THIẾT kế kỹ THUẬT PHẦN bố TRÍ CHUNG và TÍNH ổn ĐỊNH tàu CHỞ HÀNG rời 20 000 DWT HOẠT ĐỘNG ở VÙNG BIỂN KHÔNG hạn CHẾ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA KỸ THUẬT TÀU THỦY
oOo
LƯU TRỌNG SƠN
THIẾT KẾ KỸ THUẬT PHẦN BỐ TRÍ CHUNG VÀ
TÍNH ỔN ĐỊNH TÀU CHỞ HÀNG RỜI 20.000 DWT
HOẠT ĐỘNG Ở VÙNG BIỂN KHÔNG HẠN CHẾ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH: ĐÓNG TÀU THỦY
NHA TRANG – 2008
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA KỸ THUẬT TÀU THỦY
oOo
LƯU TRỌNG SƠN
THIẾT KẾ KỸ THUẬT PHẦN BỐ TRÍ CHUNG VÀ
TÍNH ỔN ĐỊNH TÀU CHỞ HÀNG RỜI 20.000 DWT
HOẠT ĐỘNG Ở VÙNG BIỂN KHÔNG HẠN CHẾ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH: ĐÓNG TÀU THỦY
CBHD: ThS. HUỲNH VĂN NHU
NHA TRANG – 2008
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
Họ và tên Sinh viên: LƯU TRỌNG SƠN Lớp: 46TT – 2
Ngành: Đóng tàu thủy
Tên đề tài: Thiết kế kỹ thuật phần bố trí chung và tính ổn định tàu chở hàng
rời 20.000 DWT hoạt động ở vùng biển không hạn chế.
Số trang: 90 Số chương: 04 Số tài liệu tham khảo: 12
Hiện vật: - 03 bộ đề tài và 03 đĩa CD.
- Bản vẽ: + 01 Bản vẽ bố trí chung tàu hàng 20.000 DWT.

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN








Kết luận:

Nha Trang, ngày……tháng.… năm 2008
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ tên)
ThS. HUỲNH VĂN NHU
PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG DATN
Họ và tên Sinh viên: LƯU TRỌNG SƠN Lớp: 46 TT – 2
Ngành: Đóng tàu thủy
Tên đề tài: Thiết kế kỹ thuật phần bố trí chung và tính ổn định tàu chở hàng
rời 20.000 DWT hoạt động ở vùng biển không hạn chế.
Số trang: 90 Số chương: 04 Số tài liệu tham khảo: 12
Hiện vật: - 03 bộ đề tài và 03 đĩa CD.
- Bản vẽ: + 01 Bản vẽ bố trí chung tàu hàng 20.000 DWT.
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN

Điểm phản biện:
Nha Trang, ngày……tháng……năm 2008
CÁN BỘ PHẢN BIỆN
(Ký và ghi rõ họ tên)
ĐIỂM CHUNG
Bằng số
Bằng chữ
Nha Trang, ngày……tháng……năm 2008
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
(Ký và ghi rõ họ tên)
LỜI CẢM ƠN
Sau hơn 03 tháng tích cực tìm hiểu, nghiên cứu và xây dựng đồ án tốt
nghiệp: “Thiết kế kỹ thuật phần bố trí chung và tính ổn định tàu chở hàng rời
20.000 DWT hoạt động ở vùng biển không hạn chế”, đến nay tôi đã hoàn thành
đồ án. Đồ án không chỉ có sự cố gắng của bản thân mà còn được sự giúp đỡ động
viên rất lớn của gia đình, quý thầy cô, đồng nghiệp, bạn bè…
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến: Ban Chủ Nhiệm Khoa Kỹ Thuật Tàu Thủy –
Trường Đại Học Nha Trang, quý Thầy cô trong Bộ Môn Đóng Tàu đã tạo điều kiện
thuận lợi để tôi thực hiện tốt đồ án.
Trân thành cảm ơn Thầy ThS. Huỳnh Văn Nhu – người đã trực tiếp hướng
dẫn tận tình cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đồ án.
Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn sự quan tâm giúp đỡ của gia đình, anh
chị em, bạn bè, các bạn đồng nghiệp đã động viên, tạo mọi điều kiện cho tôi học
tập, nghiên cứu trong suốt khóa học và trong quá trình thực hiện đồ án.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Đ
Đ
Ề
Ề
C

