Hoán cải sà lan chở hàng 1500 tấn thành nhà hàng nổi di động, chương 9 pot

Chng 9: Độ ổn định ban đầu
ổn định ban đầu là tr-ờng hợp đặc biệt của ổn định khi
nghiêng góc bất kì. Độ ổn định ban đầu cũng có thể hiểu chính là
mô men hồi phục của nhà hàng, có khối l-ợng 1đơn vị (P =1) và
nghiêng đi 1
0
( 1


). ở giai đoạn đầu của quá trình nghiêng, với
nhà hàng có thể tích phần chìm không đổi, tại góc nghiêng nhỏ, ta
có công thức xác định chiều cao ban đầu h
o
là nh- sau:
h
0
= z
c0
+ r
0
- z
g
(3.16)
Trong đó: z
c
- chiều cao tâm nổi.
z
g
- chiều cao trọng tâm.
r
0

- bán kính ổn định ngang.
D-ới đây là bảng số liệu tham khảo về chiều cao ổn định ban
đầu của các loại tàu khác nhau đã đ-ợc thống kê.
Bảng 3.2: Bảng chiều cao ổn định ban đầu.
Loại tàu h
0
(m) Loại tàu h
0
(m)
Tàu viễn d-ơng tàu khách
cỡ trung,
cỡ nhỏ đi biển.
Tàu khách- hàng cỡ lớn
Tàu khách- hàng cỡ trung
Tàu hàng cỡ lớn
Tàu dầu cỡ lớn
0.30-
1.50
0.60-
0.80
0.60-
1.20
0.60-
Tàu hàng cỡ
trung
Tàu khách trong
sông
Sà lan
Tàu kéo
Tàu cá

0.30-
1.00
3.00-
5.00
2.00-
10.00
0.80
0.30-
1.00
1.50-
2.50
0.50-
0.70
0.70-
0.80
Đối với mỗi loại tàu khác nhau ta có công thức khác nhau, để
tính đ-ợc h
0
. Th-ờng thì ng-ời ta dùng công thức gần đúng để tìm
ra tất cả các giá trị Z
c
, Z
g
để rồi từ đó suy ra h
0
. Nh-ng đối với bài
toán này ta không dùng các công thức gần đúng nh- các công thức
Nogid, Burgess, Roach, mà ta đi tính trực tiếp qua chiều cao trọng
tâm z
g

.
z
g
đ-ợc tính nhờ vào công thức sau:
n
i
n
igi
g
p
pz
z
1
1


. (3.17)
Bảng tính dự kiến tải trọng của nhà hàng tại bốn tr-ờng hợp
đ-ợc trình bày tại phần mục lục. Từ bảng tính tải trọng đó ta tóm
gọn và đ-a ra đ-ợc bảng tải trọng đơn giản d-ới đây.
1. Tr-ờng hợp 1: Nhà hàng với 100% dự trữ, 100% khách.
Bảng 3.3: Bảng tính các thành phần trọng l-ợng tàu tr-ờng
hợp 1.
Stt Thành phần
P
(T)
X
g
(m)
M

x
(T.m)
Z
g
(m)
M
z
(T.m)
1 Sà lan gốc 429.00 -0.65 -278.85 1.51 647.79
2 Tầng 1 113.65 -2.05 -233.45 4.86 552.35
3 Tầng 2 117.05 -8.44 -987.80 7.72 903.64
4 Tầng 3 94.83 -1.97 -186.63 10.56 1001.53
5 Sân th-ợng 31.51 -3.80 -119.80 10.70 337.19
6 Tầng hầm 802.07 1.19 950.82 1.52 1219.67
7 Tổng cộng 1588.11 -0.54 -855.71 2.94 4662.18
1. Tr-ờng hợp 2: Nhà hàng với 10% dự trữ, 100% khách.
Bảng 3.4: Bảng tính các thành phần trọng l-ợng ở tr-ờng hợp
2.
Stt Thành phần
P
(T) X
g
(m)
M
x
(T.m)
Z
g
(m)
M

