
eH
=
hoặc thép có độ bền và tính năng tơng đơng.
1.4. Thông số máy chính
- Kí hiệu máy chính: MAN B $WL28/32A
- Kích thớc máy: LxBxH = 4340 x1300 x3880

E
P
: Công suất máy : 2000 (CV)

M
D
: Trọng lợng máy : 22,8 (Tấn)
Trang - 1 -
Thiết kế môn học kết cấu tàu
Phần 2. Khoảng sờn, Phân khoang
2.1. Lựa chọn hệ thống kết cấu cho các vùng, các dàn
- Tàu có một boong và đáy đôi
- Khoang hàng:
+ Dàn đáy kết cấu ở hệ thống dọc
+ Dàn boong kết cấu ở hệ thống hỗn hợp, vùng từ hai thanh quây dọc ra
mạn kết cấu hệ thống dọc, vùng trong hai thanh quây dọc kết cấu hệ
thống ngang.
+ Dàn mạn kết cấu ở hệ thống ngang
+ Vách ngang kết cấu gồm nẹp đứng có các nẹp đứng khoẻ
- Khoang máy:
+ Dàn boong, dàn đáy kết cấu ở hệ thống ngang
+ Dàn mạn kết cấu ở hệ thống ngang
+ Vách ngang kết cấu gồm nẹp đứng sống đứng
- Khoang mũi, khoang đuôi:
+ Dàn boong, dàn đáy dàn mạn kết cấu ở hệ thống ngang
+ Vách ngang kết cấu gồm nẹp nằm, sống đứng
2.2. Khoảng sờn (Điều 5.2 QP Tr 216, 217)
- Vùng giữa tàu:
+ Khoảng cách giữa các cơ cấu ngang :

)(4,6434507,96.24502 mmLS =+=+=
+ Khoảng cách giữa các cơ cấu dọc :

)(4,7434507,96.25502 mmLa =+=+=
- Vùng mút tàu: Khoảng cách giữa các sờn ngang không vợt quá khoảng
cách sờn vùng giữa, và 610(mm)
- Vùng khoang máy : Khoảng cách giữa các sờn ngang không đợc vợt quá
khoảng cách sờn vùng giữa.
- Chọn:
+ Khoảng sờn trong vùng đuôi là 600 mm
+ Khoảng sờn trong vùng khoang máy là 600 mm
+ Khoảng sờn trong vùng khoang hàng là 600 mm
+ Khoảng sờn trong vùng mũi là 600 mm
+ Khoảng cách giữa các cơ cấu dọc là 700 mm
2.3. Phân khoang (Điều 11.1 QP Tr 259)
- Số lợng vách kín nớc tối thiểu với chiều dài tàu
7,96=L
là 5. Vậy chọn
số vách kín nớc của tàu là 5.
+ Chiều dài khoang mút:6

)3%5;%8max()10;%5min( mLLLmL
ffmuif
+

mL
mui
)835,7835,4( ữ=
+ Chiều dài khoang máy:
mLL
may
)505,1467,9()%1510( ữ=ữ=

Trang - 2 -
Thiết kế môn học kết cấu tàu
+ Chiều cao đáy đôi tối thiểu
)(908,016/
0
mBd ==
- Chọn:
+ Chiều dài khoang đuôi là 6 (m)
+ Chiều dài khoang máy là 12 (m)
+ Chiều dài của 3 khoang hàng là nh nhau và bằng 24 (m)
+ Chiều dài khoang mũi là 6,7 (m)
+ Chiều cao đáy đôi là 1 (m)
Tên khoang Chiều dài
khoang (m)
Khoảng sờn
(mm)
Số sờn Sờn
Khoang đuôi 6 600 10
0ữ10
Khoang máy 12 600 20
10ữ30
Khoang hàng 1 24 600 40
30ữ70
Khoang hàng 2 24 600 40
70ữ110
Khoang hàng 3 24 600 40
110ữ150
Khoang mũi 6,7 600 11
150ữ161
+ Sơ đồ phân khoang

Khoang
mỏy
Khoang
hng 1
Khoang
hng 2
Khoang
hng 3
Khoang
mui
Khoang
duụi
6000 12000 24000 24000 24000 6700
Sn0
Sn10
Sn30 Sn70 Sn110 Sn150 Sn161
Trang - 3 -
Thiết kế môn học kết cấu tàu
PHầN 3. KếT CấU khoang hàng
3.1. Kết cấu dàn vách
3.1.1. Sơ đồ kết cấu
- Dàn vách khoang hàng kết cấu nẹp đứng có nẹp khoẻ xen kẽ:
+ Khoảng cách giữa các nẹp đứng thờng là 700 (mm)
+ Khoảng cách giữa các nẹp đứng khoẻ là 2100 (mm)
+ Các khoảng cách khác cho trên sơ đồ.
700 700 700 700 2100 2100 2100
2
1
S
S

S S
S
S S
S
S
2000
ì
10
2000
ì
8
2000
ì
8
1800
ì
8
1000
2000 2000 2000 1800

1 - Nẹp thờng 2 - Nẹp khoẻ
3.1.2. Tính chiều dày tôn vách (Điều 11.2 QP Tr 259)
- Chiều dày tôn vách không nhỏ hơn trị số tính theo công thức:

