Thiết kế kỹ thuật công trình đà bán ụ trọng tải 5.000 tấn - Chương 2 doc

CHNG 2: C S Lí THUYT

2.1 TRIN TU.
2.1.1 Tớnh toỏn cỏc b phn ca trin tu.
S phõn b ti trng ca tu xung ng trt:
ẹEM TAỉU
RAY
XE CHễ TAỉU

Hỡnh 2.1: S tớnh toỏn ca tu khi t trờn xe giỏ bng
Trong trin vic vn chuyn tu u dựng xe ch nờn ti trng bn thõn nú
truyn xung ng trt ht sc phc tp. Nu tu c t trờn xe giỏ bng thỡ
tu l mt dm liờn tc cú cng thay i, t trờn cỏc gi n hi (m tu), cỏc
gi n hi ny t trờn dm cú n cng nht nh (xe giỏ bng), dm liờn tc
ny li t trờn cỏc gi n hi (bỏnh xe), cỏc gi n hi ny li t trờn dm cú
cng khụng thay i (ray). Cui cựng dm ny li t trờn gi hoc nn n
hi.
Do ú, gii quyt bi toỏn n gin m vn m bo mc chớnh xỏc
khi thit k, ngi ta coi s phõn b ti trng ca tu gn ỳng theo cỏc s
c iu chnh bng cỏc h s v núi chung l thiờn v an ton.
Theo chiu dc: ti trng phõn b ging trong
m =
1,2
0,85
t t
Q Q
L L
= (2-1)
 Theo chiều ngang:
Nếu là xe giá bằng một tầng, phân đoạn theo chiều dọc, chiều ngang liên
tục, đặt trên 3 đường ray, các ray trùng với đệm sống tàu và đệm lườn tàu thì

Tàu nhọn đáy: R
2
= Q; R
1
= 0,17Q
Tàu bằng đáy: R
2
= 0,65Q; R
1
= 0,25Q
Nếu là xe giá bằng phân đoạn theo chiều ngang thành 3 dãy
Tàu nhọn đáy: R
2
= 0,65Q; R
1
= 0,25Q (a)
Tàu bằng đáy: R
2
= 0,65Q; R
1
= 0,25Q (b)
Nếu là xe 2 tầng, tầng trên là 3 dãy xe phân đoạn, tầng dưới là xe liên tục
đặt trên 3 đường ray (hoặc 4 đường ray nhưng 2 đường giữa gần sát nhau coi như
1) trùng với 3 dãy xe trên thì.
Tàu nhọn đáy: R
2
= 0,65Q; R
1
= 0,25Q
Tàu bằng đáy: R

2
= 0,65Q; R
1
= 0,25Q
Nếu xe liên tục, tầng dưới đặt trên 2 đường ray thì.
R
2
= Q; R
1
= 0,5Q
Như vậy ta coi R
2
, R
1
tương tự như Q và có:
m
’
=
0,85
i
t
R
L
(2-2)
0,6m
0,5m
28%Q
40%Q
32%Q
phía lái

phía mui

Hình 2.2: Phân bố tải trọng theo chiều dọc.

 Tính số xe trong triền dọc và số tổ đường ray trong triền ngang:
Từ biểu đồ phân bố tải trọng lớn nhất của tàu ta lấy trị số lớn nhất (m) để
tính toán. Và để xét đến sự phân bố tải trọng không đều giữa các xe, ta đưa vào
một hệ số thì tải trọng tính toán trên mỗi đơn vị chiều dài của tàu là.
m
t
= K
’
.m (2-3)
Trong đó: K
’
_hệ số phân bố tải trọng không đều giữa các xe và lấy theo
bảng sau



Hệ số K
’
khi tàu kê đều trong khoảng đường sống tàu
(
»
0,85L
t
)
STT

Hình thức kết cấu
đường trượt
Xe giá nghiêng nhiều trục Xe giá bằng nhiều trục
Có máy hãm
và con lăn
Bánh xe
đóng chặt
Có máy kích

Không có
máy kích
1 Nền tà vẹt đá dăm

1,35 1,50 1,25 1,50
2
Nền cọc gỗ lồng
gỗ
1,35 1,75 1,25 1,75
3
Kết cấu bê tông
cốt thép thường
1,50 2,00 1,25 2,00
4
Kết cấu cứng bê
tông hay bê tông
cốt thép
1,50 2,50 1,25 2,50

Bảng 2.1: Hệ số phân bố tải trọng không đều giữa các xe.