z
(T.m)
1 Sà lan gốc 429.00 -0.650 -278.85 1.510 647.79
2 Tầng 1 110.00 -2.238 -246.21 5.005 550.53
3 Tầng 2 107.64 -7.427 -799.46 7.792 838.74
4 Tầng 3 105.86 -4.358 -461.38 10.998 1164.24
5 Sân th-ợng 26.24 -4.003 -105.04 12.826 336.55
6 Tầng hầm 754.46 1.193 900.43 1.510 1139.08
7 Tổng cộng 1533.2 -0.646 -990.5 3.050 4676.9
3. Tr-ờng hợp 3: Nhà hàng với 100% dự trữ, không khách.
Bảng 3.5: Bảng tính các thành phần trọng l-ợng tr-ờng hợp 3.
Stt Thành phần
P
(T)
X
g
(m)
M
x
(T.m)
Z
g
(m)
M
z
(T.m)
1 Sà lan gốc 429.00 -0.650 -278.85 1.510 647.79
2 Tầng 1 92.35 -2.528 -233.45 4.900 452.50
3 TÇng 2 102.80 -8.544 -878.30 7.792 801.04
4 TÇng 3 80.78 -2.310 -186.63 11.410 921.72

5 S©n th-îng 18.46 -4.228 -78.04 12.695 234.33
6 TÇng hÇm 789.77 1.897 1497.82 1.521 1201.22
7 Tæng céng 1513.16 -0.104 -157.45 2.814 4258.60
4. Tr-êng hîp 4: Nhµ hµng víi 10% dù tr÷, kh«ng kh¸ch.
B¶ng 3.6: B¶ng tÝnh c¸c thµnh phÇn träng l-îng tr-êng hîp 4.
Stt Thµnh phÇn
P
(T)
X
g
(m)
M
x
(T.m)
Z
g
(m)
M
z
(T.m)
1 Sµ lan gèc 429.00 -0.65 -278.85 1.51 647.79
2 TÇng 1 88.70 -2.78 -246.21 5.15 456.81
3 TÇng 2 93.39 -8.56 -799.46 7.88 736.14
4 TÇng 3 91.81 -3.62 -332.54 11.32 1039.20
5 S©n th-îng 13.19 -4.80 -63.29 12.85 169.57
6 TÇng hÇm 742.16 1.13 838.93 1.52 1125.68
7 Tæng céng 1458.26 -0.60 -881.42 2.86 4175.18
5. Tr-ờng hợp 5: Nhà hàng với 100% dự trữ, 100% khách,
Khách tập trung ở trên sân th-ợng tầng.
Bảng 3.7: Bảng tính các thành phần trọng l-ợng tr-ờng hợp 5.

Stt Thành phần
P
(T)
X
g
(m)
M
x
(T.m)
Z
g
(m)
M
z
(T.m)
1 Sà lan gốc 429.00 -0.65 -278.85 1.51 647.79
2 Tầng 1 92.35 -2.53 -233.45 4.97 458.63
3 Tầng 2 102.80 -8.92 -916.55 7.79 801.04
4 Tầng 3 80.78 -2.31 -186.63 10.82 874.32
5 Sân th-ợng 93.41 -3.40 -317.88 12.78 1193.69
6 Trong hầm 789.77 1.13 889.32 1.52 1201.22
7 Tổng cộng 1588.1 -0.66 -1044.03 3.26 5176.7
6. Tr-ờng hợp 6: Nhà hàng với 10%dự trữ, 100% khách,
Khách tập trung ở trên th-ợng tầng.
Bảng 3.8: Bảng tính các thành phần trọng l-ợng tr-ờng hợp 6.
Stt Thành phần
P
(T) X
g
(m)

M
x
(T.m)
Z
g
(m)
M
z
(T.m)
1 Sà lan gốc 429.00 -0.650 -278.85 1.510 647.79
2 Tầng 1 88.70 -2.776 -246.21 5.150 456.81
3 Tầng 2 93.39 -8.560 -799.46 7.882 736.14
4 Tầng 3 91.81 -5.025 -461.38 11.151 1023.74
5 Sân th-ợng 88.14 -3.439 -303.12 12.808 1128.87
6 Trong hầm 742.16 1.130 838.93 1.510 1120.63
7 Tổng cộng 1533.2 -0.815 -1250 3.335 5114