C
Ư
Ư
Ơ
Ơ
N
N
G
G
Đ
Đ
Ồ
Ồ
Á
Á
N
N
T
T
Ố
Ố
T
T
N
N
G
G
H
H
I

I
Ệ
Ệ
P
P
Họ và tên sinh viên: LƯU TRỌNG SƠN
MSSV: 46132200
Lớp: 46TT – 2
Địa chỉ liên hệ: 39/32 Đoàn Trần Nghiệp, Nha Trang, Khánh Hòa.
Điện thoại: 0989032357
Email:
Tên đề tài: Thiết kế kỹ thuật phần bố trí chung và tính ổn định tàu chở hàng
rời 20.000 DWT hoạt động ở vùng biển không hạn chế.
Ngành: Đóng tàu thủy Mã ngành: 18.06.10
Cán bộ hướng dẫn: ThS. HUỲNH VĂN NHU
− Nội dung thực hiện:
1. Đặt vấn đề.
2. Yêu cầu chung.
3. Thiết kế kỹ thuật phần bố trí chung và tính ổn định.
4. Thảo luận kết quả và kiến nghị.
I. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
1. Đối tượng đề tài:
Tàu chở hàng rời 20.000 DWT hoạt động vùng biển không hạn chế.
2. Phạm vi đề tài:
Thiết kế kỹ thuật phần bố trí chung tàu hàng.
Tính toán, kiểm tra ổn định đối với tàu hàng.
3. Mục tiêu đề tài:
Thiết kế kỹ thuật phần bố trí chung và tính ổn định tàu chở hàng rời 20.000DWT
hoạt động vùng biển không hạn chế.
II. NỘI DUNG ĐỀ TÀI

LỜI MỞ ĐẦU
CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1 Tổng quan đề tài.
1.2 Lý do lựa chọn đề tài.
1.3 Nội dung nghiên cứu.
CHƯƠNG 2: YÊU CẦU VỀ BỐ TRÍ CHUNG VÀ ỔN ĐỊNH TÀU THỦY
2.1 Các yêu cầu về bố trí chung.
2.1.1.Phân khoang và bố trí các khoang.
2.1.2.Buồng làm việc và buồng sinh hoạt.
2.1.3.Các buồng công cộng.
2.1.4.Lối đi, cầu thang, lan can, cửa ra vào.
2.1.5.Bố trí thiết bị, máy móc.
2.2 Tính ổn định tàu thủy.
2.2.1.Đặc điểm về ổn định tàu thủy.
2.2.2.Phương pháp tính ổn định tàu thủy.
2.2.3.Các yêu cầu chung về ổn định [TCVN 6259- 10: 2003].
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ KỸ THUẬT PHẦN BỐ TRÍ CHUNG VÀ TÍNH ỔN
ĐỊNH TÀU HÀNG RỜI 20.000 DWT
3.1. Đặc điểm tàu hàng 20.000 DWT.
3.2. Đặc điểm thủy tĩnh.
3.3. Thiết kế bố trí chung.
3.3.1.Phân khoang và bố trí các khoang, két chứa.
3.3.2.Bố trí các buồng, các phòng.
3.3.3.Cầu thang, lối đi, cửa ra vào, cửa sổ
3.3.4.Trang bị các phòng ở, buồng công cộng.
3.3.5.Bố trí thiết bị, máy móc trên tàu.
3.4. Tính ổn định tàu hàng 20.000 DWT.
3.4.1.Tính trọng lượng và trọng tâm tàu không.
3.4.2.Trọng lượng và trọng tâm ứng với các trường hợp thay đổi tải trọng.
3.4.3.Ảnh hưởng mặt thoáng chất lỏng trong các trường hợp tải trọng và