Nếu kể đến cả tải trọng của các xe thì tải trọng trên mỗi mét dài là:
m
0
= m
t
+ (
' ' '' '''
m m m
K K K K
+ + + ).m (2-4)
Trong đó:
'
m
K
_tỷ số của trọng lượng trên một mét dài giữa tầng xe trên cùng so
với tàu,
'
m
K
= 0,07-0,1
''
m
K
_tỷ số của trọng lượng trên một mét dài giữa tầng xe giữa so với tàu,
''
m
K
= 0,05-0,07
'''
m

K
_tỷ số của trọng lượng trên một mét dài giữa tầng xe cuối cùng so với
tàu,
'''
m
K
= 0,05-0,07
Nếu dùng 2 tầng xe thì
''
m
K
= 0; nếu dùng 1 tầng xe thì
'' '''
0
m m
K K
= =

m
o
= (
' ' '' '''
m m m
K K K K
+ + + ).m (2-5)
Vậy chiều dài của một xe phân đoạn là:
l
1
=
[ ]

''
0
. .
.
P n r
K m
(2-6)
Trong đó:
[
]
P
_tải trọng cho phép trên một bánh xe, với nền tà vẹt đá dăm lấy
[
]
P


25T; với dầm trên nền ba lát lấy
[
]
P

30T; với móng cọc hay cọc ống có thể đạt
tới 50T hay lớn hơn (còn tùy thuộc vào khả năng chịu lực của bánh xe)
n_số bánh xe của một xe tì trên một ray (hay một dãy xe)
r = 2
K
’’
_hệ số phân bố tải trọng không đều giữa các bánh xe, lấy ở bảng sau.
Hệ số K

’’

STT Kết cấu đường trượt
Xe giá nghiêng 2 trục có máy
hãm bánh xe
Xe giá bằng 2
trục
1 Nền tà vẹt đá dăm 1,3 2,3 1,0
2 Nền cọc gỗ hay lồng gỗ

1,3 2,0 1,0
3
Kết cấu bê tông và bê
tông cốt thép
1,3 2,7 1,0

Bảng 2.2: Hệ số phân bố không đều giữa các bánh xe.

Do đó số xe phân đoạn sẽ bằng:
Z =
1
0,85
t
L
l
(2-7)
Khi tính ra l
1
không nhất thiết phải lấy nguyên trị số ấy mà có thể lấy khác
đi cho thích hợp với kích thước hình học và số lượng xe phân đoạn.

R 1 R2 R 1
b
R1 R 2 R1
d
R1 R2 R1
ca
R2R1 R1

Hình 2.3 Sơ đồ phân bố tải trọng tàu theo chiều ngang
 Tính áp lực bánh xe:
Từ công thức tính l
1
=
[ ]
''
0
. .
.
k
P n r
K m
tính ra l
1
, ta có thể thay đổi và lấy lại trị số
này sau đó kiểm tra lại áp lực bánh xe
 
k
o
k
P

r
n
lKm
P 
.
1
"
(2-8)
Nếu tầng xe dưới cùng chạy trên 3 dãy bánh xe hay 3 dãy xe mà theo chiều
ngang phân chia thành R
1
và R
2
thì P
k
tính từ m
’

(xem công thức (2-2) và các hình
minh họa)
Tương tự như công thức (2-5) ta có:
m
o
= (
' ' '' '''
1
2
m m m
K K K K+ + + ).m (2-9)
trong đó:

m
’
=
0,85
i
t
R
L

R
i
_nếu tính cho dãy giữa thì là R
2
; néu tính cho dãy 2 bên thì là R
1

Do đó:
 
k
to
k
P
r
n
LKm
P 
.
.
3
'

(2-21)
Trong triền ngang thường chọn sức chở của xe trước (theo thiết kế định hình) nên:
 
kk
P
n
Q
KKP 
'
'
"'
(2-10)
Trong đó: Q
’
_tải trọng tàu truyền xuống một xe (sức chở của xe)
n
’
_số bánh xe của một xe

[
]
k
P
_có thể tính theo công thức sau:

[
]
k
P
= 2R.b

r
.