)(5,22,3 mmhSt +=
Trong đó :

)(7,0 mS =
- Khoảng cách giữa các nẹp.
h là khoảng cách từ mép dới tấm đến boong vách tại mặt phẳng dọc

tâm, trong mọi trờng hợp lấy
)(4,3 mh
+)Tấm 1 : có chiều rộng là
)(610
1
mmb
, ta chọn
)(2000
1
mmb =

)(4,3)(08,81
50
14
8,8
50
01
mmh
B
Dh >=+=+=

)(87,915,208,87,0.2,3
1
mmt =++=
, ta chọn
)(10
1
mmt =
+) Tấm 2 : có chiều rộng là
)(2000

2
mmb =

)(4,3)(08,6208,8
112
mmbhh >===

)(02,85,208,67,0.2,3
2
mmt =+=
, ta chọn
)(8
2
mmt =
+) Tấm 3 : có chiều rộng là
)(2000
3
mmb =

)(4,3)(08,4208,6
223
mmbhh >===
Trang - 4 -
Thiết kế môn học kết cấu tàu

)(02,75,208,47,0.2,3
3
mmt =+=
, ta chọn
)(8

3
mmt =
+) Tấm 4 : có chiều rộng là
)(1800
4
mmb =

)(4,3)(28,28,108,4
334
mmbhh <===
, ta lấy
)(4,3
4
mh =

)(63,65,24,37,0.2,3
4
mmt =+=
, ta chọn
)(8
4
mmt =
STT Tấm tôn S (m) h (m) t (mm) Chọn
1 Tấm 1 0,7 8,08 9,87 10
2 Tấm 2 0,7 6,08 8,02 8
3 Tấm 3 0,7 4,08 7,02 8
4 Tấm 4 0,7 3,4 6,63 8
3.1.3. Tính cơ cấu vách (Điều 11.2.3 QP Tr 260)
a. Nẹp thờng
- Mô đun chống uốn của tiết diện nẹp vách:

)(6,41308,8.04,4.7,0.8,0.8,28,2
322
cmCShlZ ===
Trong đó :

8,0=C
- Hệ số phụ thuộc liên kết mút nẹp (tra bảng 2A/11.2 - QP Tr
261)

)(08,8 ml =
- Nhịp nẹp tính cả chiều dài liên kết.

)(7,0 mS =
- Khoảng cách giữa các nẹp.

)(04,450/2/
0
mBldDh =+=
- Khoảng cách tính từ trung điểm của
nhịp nẹp tới đỉnh boong vách tại tâm tàu.
- Chọn thép:
+ Mép kèm: Chiều rộng:
)(600)700;600min();5/min( mmSlb ===
Chiều dày:
)(8 mmt =
Vậy kích thớc mép kèm là:
8600 ì=ìtb
+ Thép làm nẹp vách là thép góc không đều cạnh.
Bảng chọn thép :

- Thép làm nẹp thờng là thép không đều cạnh
Ta có bảng chọn thép :
Trang - 5 -
Thiết kế môn học kết cấu tàu
600x8
L200x125x14
Vậy nẹp thờng có quy cách
14125200
ìì
L
b. Nẹp khoẻ
- Mô đun chống uốn của tiết diện nẹp khoẻ:

)(7,124008,8.04,4.1,2.8,0.8,28,2
322
cmCShlZ ===
Trong đó:

)(1,2 mS =
- Khoảng cách giữa các nẹp khoẻ.

8,0=C
- Hệ số phụ thuộc kiểu liên kết mút nẹp, (tra bảng 2A/11.2-QC
Tr 261).

)(08,8 ml =
- Nhịp nẹp

)(04,450/2/
0

mBldDh =+=
- Khoảng cách tính từ trung điểm của
nhịp nẹp tới đỉnh boong vách tại tâm tàu.
Trang - 6 -
Thiết kế môn học kết cấu tàu
- Chọn thép:
+ Mép kèm: Chiều dày MK:
)(8 mmt =
Chiều rộng MK:
)(600)2100;600min();5/min( mmSlb ===
Kích thớc MK là
8600 ì=ìtb
+ Thép làm nẹp khoẻ vách là thép chữ T.
Bảng chọn thép:
- Kích thớc của nẹp phải thỏa mãn điều kiện:

C
A
W
Z
Z
C +
0
.