kiểm tra ổn định ban đầu
3.4.4.Xây dựng đường cong ổn định tĩnh và động ứng với các trường hợp
thay đổi tải trọng.
3.4.5.Kiểm tra tiêu chuẩn ổn định tĩnh.
3.4.6.Kiểm tra ổn định theo tiêu chuẩn thời tiết.
CHƯƠNG 4: THẢO LUẬN KẾT QUẢ VÀ KIẾN NGHỊ
4.1. Kết quả.
4.2. Kiến nghị.
III. KẾ HOẠCH THỰC HIỆN
Từ 04/08/2008 đến 15/08/2008: Lập đề cương chi tiết.
Từ 16/08/2008 đến 16/09/2008: Tìm hiểu cơ sở lý thuyết.
Từ 17/09/2008 đến 17/10/2008: Tính toán, xây dựng bản vẽ.
Trước ngày 30/08/2008 : Duyệt bản thảo chương 01.
Trước ngày 16/09/2008 : Duyệt bản thảo chương 02.
Trước ngày 31/09/2008 : Duyệt bản thảo phần bố trí chung (chương 3).
Trước ngày 17/10/2008 : Duyệt bản thảo phần tính ổn định (chương 3).
Trước ngày 30/10/2008 : Duyệt toàn bộ đề tài.
Nha Trang, ngày 14 tháng 08 năm 2008
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ, tên)
ThS. HUỲNH VĂN NHU
SINH VIÊN THỰC HIỆN
(Ký và ghi rõ họ, tên)
LƯU TRỌNG SƠN
MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1
ĐẶT VẤN ĐỀ 2
1.1. Tổng quan đề tài. 2

1.2. Lý do lựa chọn đề tài. 3
1.3. Nội dung nghiên cứu 4
CHƯƠNG 2
YÊU CẦU BỐ TRÍ CHUNG VÀ ỔN ĐỊNH TÀU THỦY 5
2.1. Các yêu cầu về bố trí chung 5
2.1.1. Phân khoang và bố trí các khoang 5
2.1.2. Buồng làm việc và buồng sinh hoạt 9
2.1.3. Các buồng công cộng. 10
2.1.4. Lối đi, cầu thang, lan can, cửa ra vào 11
2.1.5. Bố trí thiết bị trên tàu 12
2.2. Tính ổn định tàu thủy 14
2.2.1. Đặc điểm về ổn định tàu thủy 14
2.2.2. Phương pháp tính ổn định tàu thủy 14
2.2.3. Các yêu cầu chung về ổn định [TCVN 6259-10: 2003] 16
CHƯƠNG 3
THIẾT KẾ KỸ THUẬT PHẦN BỐ TRÍ CHUNG VÀTÍNH ỔN ĐỊNH TÀU
HÀNG RỜI 20.000 DWT 18
3.1. Đặc điểm tàu hàng 20.000 DWT 18
3.2. Đặc điểm thủy tĩnh. 18
3.3. Thiết kế bố trí chung. 19
3.3.1. Phân khoang và bố trí các khoang, két chứa. 19
3.3.2. Bố trí các buồng, các phòng. 25
3.3.3. Cầu thang, lan can, lối đi, cửa ra vào, cửa sổ 28
3.3.4. Trang bị các phòng ở, buồng công cộng 28
3.3.5. Bố trí thiết bị, máy móc trên tàu 29
3.4. Tính ổn định tàu hàng 20.000 DWT. 33
3.4.1. Tính trọng lượng và trọng tâm tàu không 33
3.4.2. Trọng lượng và trọng tâm ứng với các trường hợp tải trọng 35
3.4.3. Ảnh hưởng mặt thoáng chất lỏng trong các trường hợp tải trọng và kiểm
tra ổn định ban đầu. 38

