Phân tích và thiết kế kết cấu một mẫu tàu câu vỏ gỗ khu vực đà nẵng, chương 13 pot

60
Chương 13:
BÀI TOÁN SỨC BỀN CHUNG THÂN
TÀU
Bài toán sức bền chung thân tàu là bài toán sức bền của toàn
bộ kết cấu thân tàu nhằm mục đích xác định ứng lực và biến dạng
chung của thân tàu xuất hiện trong mặt phẳng dọc thân tàu. Tải
trọng tính toán là trường hợp tàu chịu tải trọng ở trạng thái nguy
hiểm nhất.
Mô hình tính toán theo mô hình do A.Simaski đề xuất, kết cấu
thân tàu được xem như thanh thành mỏng tương đương đặt trên nền
đàn hồi. Về mặt kết cấu thân tàu, sức bền chung của tàu được đảm
bảo bởi các kết cấu dọc bao gồm: khung xương, sống chính, sống
phụ, đà dọc đáy, xà dọc boong, xà dọc hông dọc, thanh đỡ đầu xà
ngang boong…
khung ngang không trực tiếp tham gia đảm bảo sức bền dọc
thân tàu nhưng chúng nâng cao độ ổn định của khung xương dọc
dưới tác dụng của ứng suất nén, do đó chúng gián tiếp nâng cao độ
bền dọc của tàu.
Trong tính toán kiểm tra sức bền chung tàu không tính đến các
tải trọng nằm ngang như lực đẩy và lực cản môi trường vì ứng suất
chung trong các kết cấu do các lực trên gây ra không lớn và có thể
bỏ qua, do đó trong tính toán chỉ xem thân tàu chịu tác dụng bởi
những thành phần ngoại lực thẳng đứng.
61
3.4.1. Tính sức bền chung thân tàu.
Trình tự tính toán của bài toán sức bền:
+ Xác định đường cong phân bố tải trọng tác dụng lên tàu.
+ Xác định lực cắt và mômen uốn chung của thân tàu.
+ Xác định ứng suất chung trong kết cấu thân tàu.
+ Kiểm tra độ bền dọc chung của kết cấu thân tàu.

3.4.1.1. Xác định đường cong phân bố tải trọng tác dụng lên
thân tàu (theo khoảng sườn lý thuyết).
- Các ngoại lực tác dụng lên thân tàu bao gồm:
+ Trọng lượng tàu: bao gồm trọng lượng vỏ tàu và các tải
trọng trên tàu.
+ Lực nổi: áp lực của nước tác dụng lên thân tàu gồm lực tĩnh
và lực động.
Khi nổi cân bằng trên nước tĩnh các thành phần ngoại lực trên
sẽ cân bằng với nhau. Tuy nhiên dọc chiều dài tàu các ngoại lực trên
phân bố theo các quy luật khác nhau, do đó trước tiên cần phải xác
định quy luật phân bố của trọng lượng các tải trọng và lực nổi.
*Xác định trọng lượng riêng của vật liệu gỗ:
Trong công nghệ đóng tàu đánh cá thường sử dụng các loại gỗ
nhóm II, III và có thể sử dụng gỗ nhóm IV, V cho một số kết cấu
không quan trọng.
Theo TCVN 1072.71 trọng lượng riêng của gỗ được cho trong
bảng sau:
Bảng 3.3. Trọng lượng riêng của gỗ
Nhóm gỗ
Khối lượng riêng

( Kg/dm
3
)
62
I
II
III
IV
V

VI
0,86 trở lên
0,73

0,85
0,62

0,72
0,55

0,61
0,50

0,54
0,49 trở xuống
Căn cứ vào TCVN 1072.71 thì đối với các kết cấu thân tàu được
làm từ vật liệu gỗ nhóm II lấy

= 0,85 ( tấn/m
3
), gỗ nhóm III lấy

=
0,72 ( tấn/m
3
)
Để tính toán sức bền thân tàu ta chọn trường hợp tải trọng tính
toán là 100% dự trữ . Bởi vì nếu như trong trường hợp tàu có tải
trọng lớn nhất mà tàu vẫn làm việc an toàn thì tàu sẽ chịu được mọi
tác động của ngoại lực trong quá trình làm việc.

Bảng phân bố trọng lượng vỏ tàu không và trọng lượng các tải
trọng phân bố trên các khoảng sườn được thể hiện ở các bảng Bảng
3.4 và bảng 3.5 trang sau:
62
Bảng 3.4 Bảng phân bố trọng lượng tàu không
63
Bảng 3.5. Bảng phân bố trọng lượng tàu
64
Từ kết quả bảng tính ta tính trọng tâm tàu theo công thức:




  




)23()22( )5()4(
)23(5,9)22(5,8 )5()5,8()4()5,9(
L
P
xP
X
i
ii
G
9064,5
0,9. 0,127( )
64481

G
X m
 
Trong đó: P = p
i
: tổng tải trọng tàu (tấn).
X
i
: hệ số cánh tay đòn.
L: chiều dài khoảng sườn lý thuyết (m). L = 0,9 (m).