7,17361,17
8,104
348,80
4,1323
7,1240

.7,17 =+
(thỏa mãn)
Trong đó:

)(7,1240
3
0
cmZ =
là modun chống uốn yêu cầu của nẹp

)(4,1323
3
cmZ =
là modun chống uốn thực của nẹp

7,17=C

)(8,104
2
cmA =

)(348,80 kNhbSW ==
là tải trọng dọc tâm nẹp

)(1,2 mS =
là khoảng cách các trung điểm của nhịp sống boong kề với
nẹp

)(4,2 mb =
là khoảng cách các trung điểm của khoảng cách các sống

boong kề với nẹp

)(942,15 kNh =
là tải trọng tác dụng lên sống boong
Trang - 7 -
Thiết kế môn học kết cấu tàu
600x8
8
210
500
8
90
Vậy thép làm nẹp khoẻ có quy cách
8500
8210
ì
ì
T
là thoả mãn.
3.1.4. Liên kết (bảng 2A/1.3 QP Tr 184)
- Các cơ cấu của dàn vách liên kết với dàn đáy và dàn boong bằng mã. Cụ
thể là:
- Các nẹp của dàn vách liên kết với dàn boong, dàn đáy bằng mã bẻ: chiều
dài mã
)(10108/80808/ mmll
m
==
. Với
)(8080 mml =
là chiều dài nhịp

nẹp. Chọn mã có mép bẻ, chiều rộng mép 100, kích thớc mã
121050ì
.
3.2. Kết cấu dàn đáy
3.2.1. Sơ đồ kết cấu
Trang - 8 -
Thiết kế môn học kết cấu tàu
- Đáy đôi kết cấu ở hệ thống dọc:
+ Chiều cao đáy đôi là
)(1
0
md =

+ Khoảng cách các dầm dọc đáy là 700 (mm)
+ Khoảng cách giữa các đà ngang đặc không lớn hơn 3,5 (m). Chọn
khoảng cách này là 2,4 (m)
+ Khoảng cách giữa các sống phụ, khoảng cách từ sống chính đến sống
phụ trong cùng, khoảng cách từ sống hông đến sống phụ ngoài cùng
không lớn hơn 4,6 (m).
+ Chọn khoảng cách từ sống chính tới sống phụ và giữa các sống phụ với
nhau là 2,1 (m)
S S S S
2400 2400 2400
700aaa21002100
8
5
4
7
3
2

6
1
9
FB
FB DTFB FB FB FB FB FB FB FB FB FB FB FB FB FB FB FB FB FB FB
FB
FB
FB
FB
FB
FB
FB
FB FB FB FB FB FB FB FB FB FB FB FB FB FB FB FB FB FB FB FB FB FB FB FB FB FB FB FB FB
FB
FB
FB
FB
FB
FB
1 - Sống chính đáy 6 - Mã ngang
2 - Sống phụ đáy 7 - Nẹp gia cờng cho sống phụ
3 - Dầm dọc đáy 8 - Mã trong hông
4 - Vách ngang 9 - Nẹp gia cờng cho sống chính
5 - Đà ngang
3.2.2. Tính kích thớc tôn đáy, sống hông và tôn bao đáy
a. Chiều dày tôn đáy ngoài (Điều 14.3 QP Tr 287)
- Chiều dày tôn tối thiểu :

)(834,97,96
min

mmLt ===
- Chiều dày tôn đáy tính theo tải trọng :

)(294,115,2'035,0
121
mmhLdSCCt =+++=
Chọn
)(12 mmt =
Trong đó: C
1
, C
2
là các hệ số đợc xác định nh sau:

1
1
=C
khi với
)(230 mL
Trang - 9 -
Thiết kế môn học kết cấu tàu

101,4
.5,1524
13
2
=

=
xf

C
B

9,0=
B
f
là tỉ số giữa mô đun chống uốn của tiết diện ngang thân tàu
tính theo quy phạm và mô đun chống uốn thực của tiết diện ngang thân
tàu lấy đối với đáy tàu.
Chọn
1
3,0
==
L
X
x
với
LX 3,0=
là khoảng cách từ mũi đến phần đang xét
(với tấm ở trớc sờn giữa) hoặc từ đuôi đến phần đang xét (với tấm ở phía
sau sờn giữa).

)(7,0 mS =
là khoảng cách giữa các cơ cấu dọc đáy

)(6 md =
là chiều chìm tàu

)(7,96' mL =
là chiều dài tàu

0)1)(2017.(
4
9
2
1
== xCh
b
là chiều cao cột áp
b. Chiều dày tôn đáy trên (Điều 4.5.1 QP Tr 210)
- Chiều dày tôn đáy trên không nhỏ hơn trị số tính theo công thức:

)407,10;806,7max();max(
21
== ttt
. Chọn
)(12 mmt =
)(086,75,2
1.1000
6.14.9,3
5,2
1000
2
0
2
1
mm
d
dCB
t =+=+=

)(407,105,208,8.7,0.974,35,2'
2
mmhSCt =+=+=
Trong đó:

)(1
0
md =
- Chiều cao tiết diện sống chính.

)(7,0 mS =
- Khoảng cách giữa các dầm dọc đáy.