3.4.4. Xây dựng đường cong ổn định tĩnh và động ứng với các trường hợp thay
đổi tải trọng 43
3.4.5. Kiểm tra tiêu chuẩn ổn định tĩnh. 84
3.4.6. Kiểm tra ổn định theo tiêu chuẩn thời tiết 84
3.4.7. Kiểm tra theo khuyến cáo IMO. 87
CHƯƠNG 4
THẢO LUẬN KẾT QUẢ VÀ KIẾN NGHỊ 88
4.1. Thảo luận kết quả 88
4.2. Kiến nghị 89
TÀI LIỆU THAM KHẢO 90
PHỤ LỤC
Phụ lục 1. Tính các yếu tố mặt đường nước.
Phụ lục 2. Tính các yếu tố thủy tĩnh và đồ thị thủy tĩnh.
Phụ lục 3. Các bảng tra tiêu chuẩn thời tiết [TCVN 6259-10 : 2003].
Phụ lục 4. Vị trí đường nước nghiêng trên sườn Trêbưsép.
Phụ lục 5. Bản vẽ bố trí chung tàu hàng 20.000 DWT.
DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 2.1. Phân khoang theo chiều dài tàu. 6
Bảng 2.2. Kích thước các buồng cá nhân theo chức vụ trên tàu 10
Bảng 3.1. Kết quả thủy tĩnh đo tại mớn nước thiết kế d = 7.6m 18
Bảng 3.2. Phân khoang theo chiều dài tàu. 19
Bảng 3.3. Khối lượng riêng hàng hóa trên tàu 20
Bảng 3.4. Tính thể tích, hoành độ trọng tâm khoang hàng 21
Bảng 3.5. Tính thể tích và hoành độ trọng tâm các két 23
Bảng 3.6. Thống kê máy móc sử dụng nhiên liệu Diesel. 24
Bảng 3.7. Biên chế thuyền viên trên tàu. 25
Bảng 3.8. Thiết bị cứu sinh trên tàu 32
Bảng 3.9. Hệ thống tín hiệu trên tàu. 33
Bảng 3.10. Tính trọng lượng trọng tâm tàu không. 33

Bảng 3.11. Trọng lượng trọng tâm tàu – Trường hợp N
0
1. 35
Bảng 3.12. Trọng lượng trọng tâm tàu – Trường hợp N
0
2. 35
Bảng 3.13. Trọng lượng trọng tâm tàu – Trường hợp N
0
3. 36
Bảng 3.14. Trọng lượng trọng tâm tàu – Trường hợp N
0
4. 37
Bảng 3.15. Mômen quán tính hàng lỏng – Trường hợp N
0
1. 38
Bảng 3.16. Mômen quán tính hàng lỏng – Trường hợp N
0
2. 38
Bảng 3.17. Mômen quán tính hàng lỏng – Trường hợp N
0
3. 39
Bảng 3.18. Mômen quán tính hàng lỏng – Trường hợp N
0
4. 40
Bảng 3.19. Tính mớn nước và chiều cao ổn định ban đầu 41
Bảng 3.20. Tính đường nước nghiêng và bán kính tâm nghiêng – Trường hợp N
0
1.
44
Bảng 3.21. Tính cánh tay đòn ổn định – Trường hợp N

0
1 52
Bảng 3.22. Tính đường nước nghiêng và bán kính tâm nghiêng – Trường hợp N
0
2.
53
Bảng 3.23. Tính cánh tay đòn ổn định – Trường hợp N
0
2 61
Bảng 3.24. Tính đường nước nghiêng và bán kính tâm nghiêng – Trường hợp N
0
3.
62
Bảng 3.25. Tính cánh tay đòn ổn định – Trường hợp N
0
3 70
Bảng 3.26. Tính đường nước nghiêng và bán kính tâm nghiêng – Trường hợp N
0
4.
71
Bảng 3.27. Tính cánh tay đòn ổn định – Trường hợp N
0
4 79
Bảng 3.28. Giá trị tay đòn tại góc nghiêng 40
0
84
Bảng 3.29. Giá trị góc lặn và góc vào nước 84
Bảng 3.29. Diện tích và chiều cao tâm hứng gió. 85
Bảng 3.30. Tính và kiểm tra theo tiêu chuẩn thời tiết 86
DANH MỤC CÁC HÌNH