3.4.2. Tính cân bằng dọc và chiều cao tâm ổn định ban đầu.
Phần này xác định với góc nghiêng dọc

ở các tr-ờng hợp
tải trọng đã nêu ở trên. Tính các thông số ổn định ban đầu, từ đó
kiểm tra ổn định cho tàu ở các góc nghiêng khác nhau. Các thông
số cần xác định đ-ợc tra ở đồ thị các yếu tố thủy lực dựa vào l-ợng
chiếm n-ớc đã biết, ngoài ra ta còn sử dụng thêm một số công thức
nh- sau để tính toán các thông số ch-a biết.
+ h
0
= r
0

+ z
c
- z
g
(3.18)
+ H
0
= R - z
g
+ z
c
(3.19)
+
T
m
=
L
T
x
L
f








2

(3.20)
+ T
m
= T+
L
T
x
L
f








2
(3.21)
+
T
1
=
L
T
x
L
f

2
(3.22)
+ T
1
=T -
L
T
x
L
f








2
(3.23)
+

0
H

L
xxT
cg
(3.24)
Kết quả tính đ-ợc trình bày ở bảng 3.9.
Bảng 3.9: Bảng tính cân bằng dọc và tâm ổn định ban đầu.
Stt Đại l-ợng
Kí hiệu
ĐV 1 2 3 4 5 6
1 L-ợng chiếm n-ớc D Tấn 1588.1 1533.2 1513.2 1458.3 1588.1 1533.2
2 Thể tích chiếm n-ớc V m
3
1549.4 1495.8 1476.2 1422.7 1549.4 1495.8
3 Chiều chìm trung bình d m 1.937 1.870 1.845 1.778 1.937 1.870
4 Hoành độ trọng tâm X
g
m -0.539 -0.646 -0.104 -0.604 -0.657 -0.815
5 Hoành độ tâm nổi Xc m -0.407 -0.410 -0.410 -0.410 -0.407 -0.410
6 Tung độ trọng tâm Z
g
m 2.936 3.050 2.814 2.863 3.260 3.335
7 Bán kính ổn định dọc R m 203.9 210.5 213.0 144.0 203.9 210.5
8 Tung độ tâm nổi Z
c
m 1.031 0.997 0.985 0.951 1.031 0.997
9 Chiều cao tâm ổn định dọc H m 201.98 208.44 211.17 142.08 201.66 208.16
10 Chiều dài tàu L m 49.150 47.520 48.320 47.100 49.150 47.520
11 Độ nghiêng dọc
T
m -0.032 -0.054 0.070 -0.064 -0.061 -0.093

12 Hoành độ trọng tâm MĐN X
f
m -0.290 -0.361 -0.389 -0.622 -0.290 -0.361
13 Nghiêng dọc mũi
T
m
m -0.016 -0.027 0.036 -0.033 -0.031 -0.047
14 Nghiêng dọc lái
T
1
m -0.016 -0.026 0.034 -0.031 -0.030 -0.046
15 Chiều chìm mũi T
m
m 1.920 1.842 1.881 1.745 1.906 1.823
16 Chiều chìm lái T
1
m 1.953 1.896 1.811 1.810 1.967 1.915
17 Bán kính ổn tâm nghiêng ngang r m 10.820 11.200 11.400 11.780 10.820 11.200
18 Chiều cao tâm ổn định ban đầu h
0
m 8.915 9.147 9.571 9.868 8.591 8.862
Nhận xét:
Qua những giá trị của h
0
ta đối chiếu với bảng 3.2 ( chiều cao
ổn định ban đầu h
o
) thì nhận thấy tính ổn định ban đầu của nhà
hàng là đảm bảo.
Kết luận :

Nhà hàng đảm bảo độ ổn định ban đầu.