)(08,8 mh =
- Khoảng cách thẳng đứng tính từ tôn đáy trên đến boong
thấp nhất đo tại đờng tâm tàu.
C là hệ số phụ thuộc vào tỷ số
H
l
B
Có
)(24 ml
H
=
là chiều dài khoang hàng,
)(14 mB =
là chiều rộng tàu

6,0583,0
24

14
4,0 <==<
H
l
B
Do đó hệ số
0
bC =
, tra theo bảng 2A/4.4 QP Tr 210 ta có
9,3
0
== bC
.
C là hệ số phụ thuộc vào tỷ số
S
l
,
)(4,2 ml =
là khoảng cách các đà
ngang.
Ta có
5,3429,3
7,0
4,2
<==
S
l
nên
974,35,243,0' =+=
S

l
C
c. Tôn sống hông
+ Chiều dày:
907,115,1 =+=
dtsh
tt
chọn
)(12 mmt
sh
=
+ Chiều rộng dải tôn sống hông: sống hông phải có đủ chiều rộng và phải
phủ sâu vào phần phía trong tàu tính từ đờng chân của mã hông.
d. Dải tôn sống nằm (Điều 14.2 QP Tr 287)
Trang - 10 -
Thiết kế môn học kết cấu tàu
Dải tôn sống nằm phải đợc giữ nguyên trên suốt chiều dài tàu
+ Chiều rộng:
)(4,119310002 mmLb
sn
=+=
+ Chiều dày:
)(062,142062,122 mmtt
sn
=+=+=
Chọn kích thớc sống nằm là
161500ì=ìtb
Trong đó:

)(7,96 mL =

là chiều dài tàu

)(062,12 mmt =
là chiều dài tôn đáy ngoài
e. Dải tôn hông đoạn giữa tàu (Điều 14.3.5 QP Tr 290)

( )
)(23,95,2
2
'035,022,5
2
3
mml
ba
RLdt =+














+

++=
Chiều dày dải tôn hông không nhỏ hơn chiều dày dải tôn đáy liền kề nó.
Ta chọn
)(12 mmt =
Trong đó :

)(0,6 md =
là chiều chìm tàu

)(7,96' mL =
là chiều dài tàu

)(1 mR =
là bán kính cong hông
a, b là khoảng cách từ cạnh dới và cạnh trên của cung hông đến các
dầm dọc tơng ứng gần nhất với các cạnh đó. Trị số lấy ra ngoài của cung
hông đợc coi là dơng.

0);(5,0 == bma

0
<+
ba
do đó lấy
0
=+
ba

)(4,2 ml =
là khoảng cách giữa các đà ngang đầy

3.2.3. Tính toán cơ cấu
1. Sống đáy (Điều 4.2 QP Tr 204)
- Chiều cao tiết diện sống đáy không nhỏ hơn trị số tính theo công thức
sau:

)(87516/
0
mmBd ==
. Chọn
)(1000
0
mmd =
a. Sống chính đáy
- Chiều dày tiết diện sống chính phải không nhỏ hơn trị số sau :

( )
)4,11;645,6max(;max
21
== ttt
. Chọn
)(12 mmt =

)(645,65,2117,0.6,2.
2
10
11
mm
B
y
l

x
dd
SBd
Ct
H
=+

=

)(4,115,2'.
012
mmdCt =+=
Trong đó:

)(1,2 mS =
là khoảng cách giữa các sống

)(1
0
md =
là chiều cao tiết diện sống

0
1
=d
là chiều cao tiết diện lỗ khoét

)(24 ml
H
=
là chiều dài khoang hàng

)(8,1045,0 mlx
H
==
là khoảng cách theo chiều dọc tính từ trung điểm l

H
của khoang đến điểm xét
Trang - 11 -
Thiết kế môn học kết cấu tàu

0=y
là khoảng cách từ tâm tàu đến sống dọc theo phơng ngang tàu

1
C
là hệ số tính theo công thức:

0235,0
103
3
1
=

=
H
l
B
C

Lấy
4,14,0
H
l
B

'
1
C
là hệ số phụ thuộc tỷ số
01
/ dS
với S
1
là khoảng cách giữa các nẹp
đứng gia cờng cho sống chính (
)(0,1
1
mS =
). Ta có
1/
01
=dS
tra bảng
2A/4.1 - QP ta có
9,8'
1
=C
- Gia cờng cho sống chính: Các mã ngang liên kết sống chính với dầm
dọc gần nhất đặt tại giữa các đà ngang, các nẹp đứng gia cờng đặt tại các
vị trí sờn. Chiều dày mã:

)(4,85,26,0 mmLt =+=
. Chọn
)(10 mmt =

b. Sống phụ đáy
- Chiều dày:

( )
)8,9;749,9max(;max
21
== ttt
. Chọn
)(10 mmt =

)(749,95,2117,0.6,2.
2
10
11
mm
B
y
l
x
dd
SBd
Ct
H
=+

=

)(8,95,2'.
012
mmdCt =+=
Trong đó:

0235,0
103
3
1

=

=
H
l
B
C
xác định nh ở trên
S, d
0
, l
H
nh trong phần tính sống chính đáy

)(4,0
1
md =
là chiều cao lỗ khoét

)(8,1045,0 mlx
H
==
là khoảng cách từ trung diểm của khoang đến tiết
diện khảo sát theo phơng dọc tàu

'
1
C
là hệ số phụ thuộc tỷ số
01

/ dS
với S
1
là khoảng cách giữa các nẹp
đứng gia cờng cho sống phụ (
)(0,1
1
mS =
). Ta có
1/
01
=dS
tra bảng 2A/4.1
- QP ta có
3,7'
1
=C