Trang
Hình 2.1. Chiều cao đáy đôi tàu hàng 6
Hình 2.2. Chiều dài khoang đuôi 7
Hình 2.3. Chiều dài khoang máy (loại 2 máy chính diesel) 8
Hình 2.4. Nhà vệ sinh công cộng 10
Hình 2.5. Các kiểu cầu thang trên tàu 12
Hình 3.1. Tầm nhìn từ thượng tầng 20
Hình 3.2. Đồ thị ổn định trường hợp 1 (d = 7.600 m, W = 26395 DWT). 80
Hình 3.3. Đồ thị ổn định trường hợp 2 (d = 7.468 m, W = 25898 DWT). 81
Hình 3.4. Đồ thị ổn định trường hợp 3 (d = 5.443 m, W = 18450 DWT). 82
Hình 3.5. Đồ thị ổn định trường hợp 4 (d = 5.107 m, W = 17242 DWT). 83
- 1 -
MỞ ĐẦU
Thiết kế tàu là bài toán phức tạp. Trong đó có rất nhiều vấn đề liên quan, từ
việc thiết kế tuyến hình, bố trí chung, tính toán lựa chọn kết cấu, kiểm tra các tính
năng… Đòi hỏi người thiết kế phải nắm vững các kiến thức chuyên môn, có kinh
nghiệm thực tế. Ở nước ta, với ngành công nghiệp Tàu thủy còn non trẻ, đang phải
dần tự hoàn thiện chính mình., thì lĩnh vực thiết kế tàu (những tàu cỡ lớn, hoạt động
không hạn chế) đang còn gặp nhiều khó khăn.
Mục đích cuối cùng của những nhà thiết kế tàu là làm sao tàu khi hoạt động
có thể đảm bảo được các chức năng, tính năng đã đặt ra, cũng như thỏa mãn các quy
định, quy phạm liên quan. Tính toán xây dựng bố trí chung, tính ổn định tàu thủy là
hai bài toán thường gặp trong quá trình thiết kế, hoàn thiện con tàu. Thiết kế bố trí
chung không những ảnh hưởng đến các quá trình thao tác, đi lại, thẩm mỹ, kinh tế,
mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến tính ổn định. Cho nên, khi bố trí trang thiết bị máy
móc trên tàu vừa phải có sự hợp lí, nhưng phải tính đến ảnh hưởng tới ổn tính của
toàn tàu.
Tính toán bố trí chung và kiểm tra ổn định là yêu cầu cần thiết. Vì vậy, để có
thể làm rõ những được vấn đề nêu trên, tôi đã nhận và thực hiện đề tài: “Thiết kế
kỹ thuật phần bố trí chung và tính ổn định tàu chở hàng rời 20.000 DWT hoạt

động ở vùng biển không hạn chế”.
Do thời gian có hạn, kiến thức còn hạn chế, chưa có nhiều kinh nghiệm thực
tế. Nên trong quá trình thực hiện sẽ không tránh khỏi những thiết sót. Đề tài rất
mong được sự góp ý của quý thầy, các bạn đồng nghiệp.
Nha Trang, ngày 20 tháng 11 năm 2008
Sinh viên thực hiện
LƯU TRỌNG SƠN
- 2 -
CHƯƠNG 1
ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1. Tổng quan đề tài.
Trong những năm gần đây, ngành công nghiệp tàu thủy ở nước ta được đầu
tư và phát triển mạnh. Cơ sở hạ tầng tại các nhà máy được nâng cấp với các trang
thiết bị hiện đại phục vụ nhu cầu đóng mới và sửa chữa tàu thủy, như dự án Đà bán
ụ 70.000 tấn (Đóng tàu Hạ Long); dự án mở rộng tổng mặt bằng nhà xưởng lên trên
120ha, dự án đóng mới ụ nổi 24.000 tấn phục vụ việc sửa chữa và đóng mới tàu đến
70.000 tấn, xây dựng ụ khô 300.000 tấn (lớn nhất miền Bắc) của Đóng tàu Nam
Triệu… Bên cạnh đó việc đầu tư xây dựng nhiều nhà máy từ Bắc tới Nam đã và
đang giải quyết việc làm cho nhiều người lao động, góp phần tăng trưởng kinh tế,
ổn định xã hội.
Không những tăng cường, hợp tác, cải tiến công nghệ trong đóng mới, sửa
chữa tàu thủy, Tập đoàn Công nghiệp Tàu thủy Việt Nam - Vinashin còn đang xây
dựng các nhà máy sản xuất máy móc, thiết bị chính phục vụ trên tàu, tăng nội địa
hóa cho sản phẩm. Mặt khác tập đoàn còn chú ý đến công tác thiết kế, giai đoạn này
chiếm phần doanh thu không nhỏ của cả giá thành con tàu (lên tới 5%). Tuy rằng
bước đầu còn gặp nhiều khó khăn về nhân lực, kinh nghiệm, sự tin tưởng đặt hàng
của chủ tàu nhưng những gì mà các công ty tư vấn thiết kế, viện nghiên cứu đã làm
được, đang góp phần phát triển chung của ngành công nghiệp tàu thủy.
Hiện nay, công tác thiết kế (nhất là các tàu cỡ lớn, hoạt động không hạn chế)
còn phụ thuộc nhiều vào nước ngoài. Trong nước, với đặc điểm ngành còn trẻ, chưa