(2-11)
Trong đó: R_bán kính bánh xe
b
r
_chiều rộng bộ phận công tác của đỉnh ray thường b
r
= 60mm




_ứng suất cho phép của vật liệu làm bánh xe lấy theo bảng (2.3)

Các vật liệu làm bánh xe STT Loại tải trọng tính toán
Gang đúc

Thép CT3,4

Thép CT5

Thép đúc
1 Cơ bản 20kg/cm
2

55kg/cm

2
65kg/cm
2
45-70kg/m
2

2 Cơ bản ngẫu nhiên 30kg/cm
2

65kg/cm
2
75kg/cm
2
55-90kg/m
2

Bảng 2.3: Ứng suất cho phép của vật liệu làm bánh xe kg/cm
2

2.1.2 Triền có kết cấu trên móng cọc.
Dầm trên móng cọc ống được tính như dầm đơn hoặc dầm liên tục nhiều
nhịp trên gối cứng hay gối đàn hồi. Tải trọng truyền xuống dầm coi như thẳng góc.
Một số quy định tính dầm trên móng cọc theo trạng thái giới hạn:
* Trạng thái giới hạn thứ nhất.
U

m * R (2-12)
Trong đó: U_tổng trị số tính toán của ngoại lực hoặc ứng suất có thể làm mất ổn
định hoặc mất độ bền của kết cấu tương ứng với tổ hợp tải trọng bất lợi nhất
R_sức chịu tải tương ứng của vật liệu chống lại tác dụng phá hoại về độ

ổn định hoặc độ bền của kết cấu (tức là trị số giới hạn)
m_hệ số điều kiện làm việc, được lấy như sau
 Khi tính theo chiều dọc dầm: tính cho mô men dương m = 1,3; tính cho mô
men âm m = 0,9; tính cho lực cắt m = 1,0
 Khi tính theo chiều ngang dầm: tính cho mô men dương m = 1,0; tính cho
mô men âm m = 0,85.
Độ cứng tính đổi của dầm.
B =
td
JE


(2-13)
Trong đó:

E _mô đun đàn hồi ban đầu của bê tông
J
tđ
_mô men quán tính của tiết diện tính đổi.


_hệ số xét đến tính dẻo và tính từ biến của bê tông và lấy ở bảng sau



Trị số hệ số


Đặc trưng c
ủa các cấu kiện

BTCT
Tải trọng tạm thời Tải trọng toàn bộ
BT thường, BTCTƯST, có
chống nứt
0,85 0,6
BTCTƯST, không chống
nứt
0,65 0,5
BTCT thường, không
chống nứt
0,45 0,35

Bảng 2.4: Trị số hệ số



Khi tính theo công thức (2-12) còn đưa them vào một hệ số bổ sung để kể đến cấp
của công trình, kí hiệu là M
bs
lấy theo bảng sau.
Cấp công trình II III IV
M
bs
0,95 1,0 1,05

Bảng 2.5: Trị số M
bs

* Trạng thái giới hạn thứ hai.

H
tb
R

(2-14)
tb

_áp lực trung bình do công trình truyền xuống nền

h
b
P
tb
2
'



(2-15)
Trong đó: P
’
_tổng phản lực nền trên 1m dài của dầm lấy tại vị trí có phản lực nền
lớn nhất
b_bề rộng đáy dầm
h_chiều dầy lớp đá dăm, nếu dầm đặt trên nền cát chắt thì h = 0
R
H
_cường độ tiêu chuẩn của đấu nền, tính ở độ sâu không quá một bề
rộng đáy móng và lấy theo công thức
R

H
= m.((A
1
(B + 2h
d
) + A
2
(d + h
d
))
H
d

+ D.C
H
) (2-16)
Trong đó: m_hệ số điều kiện làm việc với: - cát bụi m = 0,6; - cát hạt nhỏ m = 0,8;
- các loại đất khác m = 1,0
A
1
, A
2
, D_hệ số không đều phụ thuộc vào góc nội ma sát tiêu chuẩn của
đất
H

lấy theo bảng
B_bề rộng đáy móng công trình
d_độ sâu đặt móng
h

d
,
H
d

_chiều dầy và trọng lượng thể tích của tầng đệm
C
H
_trị số lực dính đơn vị (kg/cm
2
) lấy như sau:- sỏi và cát hạt lớn C
H
=
0,01; cát hạt nhỏ C
H
= 0,02; cát hạt bụi C
H
= 0,04.
Trị số các hệ số Trị số các hệ số
)0(
H