)(1,2 my =
là khoảng cách từ tâm tàu đến sống phụ đang xét theo phơng
ngang tàu
- Gia cờng cho sống phụ: Gia cờng cho sống phụ bằng các nẹp đứng đặt
cách nhau một khoảng
)(0,1
1
mS =

Nẹp đứng là thép dẹt có chiều dày bằng chiều dày sống phụ
)(10 mmt =

chiều cao tiết diện của nẹp :
)(8008,0
0
mmdd
n
=
c. Đà ngang đặc
Trang - 12 -
Thiết kế môn học kết cấu tàu
- Khoảng cách giữa các đà ngang đặc cách nhau không quá 3,5 (m). Chọn
khoảng cách này là 2,4 (m)
- Chiều dày đà ngang:
)777,8;036,7max();max(
21
== ttt

)(036,75,2
''
2
'
10
21
mm
B
y
dd
dSB
Ct =+

=

( )
)(777,85,25,2
'
6,8
3
1
2
2
0
2
2
mmt
C
dH
t =+=

Chọn
)(10 mmt =
Trong đó:

)(4,2 mS =
là khoảng cách giữa các đà ngang đặc

)(14' mB =
là khoảng cách giữa các đờng đỉnh mã hông đo ở mặt tôn đáy
trên tại giữa tàu

)(14'' mB =
là khoảng cách các đờng đỉnh mã hông đo ở mặt tôn đáy trên
ở tại vị trí của đà ngang đặc
y là khoảng cách theo phơng ngang từ đờng tâm tàu đến điểm đang xét.
Tuy nhiên: nếu
4/''By
thì lấy
4/''By =
, nếu
4/''By
thì lấy
4/''By =
. Xét
tại
)(5,3 my =


)(1
0
md =
là chiều cao tiết diên đà ngang đặc tại tiết diện khảo sát

)(4,0
1
md =
là chiều cao lỗ khoét tại điểm đang xét

C
2
là hệ số phụ thuộc
583,0/ =
H
lB
. Tra bảng 2A/4.2 - QP ta có
027,0
2
=C

C
2
' là hệ số phụ thuộc vào tỉ số
01
/ dS
.
)(7,0
1
mS =
là khoảng cách các
nẹp hoặc các mã đặt tại đà ngang. Với
7,0/
01
=dS
, tra bảng 2A/4.3-QP ta
có
15'
2
=C

134,11
7,0
4,0
.4 ==H

- Gia cờng cho đà ngang đặc:
Nẹp đứng gia cờng cho đà ngang đặc đợc đặt ở mỗi vị trí của dầm dọc
đáy, khoảng cách giữa các nẹp là
)(7,0
1
mS =
Nẹp là thanh thép dẹt có chiều dày bằng chiều dày đà ngang
)(10 mmtt
dn
==
Chiều cao tiết diện:
)(8008,0
0
mmdd =

2. Dầm dọc đáy (Điều 4.4 QP Tr 208)
a. Dầm dọc đáy dới
- Mô đun chống uốn không nhỏ hơn trị số tính theo công thức :

)(455,338)'026,0(
5,1524
100
32

cmSlLd
f
C
Z
B
=+

=
Trong đó:

)(4,2 ml =
là khoảng cách giữa các đà ngang đặc

)(7,0 mS =
là khoảng cách giữa các dầm dọc đáy
Trang - 13 -
Thiết kế môn học kết cấu tàu

5,0=C
là hệ số ứng với trờng hợp dầm dọc đáy có thanh chống đặt giữa
các khoảng đà ngang

9,0=
B
f
là tỷ số giữa mô đun chống uốn tiết diện ngang thân tàu tính
theo QP và mô đun chống uốn thực của tiết diện ngang thân tàu

)(7,96 mL =
là chiều dài tàu

)(0,6 md =
là chiều chìm tàu
- Chọn thép
+ Mép kèm:
Chiều dày mép kèm
)(12 mmt =
Chiều rộng mép kèm:
)(480)700;480min();5/min( mmSlb ===
Kích thớc mép kèm:
12480 ì=ìtb
+ Thép làm dầm dọc đáy dới là thép góc không đều cạnh
Ta có bảng chọn thép :
480x12
L 200x125x11
Vậy thép làm dầm dọc đáy dới có quy cách L200x125x11 là thoả mãn.
b. Dầm dọc đáy trên
Trang - 14 -
Thiết kế môn học kết cấu tàu
- Mô đun chống uốn không nhỏ hơn trị số tính theo công thức :

)(453,151)453,151;276,133max();max(
3
21
cmZZZ ===

)(276,133
1224
'100
3

2
1
cm
f
ShlC
Z
B
=

=

)(453,151937,201.75,075,0
3
2
cmZZ ===
Trong đó:

)(08,8 mh =
là khoảng cách thẳng đứng từ mặt tôn đáy trên đến boong
thấp nhất ở đờng tâm tàu