tích lũy được nhiều kinh nghiệm nên giai đoạn này đang còn gặp nhiều khó khăn,
chưa được sự tin tưởng đặt hàng của các chủ tàu.
Thiết kế bố trí chung là một yêu cầu bắt buộc nhằm đảm bảo về các chức
năng, tính năng của tàu, các yêu cầu khác của chủ tàu. Công việc đòi hỏi kiến thức
tổng quát, có nhiều tài liệu liên quan (nhất là các mẫu máy móc, thiết bị) thuận lợi
cho việc lựa chọn, bố trí hợp lí. Việc bố trí chung phải thỏa mãn được chức năng,
- 3 -
công dụng, tính năng đặt ra của tàu thiết kế, bên cạnh đó phải thỏa mãn yêu cầu quy
phạm, các công ước liên quan và còn phải có tính thẩm cao, tổng giá thành cho sản
phẩm là thấp nhất.
Tính toán ổn định là công việc bắt buộc nhằm kiểm tra tàu thiết kế có đảm
bảo được điều kiện ổn định hay không (chủ yếu là kiểm tra theo quy phạm) vì điều
này ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn của người và tài sản trên tàu. Cho nên, sau khi
thiết kế kết cấu, tính toán xây dựng bố trí chung cần phải kiểm tra ổn định cho tàu.
Tàu chở hàng 20.000 DWT là con tàu vận tải cỡ lớn đầu tiên được thiết kế
bởi Viện Khoa học Công nghệ Tàu thủy, đã nói lên năng lực của cán bộ kỹ thuật
của ngành đóng tàu đang dần được hoàn thiện, nâng cao. Trong tương lai không xa
Việt Nam sẽ trở thành nước có nền công nghiệp đóng tàu phát triển của thế giới.
1.2. Lý do lựa chọn đề tài.
Thiết kế bố trí chung toàn tàu là công việc cần thiết của người thiết kế tàu,
việc bố trí chung đòi hỏi phải tuân thủ nghiêm ngặt các yêu cầu của Quy phạm, thỏa
mãn các Công ước quốc tế về An toàn sinh mạng con người trên biển 1974 (SOLAS
74), về Ngăn ngừa ô nhiễm do tàu gây ra 73/78 (MARPOL 73/78), về Mạn khô tàu
biển 1966 (LOAD LINE 66), về Đo dung tích tàu biển 1969 (TONNAGE 69), các
Quy tắc về phòng ngừa về va chạm tàu thuyền trên biển, về Sơn ballast… Bên cạnh
đó việc bố trí chung cũng phải thỏa mãn các yêu cầu về cách bố trí, phân chia các
khoang, đảm bảo ổn tính, phù hợp với điều kiện khai thác của từng loại tàu, tính
thẩm mỹ, kinh tế nhất…
Ổn định là một trong những tính năng hàng hải quan trọng, nó trực tiếp ảnh
hưởng đến an toàn của người, tài sản trên tàu. Vì vậy, việc tính toán và kiểm tra ổn

