Ứng dụng chương trình RDM trong phân tích kết cấu thân tàu, chương 6 ppt

Chương 6:
Phân tích độ bền kết cấu khung
sườn ngang
Trong mô hình đã bỏ qua độ cong tôn hông để góc giữa
khung dàn đáy và mạn l
à góc vuông, hay gần vuông và điểm đặt
góc bẻ là giao điểm hai trục trung hòa của sườn và đà ngang đáy.
Mỗi phân đoạn của khung phẳng nói trên sẽ được xét dưới
dạng dầm phẳng, có chiều dài bằng khoảng cách tính từ vị trí trục
trung hòa của thanh này đến vị trí trục trung hòa thanh đối diện và
có đặc điểm hình học gồm nẹp gia cường và mép tôn kèm tính
riêng cho t
ừng dầm thành phần.
Do chiều rộng mép kèm đủ lớn nên khi tính hay lấy trục
trung hoà nằm gần tôn mép kèm hơn.
Điều n
ày có nghĩa là trục trung hòa ở nhánh thẳng của khung,
tức mạn tàu, nằm gần tôn mạn hơn nên có thể lấy chiều dài đà
ngang đáy đúng bằng với chiều rộ
ng tàu B tại khu vực đang xét.
Tương tự, trục trung h
òa của các đà ngang đáy cũng nằm ở vị trí
gần với tấm tôn đáy nhiều hơn nên chiều dài của nhịp nhánh
sườn được tính từ mép tôn boong đến trục trung h
òa đà ngang đáy.
Để đơn giản trong việc xác định vị
trí trục trung hoà và chiều dài
các thanh c
ủa khung sườn tàu, nên lấy chiều dài thanh đáy bằng
chiều rộng tàu B và chiều dài thanh đứng bằng chiều cao tàu H.
Các nút liên k

ết của khung xem như cố định, đồng thời do mã
hông có độ cứng đảm bảo nên góc giữa đà ngang và sườn mạn, hay
giữa sườn mạn và boong không đổi trong quá trình làm việc.
Đặc điểm li
ên kết tại các gối đỡ khung sườn được xác định
tùy thuộc độ cứng tương đối giữa các kết cấu khung dàn đáy,
khung dàn mạn, khung dàn boong và miệng hầm hàng v v…,
trong đó mạn tàu với kết cấu đủ cứng có thể xem như là gối
đỡ tựa cho những đà ngang đáy tàu, c
òn thành miệng hầm hàng rất
cứng, lại thường được xem như là gối tựa cho kết cấu boong.
Hình 2.5 mô tả một số kết cấu khung phẳng dùng khi mô
hình hóa
các sườn tàu khác nhau với lưu ý tận dụng tính đối xứng
kết cấu và tải trọng để giảm bớt số lượng chi tiết tham gia.
(a) (b)
(c)
(d) (e) (f)
Hình 2.5: Một số mô hình tính kết cấu khung sườn ngang.
Hình (a) dùng cho sườn tàu yếu, giữa sườn với đáy và sườn
với boong không có mã nối, hình (b) dùng cho trường hợp đà
ngang đáy cứng và sườn ngàm tại đáy tàu, hình (c) dùng cho các
tàu ch
ở hàng khô một boong với thành miệng hầm không đủ cứng
để đỡ nửa xà ngang boong, hình (d) dùng cho kết cấu thành
mi
ệng hầm đủ cứng và làm nhiệm vụ đỡ nửa xà ngang boong. Đối
với những tàu chở hàng khô, tham gia vào thành phần kết cấu
khung còn có các cột chống, với cột chống có thể tựa trên các gối
mềm hoặc gối xoay nhưng nhiều khi theo yêu cầu sử dụng có thể

bố trí các cột chống liên kết chặt với bề mặt kết cấu đáy và kết cấu
boong ở cả hai đầu. Trên hình (e) còn có thêm hai cột chống không
biến dạng dọc làm điểm tựa cho kết cấu boong. Các khung nói trên
đều có nút liên kết tập trung chỉ tại đầu nối của hai dầm, hay còn
g
ọi tên là khung phẳng đơn giản, thường được dùng để mô hình
hóa sườn của đa số loại tàu khác nhau.
R
iêng sườn tàu chở dầu có các vách dọc khác nhau, thường
hay được mô h
ình hóa thành dạng khung phẳng phức tạp hơn, có
các nút liên kết tập trung ở đầu nối ba dầm trở lên như hình (f).
Các mô hình v
ừa được đề cập trên đây đều được kết hợp từ
các dầm tương đương có đặc tính hình học gồm các nẹp gia cường
cùng dải tôn kèm được tính riêng cho từng dầm thành phần.