54,0'=C
là hệ số ứng với trờng hợp có thanh chống ở khoảng giữa các
đà ngang

)(4,2 ml =
,
)(7,0 mS =
,
9,0=

B
f
đợc xác định ở trên
- Chọn thép:
+ Mép kèm:
Chiều dày mép kèm
)(12 mmt =
Chiều rộng mép kèm
)(480)700;480min();5/min( mmSlb ===

Kích thớc mép kèm:
12480
ì=ì
tb
+ Thép làm đầm dọc đáy trên là thép góc không đều cạnh
Bảng chọn thép
Trang - 15 -
Thiết kế môn học kết cấu tàu
480x12
L 140x90x10
Vậy thép làm dầm dọc đáy trên là thép góc không đều cạnh L140x90x10
thoả mãn.
3.2.4. Thanh chống thẳng đứng (Điều 4.4 QP Tr 208)
- Thanh chống thẳng đứng đợc chọn thiết kế là thép góc đều cạnh đợc
hàn đè chắc chắn vào bản thành của dầm dọc đáy dới và dầm dọc đáy
trên.
+ Diện tích tiết diện thanh chống phải không nhỏ hơn trị số tính theo công
thức :

CSbhA 8,1=

Trong đó:

)(7,0 mS =
là khoảng cách giữa các dầm dọc đáy

)(2,1 mb =
là chiều rộng mà thanh chống phải đỡ
h là tải trọng tính toán đợc xác định nh sau:
)(893,8
2
'026,0
m
hLd
h
i
=
++
=
(trong mọi trờng hợp lấy
dh
)
Với
)(0,6 md =
là chiều chìm tàu

)(7,96' mL =
là chiều dài tàu

)(272,7'9,0 mhh
i

==

Trong đó
)(08,8' mh =
là khoảng cách thẳng đứng từ mặt tôn đáy trên đến
boong thấp nhất ở đờng tâm tàu
C là hệ số xác định theo công thức:

k
l
C
S
5,01
1

=
(Trong mọi trờng hợp lấy
43,1C
)
Với
)(9,0 ml
S
=
là chiều dài cột chống

A
I
k =
là bán kính quán tính nhỏ nhất của tiết diện cột chống
+ Sơ bộ chọn thanh chống làm bằng thép đều cạnh có quy cách

8125125
ìì
L
Tra bảng ta có :
Diện tích tiết diện thanh chống là
)(7,19
2
cmA =
Mô men quán tính nhỏ nhất của tiết diện thanh chống
)(294
4
cmI =
Trang - 16 -
Thiết kế môn học kết cấu tàu

863,3
7,19
294
==k

132,1
863,3
9,0
.5,01
1
=

=C
ta lấy
43,1=C

Kiểm tra lại ta có
)(7,19)(228,19893,8.2,1.7,0.43,1.8,18,1
22
cmcmCSbhA <===
Vậy thép làm thanh chống thẳng đứng có qui cách
8125125 ììL
thoả mãn.
3.2.5. Liên kết
- Do đáy kết cấu ở hệ thống dọc nên giữa các đà ngang đặc phải đặt mã
ngang cách nhau không quá 1,75 (m) để liên kết tấm sống chính với tôn
đáy và với các dầm dọc đáy lân cận .
Kích thớc của mã:
Chiều dày mã không nhỏ hơn trị số tính theo công thức :

)10;4,8max();5,26,0max( =+=
dn
tLt
Ta chọn
)(10 mmt =
Tra bảng 2A/1.3 - QP ta chọn mã có quy cách
10750
ì
, chiều rộng mép bẻ
70 mm.
- Mã hông (Điều 4.6 QP Tr 212)
Chiều dày mã hông liên kết sờn khoang với sống hông phải tăng lên
1,5 (mm) so với trị số tính theo công thức
5,26,0 +L

Vậy chiều dày mã hông là

)(4,95,36,0 mmLt =+=
. Ta chọn
)(10 mmt =
Tra bảng theo bảng 2A/1.3 - QP chọn kích thớc của mã
10750
ì
chiều
rộng mép bẻ 70 mm.
- Mã trong hông đặt trong mỗi mặt sờn kéo tới cặp dầm dọc đáy gần nhất
có chiều dày tính nh trên
)(4,85,26,0 mmLt =+=
, lấy
)(10 mmt =
.
- Mã liên kết giữa dầm dọc đáy và đà ngang kín nớc
Đặt mã tại mỗi vị trí của dầm dọc đáy
Chọn mã có mép bẻ, Tra bảng 2A/1.3 ta chọn mã có quy cách
300x7/ mép bẻ 40
Trang - 17 -
Thiết kế môn học kết cấu tàu
3.3. Kết cấu dàn mạn
3.3.1. Sơ đồ kết cấu
- Ta chọn dàn mạn kết cấu hệ thống ngang gồm sờn thờng xen kẽ sờn
khỏe, có sống dọc mạn.
- Khoảng cách các sờn thờng là
( )
m6,0
- Khoảng cách các sờn khoẻ đỡ xà ngang boong khoẻ là
( )
m4,2

- Khoảng cách từ mặt tôn đáy trên đến sống dọc mạn là 4,3(m)
2700
2700
600600600600
4200 3600
9000
1 - Sờn khoẻ
2 - Sờn thờng
3 Sống dọc mạn
3.3.2. Kết cấu dàn mạn
a. Chiều dày tối thiểu (Điều 14.3.1 QP Tr 287)

)(834,97,96
min
mmLt ===
b. Chiều dày tôn mạn ở đoạn giữa tàu (Điều 14.3.2 QP Tr 288)
- Chiều dày của tôn mạn trừ tôn mép mạn phải không nhỏ hơn trị số tính
theo công thức sau :
)(381,105,2'05,0125,0
121
mmhLDdSCCt =+++=
, chọn
)(12 mmt =
Trong đó:

)(6,0 mS =
là khoảng cách giữa các sờn ngang

)(0,6 md =
là chiều chìm tàu

)(8,8 mD =
là chiều cao mạn

)(7,96' mL =
là chiều dài thiết kế của tàu

1
1
=C
và chiều dài tàu
)(230)(7,96 mmL <=
Trang - 18 -
Thiết kế môn học kết cấu tàu

2
C
là hệ số xác định bởi công thức:

( )
210,4
576
91
2
2
=

=
x
C

Với
427,100,6;15,15max =














=
B
B
y
y
f


)(1 my =
khoảng cách thẳng đứng từ mặt tôn giữa đáy đến cạnh dới của
tấm tôn mạn đang xét

)(96,345,0 mDy

B
==
là khoảng cách thẳng đứng từ mặt tôn giữa đáy đến
trục trung hòa của tiết diện ngang thân tàu

9,0=
B
f
là tỷ số của modun chống uốn của tiết diện ngang thân tàu tính
theo lý thuyết chia cho modun chống uốn thực của tiết diện thân
tàu tính với đáy

1
3,0
==
L
X
x
, X là khoảng cách từ mũi tàu đến phần đang xét, đối với tôn
mạn ở phía trớc sờn giữa, hoặc khoảng cách từ đờng vuông góc đuôi đến
phần đang xét, đối với tôn mạn ở phía sau sờn giữa, với
LXL 3,01,0

chọn
LX 3,0=

0
1
=h
là chiều cao cột áp

c. Chiều dày tôn mép mạn ở đoạn giữa tàu (Điều 14.3.3 QP và 1.1.11)
- Chiều dày dải tôn mép mạn kề boong tính toán không nhỏ hơn 0,75
chiều dày của tôn mép boong tính toán. Trong mọi trờng hợp chiều dày
của tôn mép mạn phải không nhỏ hơn chiều dày của tôn mạn kề với nó:

( ) ( )
)(1212;5,10max;75,0max mmttt
mmbmm
===
Chiều rộng không nhỏ hơn :

)(5,123838007,96.5 mb
mm
=+=
, chọn
)(1400 mmb =
- Kích thớc tấm tôn mép mạn
121400
ì=ì
tb
3.3.3. Tính toán cơ cấu
a. Sờn thờng (từ vách khoang máy đến
L15,0
kể từ đờng vuông góc mũi)
(Điều 5.3.2 QP Tr 217)
- Mô đun chống uốn của tiết diện sờn ngang khoang không nhỏ hơn:

( )
32
0

182,132 cmCShlCZ ==
Trong đó:

)(6,0 mS =
là khoảng cách các sờn ngang khoang

)(2,4 ml =
là nhịp sờn

( )
)(675,8'038,0
0
mdLdh =+=
là khoảng cách thẳng đứng từ mút dới
của l đến điểm
Ld 038,0+
cao hơn tôn dới đáy

0
C
là hệ số tính theo công thức sau nhng phải không nhỏ hơn 0,85:
Trang - 19 -
Thiết kế môn học kết cấu tàu

032,1225,1
0
==
l
e
C

, với
)(85,0 me =
là chiều cao mã hông đo từ mút dới
của l

395,1
21
=+= CCC
Với hệ thống không có két đỉnh mạn:

021,12,11,2
1
==
h
l
C

374,02,2
2
==
h
d
kC


13=k
là hệ số phụ thuộc số tầng boong (ứng với 1 tầng boong)

0189,0=

Tra bảng 2-A/5.1 - QP và nội suy, với
583,0/ =
H
lB
- Chọn thép:
+ Mép kèm:
Chiều dày MK:
)(12 mmt =
Chiều rộng MK:
)(600)600;860min();5/min( mmSlb ===
+ Kích thớc mép kèm:
12600 ì=ì tb
. Thép làm sờn thờng là thép góc
không đều cạnh.
Bảng chọn thép :
Trang - 20 -
Thiết kế môn học kết cấu tàu
600x12
L125x80x10
Vậy thép làm sờn thờng có quy cách
1080125
ìì
L
thoả mãn.
b. Sờn thờng (từ vách chống va đến
L15,0
kể từ đờng vuông góc mũi)
(Điều 5.3.2 QP Tr 217)

( )

32
0
837,171 cmCShlCZ ==

Trong đó :