định là công việc cần thiết trước khi cấp phép cho tàu hoạt động.
Trong quá trình học tập, nghiên cứu tại trường, tôi đã được tiếp cận với nhiều
kiến thức chuyên môn thuộc chuyên ngành học. Tuy nhiên trong giới hạn chương
trình nên sinh viên chỉ mới được giới thiệu, giảng dạy phần lý thuyết là chủ yếu mà
chưa có nhiều thời gian dành cho thực hành. Thiết kế bố trí chung và tính ổn định
cho tàu là hai bài toán thường gặp đối với người thực hiện công tác thiết kế tàu.
- 4 -
Tuy tuyến hình và trọng lượng tàu có ảnh hưởng lớn đến ổn tính của con tàu,
nhưng nếu việc bố trí chung không đảm bảo sự cân bằng, hợp lý thì cũng có thể gây
mất ổn định cho tàu. Bên cạnh kiến thức thực tế, kinh nghiệm thì công việc đặt ra
đối với người thiết kế là phải có tính bao quát, biết cân đối các bước thiết kế sao cho
sản phẩm khi hoàn thành đáp ứng đầy đủ yêu cầu về tính năng, kinh tế, tính sử
dụng, thẩm mỹ…
Từ những lý do nêu trên tôi đã lựa chọn đề tài: “Thiết kế kỹ thuật phần bố
trí chung và tính ổn định tàu chở hàng rời 20.000 DWT hoạt động ở vùng biển
không hạn chế”. Với mục đích tổng hợp lại các kiến thức đã được học, để phân
tích và đề xuất phương án bố trí chung, kiểm tra ổn định đối với một loại tàu thủy,
cũng như muốn thử sức trong lĩnh vực thiết kế.
1.3. Nội dung nghiên cứu.
Thiết kế tàu thủy gồm nhiều giai đoạn khác nhau (thiết kế sơ bộ, thiết kế kỹ
thuật, thiết kế thi công ), trong các giai đoạn lại được chia ra nhiều phần nhỏ, nên
khối lượng công việc để hoàn thành một con tàu từ khi nhận nhiệm vụ thư cho đến
khi đóng mới là rất lớn. Việc thiết kế tàu hiện nay là công việc chung của cả tập thể
và phải có một thời gian nhất định. Vì vậy trong giới hạn nội dung, đề tài chỉ đề cập
một phần của bài toán Thiết kế tàu thủy.
Nội dung đề tài tập trung vào 2 phần chính là:
 Xây dựng phương án Thiết kế kỹ thuật phần bố trí chung.
 Tính toán, kiểm tra ổn định đối với tàu hàng rời hoạt động vùng biển không
hạn chế.
Vì không thực hiện những bước thiết kế ban đầu, nên để thực hiện tốt các nội

dung đã nêu, đề tài xin được kế thừa các phần tính toán đã có trước như là: Nhiệm
vụ thư, bản vẽ tuyến hình, các bản vẽ kết cấu, phân chia tổng đoạn, thuyết minh
máy móc, thiết bị trên tàu
- 5 -
CHƯƠNG 2
YÊU CẦU BỐ TRÍ CHUNG VÀ ỔN ĐỊNH TÀU THỦY
2.1. Các yêu cầu về bố trí chung.
Về mặt kết cấu, tàu thủy được chia thành hai phần: thân tàu và thượng tầng.
Thân tàu là khoảng không gian được khép kín bởi kết cấu đáy, kết cấu mạn, kết cấu
boong. Thượng tầng là phần kiến trúc được xây dựng bên trên boong mạn khô.
Việc bố trí chung toàn tàu phải đảm bảo các nguyên tắc cơ bản sau:
 Dung tích khoang hàng có đủ hay không.
 Ảnh hưởng bố trí các khoang đối với nghiêng dọc, nghiêng ngang, chiều cao
trọng tâm tàu là nhỏ nhất.
 Đảm bảo điều kiện làm việc thuận lợi.
 Thuận lợi cho việc dằn tàu, điều chỉnh trạng thái cân bằng.
 Lối đi dễ dàng, an toàn, hợp lý.
 Thiết bị, máy móc lắp đặt hợp lý, thuận tiện thao tác vận hành, sửa chữa, an
toàn
Tương ứng với điều kiện hoạt động và loại tàu, công dụng mà yêu cầu bố trí
chung sẽ có những đặc điểm khác nhau. Vì giới hạn của nội dung nên trong đề tài
chỉ quan tâm chủ yếu đến các yêu cầu về bố trí của tàu chở hàng.
2.1.1. Phân khoang và bố trí các khoang.
Phân khoang nhằm mục đích: Cách ly các khoang có công dụng khác nhau
(khoang hàng, khoang máy, khoang nhiên liệu, khoang nước…), đảm bảo sức bền
ngang dọc thân tàu, đảm bảo tính chống chìm, đề phòng nguy hiểm hỏa hoạn lan
tràn khi có khoang bị cháy…
 Phân khoang theo chiều dọc tàu, số vách kín nước khi máy bố trí ở vùng
đuôi, phân bố theo chiều dài tàu [TCVN 6259-2A: 2003, mục 11.1.4]:
- 6 -

Bảng 2.1. Phân khoang theo chiều dài tàu.
Chiều dài thân tàu L,m
Tổng số vách kín nước
90 < L < 102
05
102 < L < 123
06
123 < L < 143
07
143 < L < 165
08
165 < L < 185
09
L > 185
Đăng kiểm quy định
 Phân khoang theo chiều cao tàu người ta chú ý đến chiều cao đáy đôi, chiều
cao khoang hàng. Việc phân chia vừa phải đảm bảo tính ổn định, đảm bảo điều kiện
dằn tàu, cân đối, hợp lý. Chiều cao đáy đôi không nhỏ B/16 [TCVN 6259-2A:2003,
mục 4.2.2], thông thường được lấy trong khoảng 1.2m ÷ 1.6m để tiện cho thi công
và sửa chữa cũng như đảm bảo việc dằn tàu, bố trí các két dầu, nước cần thiết [1,
tr.193].
Theo thống kê, chiều cao đáy đôi tàu hàng có thể được chọn theo đồ thị dưới
đây [2, tr.24].
Hình 2.1. Chiều cao đáy đôi tàu hàng
- 7 -
a. Khoang hàng: Dung tích khoang do khối lượng hàng hóa và loại hàng
chuyên chở quyết định. Tuy kích thước, dung tích khoang không nhất thiết phải như
nhau, nhưng để đảm bảo tính thẩm mỹ các khoang thường thiết kế gần bằng nhau.
Việc bố trí khoang phải vừa đảm bảo bền, vừa tạo điều kiện cho việc bốc xếp hàng
tiện lợi, nhanh chóng. Theo quy phạm, để đảm bảo độ bền dọc và tính chống chìm,

chiều dài các khoang không nên lớn hơn 30m [TCVN 6259-2A:2003, mục 11.1.6].
b. Khoang mũi, khoangđuôi, khoang xích neo:
– Khoang mũi: Có tác dụng chống va chạm, đảm bảo mũi tàu sau khi va chạm
không ảnh hưởng đến toàn tàu. Vách khoang mũi phải bố trí cách mép trước sống
mũi dọc theo đường tải trọng mùa hè, một khoảng không nhỏ hơn 0.05L, hoặc 10m
(lấy giá trị nào nhỏ hơn), nhưng không lớn hơn 0.08L. Vách chống va kín nước
được kéo dài đến tận boong mạn khô [TCVN 6259-2A:2003, mục 11.1.1].
– Khoang đuôi (khoang lái): Chiều dài khoang phụ thuộc vào kết cấu vùng
đuôi, chiều dài đường trục. Khoảng cách từ vách đuôi đến đường vuông góc đuôi
bằng 0.04L đối với tàu có C
B
lớn, bằng 0.07L đối với tàu có C
B
nhỏ [2, tr.7]. Hoặc
có thể tham khảo đồ thị kinh nghiệm (Hình 2.2.) [2, tr.8].
Hình 2.2. Chiều dài khoang đuôi
– Khoang xích neo: Bố trí sao cho phù hợp với vị trí máy neo. Có thể bố trí
trước hoặc sau khoang mũi. Không gian khoang neo phải chứa hết xích neo.
- 8 -
c. Khoang máy: Khoang máy trên tàu hàng thường được đặt ở đuôi tàu để có
thể tận dụng không gian bố trí hàng, rút ngắn chiều dài hệ trục, giảm bớt công suất
truyền qua hệ trục. Chiều dài khoang có quan hệ tới cách bố trí, loại máy chính,
công suất, vị trí khoang máy. Chiều dài khoang có thể được xác định theo tàu mẫu
hoặc theo thống kê [2, tr.11].
Hình 2.3. Chiều dài khoang máy (loại 2 máy chính diesel)
d. Két chứa nhiên liệu: Trên tàu thường sử dụng hai loại nhiên liệu chính là:
nhiên liệu rắn (than) và nhiên liệu lