Phân tích và thiết kế kết cấu một mẫu tàu câu vỏ gỗ khu vực đà nẵng, chương 19 pps

Chương 19:
Tải trọng tác dụng lên các chi tiết
kết cấu
Tải trọng tác dụng lên chi tiết kết cấu bao gồm áp lực hàng
hóa và áp l
ực nước từ bên ngoài tàu:
P = P
n
– P
hh
+ Áp lực tải trọng tác dụng của hàng hóa:P
hh
= K.
h
.H
(tấn/m
2
).
+ Áp l
ực thủy tĩnh: P
n
.
2
s
h
T

 
 
 
 

(tấn/m
2
).
Trong đó:

h
: trọng lượng riêng hàng chở trên tàu (t/m
3
).
H: chiều cao hàng (m); Với tàu thiết kế H = 1,8 (m)
K: hệ số tính đến sự không đồng đều từng mặt hàng, với tàu cá
ch
ọn K=0,6
P
hh
= 0,6 . 1 . 1,8 = 1,08 (tấn/m
2
)
Áp l
ực thủy tĩnh được tính trong trường hợp nguy hiểm nhất
là tàu nằm trên đỉnh sóng với bước sóng bằng chiều dài tàu. Chiều
cao sóng h
s
= 1,9 (m).
Suy ra áp l
ực thủy tĩnh: P
n
= 1,025.(1,8 + 1,9/2) = 2,82 (tấn/m
2
)

T
ừ trên ta có : P = 2,82 – 1,08 = 1,74 (tấn/m
2
).
3.5.2.2 Mô hình và tính sức bền cục bộ sống chính tàu thiết kế.
Tải trọng tác dụng lên sống chính được tính theo công thức:
q = P.b
v
ới b = 0,95m (khoảng sườn dọc)
Suy ra q = P.b =1,74.0,95 =1,653 (tấn/m).
Mô hình tính
Biểu đồ moment uốn
Biểu đồ lực cắt
Hình 3.21 Mô hình tính và Biểu đồ moment uốn, lực cắt của
sống chính
Kết quả tính sống chính
| Beams |
User : Université des Pêches - NHA TRANG ( Vietnam )
Name of project : SC
| Data of problem |
| Materials |
Name of Material = Go nhom II
Young's Modulus = 10000 MPa
Mass Density = 850 kg/m3
Elastic Limit = 77 MPa
| Nodes [ m ] |
Node 1 : X = 0.000
Node 2 : X = 0.400
Node 3 : X = 0.800
Node 4 : X = 1.200

Node 5 : X = 1.600
| Cross section(s) |
Nodes 1 > 5
Square : C = 280.00 (mm)
Area = 784.00 cm2
Moment of Inertia : IZ = 51221.33 cm4
Upper fiber : VY = 140.00 mm Wel.Z = 3658.67 cm3
Lower fiber : VY = 140.00 mm Wel.Z = 3658.67 cm3
Weight of the structure = 1.07 kN ( g = 10.00 m/s2 )
| Nodal support(s) |
Node 1 : Fixed support
Node 2 : Deflection = 0
Node 3 : Deflection = 0
Node 4 : Deflection = 0
Node 5 : Fixed support
| Load case(s) |
Linearly distributed force : Nodes = 1 -> 5 pYo = 16.53 pYe =
16.53 kN/m
| Results |
| Nodal deplacements [ m , rad ] |
NodeDeflection Slope
1 0.000000 0.000000
2 0.000000 0.000000
3 0.000000 -0.000000
4 0.000000 0.000000
5 0.000000 0.000000
DY maximal = 2.15145E-07 m à X = 1.400 m
DY minimal = -3.63887E-22 m à X = 0.800 m
| Internal forces [ kN kN.m MPa ] |
TY = Shear Force MfZ = Bending Moment SXX = Normal

stress
Node TY MfZ SXX
1 3.31 0.22 0.06
2 -3.31 0.22 0.06
2 3.31 0.22 0.06
3 -3.31 0.22 0.06
3 3.31 0.22 0.06
4 -3.31 0.22 0.06
4 3.31 0.22 0.06
5 -3.31 0.22 0.06
Maximum bending moment = 0.22 kN.m at 1.600 m
Minimum bending moment = -0.11 kN.m at 1.400 m
Maximum normal stress = 0.06 MPa at 1.600 m
Minimum normal stress = -0.06 MPa at 1.600 m
| Support reaction(s) [ kN kN.m ] |
Node 1 RY = -3.31 MZ = -0.22
Node 2 RY = -6.61
Node 3 RY = -6.61
Node 4 RY = -6.61
Node 5 RY = -3.31 MZ = 0.22
3.5.2.3 Mô hình và tính sức bền cục bộ đà ngang đáy tàu thiết
kế.
Tải trọng tác dụng lên đà ngang đáy được tính theo công thức:
q = P.a
v
ới a = 0,4m (khoảng sườn ngang)
Suy ra q = P.b =1,74.0,4 =0,7 (tấn/m).
Mô hình tính
Biểu đồ moment uốn

Biểu đồ lực cắt
Hình 3.22 Mô hình tính và Biểu đồ moment uốn, lực cắt của đà
ngang đáy.
Kết quả tính Đà ngang đáy
| Beams |
User : Université des Pêches - NHA TRANG ( Vietnam )
Name of project : DN
| Data of problem |
| Materials |
Name of Material = Go nhom II
Young's Modulus = 10000 MPa
Mass Density = 850 kg/m3
Elastic Limit = 77 MPa
| Nodes [ m ] |
Node 1 : X = 0.000
Node 2 : X = 2.500
Node 3 : X = 5.000
| Cross section(s) |
Nodes 1 > 3
Rectangle : LY = 160.0 LZ = 80.0 (mm)
Area = 128.00 cm2
Moment of Inertia : IZ = 2730.67 cm4
Upper fiber : VY = 80.00 mm Wel.Z = 341.33 cm3
Lower fiber : VY = 80.00 mm Wel.Z = 341.33 cm3
Weight of the structure = 0.54 kN ( g = 10.00 m/s2 )
| Nodal support(s) |
Node 1 : Fixed support
Node 2 : Deflection = 0
Node 3 : Fixed support
| Load case(s) |

Linearly distributed force : Nodes = 1 -> 3 pYo = 7.00 pYe =
7.00 kN/m
| Results |
| Nodal deplacements [ m , rad ] |
NodeDeflection Slope
1 0.000000 0.000000
2 0.000000 0.000000
3 0.000000 0.000000
DY maximal = 2.60770E-03 m à X = 1.250 m
DY minimal = 0.00000E+00 m à X = 0.000 m
| Internal forces [ kN kN.m MPa ] |
TY = Shear Force MfZ = Bending Moment SXX = Normal
stress
Node TY MfZ SXX
1 8.75 3.65 10.68
2 -8.75 3.65 10.68
2 8.75 3.65 10.68
3 -8.75 3.65 10.68
Maximum bending moment = 3.65 kN.m at 0.000 m
Minimum bending moment = -1.82 kN.m at 1.250 m
Maximum normal stress = 10.68 MPa at 0.000 m
Minimum normal stress = -10.68 MPa at 0.000 m
| Support reaction(s) [ kN kN.m ] |
Node 1 RY = -8.75 MZ = -3.65
Node 2 RY = -17.50
Node 3 RY = -8.75 MZ = 3.65
3.5.2.4 Mô hình và tính sức bền cục bộ sườn tàu thiết kế.
Tải trọng tác dụng lên sườn tàu gồm có áp lực nước ngoài
m
ạn và áp lực của hàng hóa bên trong khoang hàng. Quy luật phân

bố tải trong tác dụng lên sườn có dạng hình thang hoặc hình tam
giác ph
ụ thuộc và chiều cao cột áp. Chiều cao cột áp là
1,9
1,8 2,75
2 2
s
h
h T
 
 
    
 
 
 
 
(m)
Tải trọng tác dụng lên mép dưới của sườn bằng tải trọng tác dụng
lên đà ngang đáy và c
ó giá trị là q
md
= 0,7(tấn/m).
Tải trọng tác dụng lên mép trên của sườn được tính theo quy tắc
tam giác đồng dạng n
ên ta có giá trị tai boong là q
mt
=
0,7.(2,75 2,5)
2,75


= 0,06 (tấn/m).
Mô hình tính
Biểu đồ moment uốn
Biểu đồ lực cắt
Hình 3.22 Mô hình tính và Biểu đồ moment uốn, lực cắt của
sườn
Kết quả tính sườn
| Beams |
User : Université des Pêches - NHA TRANG ( Vietnam )
Name of project : S
| Data of problem |
| Materials |
Name of Material = Go nhom II
Young's Modulus = 10000 MPa
Mass Density = 850 kg/m3
Elastic Limit = 77 MPa
| Nodes [ m ] |
Node 1 : X = 0.000
Node 2 : X = 2.500
| Cross section(s) |
Nodes 1 > 2
Rectangle : LY = 160.0 LZ = 80.0 (mm)
Area = 128.00 cm2
Moment of Inertia : IZ = 2730.67 cm4
Upper fiber : VY = 80.00 mm Wel.Z = 341.33 cm3
Lower fiber : VY = 80.00 mm Wel.Z = 341.33 cm3
Weight of the structure = 0.27 kN ( g = 10.00 m/s2 )
| Nodal support(s) |
Node 1 : Fixed support
Node 2 : Fixed support

| Load case(s) |
Linearly distributed force : Nodes = 1 -> 2 pYo = 7.00 pYe =
0.60 kN/m
| Results |
| Nodal deplacements [ m , rad ] |
NodeDeflection Slope
1 0.000000 0.000000
2 0.000000 0.000000
DY maximal = 1.42059E-03 m à X = 1.200 m
DY minimal = 0.00000E+00 m à X = 0.000 m
| Internal forces [ kN kN.m MPa ] |
TY = Shear Force MfZ = Bending Moment SXX = Normal
stress
Node TY MfZ SXX
1 6.35 2.31 6.77
2 -3.15 1.65 4.82
Maximum bending moment = 2.31 kN.m at 0.000 m
Minimum bending moment = -1.01 kN.m at 1.150 m
Maximum normal stress = 6.77 MPa at 0.000 m
Minimum normal stress = -6.77 MPa at 0.000 m
| Support reaction(s) [ kN kN.m ] |
Node 1 RY = 0.00 MZ = 0.00
Node 2 RY = 0.00 MZ = 0.00