)(6,0 mS =
;
)(675,8 mh =
;
)(2,4 ml =
;
032,1
0
=C
đợc lấy nh trên, hệ số C đợc
lấy bằng 1,3 lần quy định trên
814,1395,1.3,1 ==C
- Chọn thép:
+ Mép kèm: Chiều dày MK:
)(12 mmt =
Chiều rộng MK:
)(600)600;860min();5/min( mmSlb ===
+ Kích thớc mép kèm:
12600 ì=ì tb
Thép làm sờn thờng là thép góc không đều cạnh.
Bảng chọn thép:
Trang - 21 -
Thiết kế môn học kết cấu tàu

600x12
L 160x100x9
Vậy thép làm sờn thờng có quy cách
9100160
ìì
L
thoả mãn.
c) Sờn khoẻ (sờn khỏe đỡ sống dọc mạn)
- Mô đun chống uốn của tiết diện sờn khoẻ phải không nhỏ hơn trị số tính
theo công thức:

)(3800
32
1
cmShlCZ ==
- Chiều cao tiết diện không nhỏ hơn:

)(975,08,7.125,0125,0
1
mld ===
- Chiều dày bản thành không nhỏ hơn:

)(280,8)280,8;235,6max(),max(
21
mmttt ===
. Chọn
)(10 mmt =

)(235,65,2.
1000

0
2
1
mm
d
Shl
C
t =+=

)(280,85,2
)5,2(
6,8
3
1
2
0
2
mm
k
td
t =+

=
Trong đó:
Trang - 22 -
Thiết kế môn học kết cấu tàu

)(8,7 ml =
là chiều dài cạnh tự do của sờn khỏe

)(4,2 mS =
là khoảng cách giữa các sờn khoẻ

)(675,8 mh =
xác định nh trên

21
,CC
là các hệ số tra bảng (2 A/6.1)

23
0,3
2
1
=
=
C
C

3,12=k
là hệ số tra bảng (2 A/6.2)

)(1
0
md =
chiều cao tiết diện sờn khỏe
- Chọn thép:
+ Mép kèm: Chiều dày MK:
)(12 mmt =
Chiều rộng MK :

)(1560)2400;1560min();5/min( mmSlb ===
+ Kích thớc mép kèm:
121560 ì=ìtb
Thép làm sờn khoẻ là thép chữ T
Bảng chọn thép:
1560x12
12
250
1000
12
Trang - 23 -
Thiết kế môn học kết cấu tàu
Vậy thép làm sờn khoẻ có quy cách
121000
12250
ì
ì
T
thoả mãn
d. Sống dọc mạn
- Modun chống uốn không nhỏ hơn:

)(162,3728,1.775,5.9,3.1,5
322
1
cmShlCZ ===
- Chiều cao tiết diện:
)(335,04/1125,0
10
mdld =+=

.Chọn
)(340
0
mmd =

)(14,0)(14015125
1
mmmd ==+=
chiều cao lỗ khoét cho sờn chui qua
- Chiều dày bản thành:

)(280,8)339,5;049,9max(),max(
21
mmttt ===
. Chọn
)(10 mmt =

)(049,95,2.
1000
0
2
1
mm
d
Shl
C
t =+=

)(339,55,2
)5,2(

6,8
3
1
2
0
2
mm
k
td
t =+

=
Trong đó:

)(8,1 ml =
là khoảng cách giữa các sờn khỏe

)(9,3 mS =
là khoảng cách giữa các sống dọc mạn

)(775,5 mh =
khoảng cách thẳng đứng từ trung điểm S đến điểm
Ld 038,0+
cao hơn tôn dới đáy

21
,CC
là các hệ số tra bảng (2 A/6.3)

42

1,5
2
1
=
=
C
C

3,12=k
là hệ số tra bảng (2 A/6.2)

)(26,0
0
md =
chiều cao tiết diện sống dọc mạn
- Chọn thép:
+ Mép kèm: Chiều dày MK:
)(10 mmt =
Chiều rộng MK :
)(360)3900;360min();5/min( mmSlb ===
+ Kích thớc mép kèm:
10360
ì=ì
tb
Thép làm sống dọc mạn là thép chữ T
Trang - 24 -
Thiết kế môn học kết cấu tàu
Bảng chọn thép:
360x10
10

120
340
10
140
Vậy thép làm sống dọc mạn có quy cách
10340
1080
ì
ì
T
thoả mãn
3.3.4. Liên kết
- Sờn khoang phải đè lên mã hông một đoạn
5,1l
chiều cao sờn
- Mã liên kết chân sờn thờng có chiều dài cạnh liên kết
)(5258/42008/ mmll
m
==
, tra bảng ta chọn kích thớc mã là
5,8550550 ìì
chiều rộng mép bẻ là 55 (mm).
- Mã liên kết cơ cấu khoẻ: Chiều dày xác định theo cơ cấu có chiều dày
lớn hơn, chiều dài cạnh mã không nhỏ hơn chiều cao cơ cấu liên kết và
không nhỏ hơn
8/l
.
- Sờn liên kết với xà ngang boong bằng mã có mép bẻ. Chiều dài mã:
)(4508/36008/ mmll
m

==
. Chọn mã có kích thớc
8450450
ìì
,chiều rộng
mép là 50 (mm).
3.4. Kết cấu dàn boong
Trang - 25 -