A
1
A
2
D
)0(
H



A
1
A
2
D
0 0 1,0 3,14 24 0,72 3,87 6,45
2 0,03 1,12 3,32 26 0,84 4,37 6,90
4 0,06 1,25 3,51 28 0,98 4,93 7,4
6 0,1 1,39 3,71 30 1,15 5,59 7,95
8 0,14 1,55 3,93 32 1,34 6,35 8,55
10 0,18 1,73 4,17 34 1,55 7,21 9,21
12 0,23 1,94 4,42 36 1,81 8,25 9,98
14 0,29 2,17 4,69 38 2,11 9,44 10,8
16 0,36 2,43 5,00 40 2,46 10,84 11,73
18 0,43 2,72 5,31 42 2,87 12,50 12,77
20 0,51 3,06 5,66 44 3,37 14,48 13,96
22 0,61 3,44 6,04 45 3,66 15,64 14,64

Bảng 2.6: Trị số các hệ số A
1
, A
2
, D

* Trạng thái giới hạn thứ ba. Tất cả các ứng lực tính toán được đều nhân với một
hệ số là n = 1,1
2.1.2.1 Với dầm đơn.
Khi tính theo trạng thái giới hạn thứ nhất và thứ ba:

Hệ số điều kiện làm việc m trong công thức (2-20) lấy bằng 1 khi tính tiết diện
Mô men quán tính tính đổi:
J
td
= J
d
+ 0,8J
ray
(2-17)
J
d
_ kí hiệu như trên ;
0,8_ hệ số xét đến sự liên kết không khít giữa ray và dầm;
J
ray
_ mô men quán tính của ray đối với trọng tâm chung nhân với tỷ số của mô đun
đàn hồi giữa ray và dầm.
Khi tính theo trạng thái giới hạn thứ hai:
Theo điều kiện:

gh


(2-18)
Trong đó:

_ biến dạng của công trình dưới tác dụng của tải trọng:
gh

_trị số biến dạng giới hạn của công trình.

Biến dạng của dầm lấy theo:
gh

=
xe
d
l
Ly.
(2-19)
Trong đó: y

_ hiệu số biến dạng của lớp đệm ở bánh xe chịu tải trọng lớn nhất và
bánh xe chịu tải trọng nhỏ nhất. Theo kết quả nghiên cứu: y

= 33mm; L
d
_ chiều
dài của nhịp dầm triền; l
xe
_ chiều dài của xe phân đoạn.
2.1.2.2 Dầm liên tục.
Nếu bước cọc
Sl 3

thì tính toán như dầm trên nền đàn hồi.
Nếu
Sl 3

thì tính như dầm nhiều nhịp kê trên các gối đàn hồi hoặc gối cứng theo
phương pháp ảnh hưởng.

Ở đây S là đặc tính đàn hồi của dầm được xác định theo công thức sau:

4
0
0
4
bK
B
S 
(2-20)
Trong đó: b_ chiều rộng của dầm (m); B
0
_ độ cứng qui đổi của dầm (kN.
2
m ), và
được tính như sau:
B
0
= K
pl
.

E .J
td
(2-21)

E
_ mô đun đàn hồi của bê tông( kH/
2
cm ); J

td
= J

+ 0,8J
ray
_ mô men tính đổi
của dầm và ray.
K
pl
_ hệ số xét đến biến dạng từ biến và biến dạng dẻo của bê tông dầm. Hệ số K
0

được xác định từ thực nghiệm theo công thức sau: K
0
= P/y.F. (2-22)
Trong đó: P_ tải trọng đặt lên một cọc khi thí nghiệm thứ tải (kN)
y_độ lún cọc dưới tá dụng của tải trọng đó (m)
F_ diện tích của dầm tỳ lên một cọc (m
2
)
Khi không có số liệu thí nghiệm thì có thể tính K
0
theo công thức kinh nghiệm
K
0
= FLS
c
/

(2-23)

Trong đó: S và L
c
_chu vi tiết diện và chiều dài cọc (m).


_ hệ số tỷ lệ phụ thuộc vào đất nền .
Khi khoảng cách giữa các cọc l = (4 – 6 ).d thì

= 5MN/m
3
đối với đất sét, 10



(MN/m
3
) đối với đất cát, 25


(MN/m
3
) đối với đất thổ nhưỡng.
2.2 Ụ KHÔ
2.2.1 Các thông số của ụ khô.

Hình 2.4: Sơ đồ ụ khô.
 Chiều dài buồng ụ (tính từ đầu tường đến mép phía trong cửa ụ):
L
u
= L

t
+ l
1
+ l
2
+
L

(2-24)
Trong đó: L
u
_chiều dài buồng ụ (m)
L
t
_chiều dài tàu thiết kế (m)
l
1
; l
2
_khoảng hở 2 đầu từ tàu đến cửa ụ và mép tường cuối ụ, khoảng hở
đầu mũi tàu có thể lấy 2- 3m, còn đầu lái lấy tới 10- 20m để có thể sửa chữa trục
và chân vịt của tàu

L

_chiều dài dự trữ của buồng ụ đóng mới khi tổ chức theo dây chuyền
Tµu ®ang söa trong ô
PhÝa
khu
níc

Cöa ô
Khu
vùc
phÝa
sau
Têng
th©n ô
B¶n ®¸y ô

 Chiều rộng buồng ụ:
B
u
= B
t
+ 2b
’’
+
b

(2-25)
Trong đó: B
u
_chiều rộng buồng ụ (m)
B
t
_chiều rộng tàu tính toán (m)
b
’’
_đoạn hở dự trữ 2 bên, lấy b
’’

= 2-5m tùy thuộc kích thước tàu

b

_khoảng cách giữa các boong tàu khi bố trí 2 loại cùng một lúc,
khi đó ta lấy:
B
u
= 2B
t
+ 3b
’’
(2-26)
 Chiều rộng tại vị trí cửa ụ:
Thường lấy hẹp hơn buồng ụ vì chỉ đảm bảo cho tàu ra vào ụ mà thôi,
khoảng hở mỗi bên chỉ lấy 1m. Khi có gió to, vận tốc dòng chảy lớn thì có thể
lấy lớn đến 2m để đảm bảo an toàn tàu ra vào ụ. Với tàu hiện đại thường lấy rộng
bằng buồng ụ.
 Chiều dài đầu ụ:
Phụ thuộc vào kiểu cửa ụ được chọn.
 Chiều sâu buồng ụ: là chiều sâu lấy với mực nước hạ thủy.
H
u
= T
t
+ a + h (2-27)
Trong đó: T
t
_mớn nước của tàu tính toán
a_khoảng cách dự trữ giữa đáy và đệm sống tàu, a = 0,3-0,6m

h_chiều cao của đệm sống tàu, h = 1,2-1,6m
 Cao trình ngưỡng đầu ụ: thường lấy thấp hơn cao trình mặt đệm sống tàu một
đoạn khoảng 1- 1,2m. Trong ụ hiện đại lấy ngang cao trình đáy buồng ụ để tận
dụng khả năng khai thác tối đa của ụ
 Cao trình đáy ụ: lấy từ mực nước hạ thủy

đáy ụ
=

MNHT
– H
u
(2-28)
 Cao trình đỉnh ụ: lấy bằng cao trình xưởng, cao trình này cao hơn mực nước
cao thiết kế khoảng 0,3- 0,5m
 Mực nước thiết kế:
 Mực nước thấp thiết kế (mực nước hạ thủy).
Trong sông thiên nhiên hay sông đào không có thủy triều thì lấy mực nước vận
tải làm mực nước thiết kế thấp nhất. Trong vùng có thủy triều, vì thời gian triều lên
khoảng 2-3h nên có thể lợi dụng nước lên trong ngày mà đưa tàu ra vào ụ.
Khi thiết kế sơ bộ có thể lấy: với ụ đóng mới chu kỳ hạ thủy dài nên chỉ cần
1 tháng hay nửa tháng xuất hiện 1 lần là được; với ụ sửa chữa thì ngắn hơn, 1 tuần
xuất hiện 1 lần.
 Mực nước cao thiết kế.
Phụ thuộc vào cấp của công trình và yêu cầu của công nghệ.
2.2.2 Phao cửa ụ.
Việc tính toán cho phao cửa ụ tương tự như tính toán cho một con tàu.
2.2.2.1 Các yếu tố đường hình lý thuyết của Phao.
Các yếu tố đường hình lý thuyết tàu bao gồm các yếu tố sau: S, V, X
c

, Z
c
,
α, β, δ, R
0
, r
0
…
Trong điều kiện như hiện nay, chưa có được đường hình lý thuyết tàu
“toán học” nên mọi phép tính toán các yếu tố đang xét chỉ có thể gần đúng. Trong
đề tài được trình bày theo phương pháp hình thang.
1. Diện tích mặt đường nước: S (m
2
)
S = 2


2
1
21
ydx=
l

(y
0
+ 2y
1
+ … + 2y
n-1
+ y

n
) +
S

(2-29)
Trong đó:
n
L
l 
+ n: số khoảng sườn lý thuyết.
+ L: chiều dài tàu thiết kế.
+
S

: diện tích hiệu đính ở đầu lái và đầu mũi.
+ y
i
: tung độ của sườn thứ i.
2. Thể tích chiếm nước V (m
3
).
V =
 
nn
Tm
SSSS
T
Sdx 





110
0
2 2
2
(2-30)
Trong đó: + S
n
: diện tích mặt đường nước tương ứng.
+
T

: khoảng cách các mặt đường nước.
3. Diện tích mặt cắt ngang của tàu: ω (m
2
).
ω = 2











n

i
n
i
T
yy
yTydz
0
0
0
2
2
(2-31)
Trong đó: + ω: diện tích mặt cắt ngang tàu.
+ y: tung độ sườn tại mặt cắt giữa tàu.
2.2.2.2 Các hệ số hình dáng vỏ Phao.
1. Hệ số thể tích nước chiếm δ.
δ =
iii
i
TBL
V

(2-32)
2. Hệ số diện tích mặt đường nước α.
α =
ii
i
BL
S
.

(2-33)
3. Hệ số đường nước mặt cắt ngang.
β =
ii
ni
TB .

(2-34)
Trong đó: V
i
, S
i
, ω
ni
, L
i
, B
i
, T
i
: thể tích, diện tích, diện tích mặt cắt ngang giữa
tàu và các thông số của tàu ứng với mặt đường nước thứ i.
4. Hoành độ trọng tâm diện tích mặt đường nước: X
F
(m).
X
F
được tính bằng tỷ số mômen tĩnh M
oy
với diện tích S:

X
F
=
i
sioy
S
M
(2-35)
Trong đó:
M
sioy
: mômen tĩnh của diện tích đối với trục oy.
M
sioy
= 2


2
2
L
L
xydx (2-36)













46372819010
2
24685 yyyyyyyyyyL  +
Sioy
M
Trong đó:

Sioy
M : mômen tĩnh hiệu đính .
5. Tọa độ tâm nổi: Z
c
, X
c
(m).
a. Cao độ tâm nổi: Z
c
(m).
Z
ci
=
i
vixoy
V
M
(2-37)
Trong đó:

 M
vixoy
: mômen tĩnh của thể tích V
i
đối với mặt phẳng tọa độ xoy.
M
vixoy
=
 










2
1 2.
0
121
2
0
m
mn
T
mm
SS

mSSmSSTdzZS
m
(2-38)
b. Hoành độ tâm nổi: X
c
(m).
X
ci
=
i
viyoz
V
M
(2-39)
Trong đó:
 M
viyoz
: mômen tĩnh của thể tích V
i
đối với mặt phẳng tọa độ yoz và được
tính theo công thức:
M
viyoz
=










2

0
10
0
10
0
m
m
m
FmF
FmFF
T
Fmm
XSXS
XSXSXSTdzXS
(2-40)
6. Bán kính ổn định ngang: r
0
(m).

i
x
V
I
r 
0

(2-41)
Trong đó:
I
x
là mômen quán tính của diện tích MĐN đối với trục x.
I
x
=
x
L
L
I
yy
yyyLdxy 










2

3
2
3
2

3
10
3
0
3
10
3
1
3
0
2
2
3
(2-42)
với ΔI
x
: phần hiệu đính ở mũi và lái.
7. Bán kính ổn định dọc: R
0
(m).
i
y
V
I
R 
0
(2-43)
Trong đó: I
y
: Mômen quán tính của diện tích MĐN đối với trục y và được tính

theo công thức:
I
y
=2


2
2
2
L
L
ydxx =
         
y
IyyyyyyyyyyL 







4637
2
28
2
19
2
100
2

3
234
2
5
2

với

I
y
: phần hiệu đính ở mũi và lái. (2-44)
8. Độ cao tâm ổn định ban đầu ngang h
0
(z) và dọc H
0
(z).
h
0
(z) = z
c0
(z) + r
0
(z) - z
g

H
0
(z) = z
c0
(z) + R

0
(z) - z
g
(2-45)
2.2.2.3 Tính và vẽ đồ thị tĩnh thủy lực, đồ thị Bonjean và đồ thị ổn định.
1. Tính và vẽ đồ thị tĩnh thủy lực.
Để giải quyết các bài toán thực tế khác nhau gắn liền với việc đánh giá ổn
định của con tàu. Người ta dùng những đường cong các yếu tố đường hình. Trong
tài liệu chính thức của tổ chức IMO, họ đường cong này có tên gọi bằng tiếng Anh
là hydrostatic curves, có nghĩa là đường thủy tĩnh của tàu. Đường cong thủy tĩnh
biểu diễn sự thay đổi các yếu tố tính nổi theo mớn nước tàu.
2. Tính và vẽ đồ thị Bonjean.
Với mỗi sườn tàu, từ kết quả tính diện tích phần chìm và mômen tĩnh phần
chìm so với đáy, ta có thể vẽ hai đường cong miêu tả sự biến thiên của hai giá trị
trên theo chiều chìm T. Tập hợp toàn bộ các đường cong kiểu này, lập cho tất cả
các sườn tính toán ta sẽ có được đồ thị có tên gọi tỉ lệ Bonjean.
Họ đường cong trên đồ thị Bonjean là cơ sở tính thể tích phần chìm giả
định, tâm nổi theo chiều dọc, chiều cao trước khi hạ thủy tàu, đồng thời là cơ sở
tính chống chìm, phân khoang tàu.
Diện tích mặt sườn tính đến mớn nước T:









2

2
100
1010
0
yy
yyyTydz
T

(2-46)
Mômen tĩnh so với trục Oy của mặt sườn:
M = 2











2
.2
100
10
0
2
0
yy

yiTyzdz
i
i
T
(2-47)

3. Tính và vẽ đồ thị ổn định.
Đồ thị ổn định là đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa cánh tay đòn ổn định và
góc nghiêng ngang

, l(

) = f(

)

Hình 2.5: Đồ thị Read.
2.2.2.4 Tiêu chuẩn ổn định.
Muốn đánh giá một con tàu về mặt ổn định, thông thường dựa vào các tiêu
chuẩn ổn định. Tiêu chuẩn ổn định là thước đo cần thiết về ổn định, mà ổn định
cần thiết với tàu đang xét. Có nhiều tiêu chuẩn ổn định khác nhau như: Tiêu chuẩn
vật lý (điển hình là tiêu chuẩn thời tiết của Liên Bang Nga ), Tiêu chuẩn thống kê
(điển hình là tiêu chuẩn của tổ chức liên biển quốc tế IMO- 1974), Tiêu chuẩn ổn
định của Đăng Kiểm Việt Nam…. Tất cả các con tàu thiết kế, chế tạo đều phải
tuân theo các tiêu chuẩn này. Trong số các tiêu chuẩn trên thì tiêu chuẩn của tổ
chức liên biển quốc tế IMO- 1974 được áp dụng phổ biến nhất. Trên cơ sở kết quả
thống kê của gần 100 tàu bị lật vào những năm 60, đem so sánh các đồ thị ổn định
của các tàu bị lật với đồ thị của các tàu tốt cùng rút ra được đồ thị tối thiểu với 6
điều kiện:
a . Chiều cao tâm ổn định ban đầu : h

o


0,35 m
b . Cánh tay đòn ổn định tĩnh tại 30
o
: l
θ30


0,2 m
c . Cánh tay đòn ổn định động tại 30
o
: l
θđ30


0,055 m
d . Cánh tay đòn ổn định động tại 40
o
: l
θđ40


0,09 m
e . Hiệu: l
θđ40
- l
θđ30


0,03 m
f . Góc ứng với tay đòn ổn định tĩnh cực đại :

θ
max

25
o
+ 30
o
.
Các tiêu chuẩn trên là các yếu tố quy định dạng đồ thị tối thiểu hay còn gọi
là đồ thị Read trên hình 2.5 ở trên. Đồ thị tối thiểu phân biệt: những con tàu đảm
bảo ổn định khi đồ thị nằm trên đồ thị tối thiểu, những con tàu không đảm bảo ổn
định có đồ thị nói trên nằm trên đồ thị tối thiểu.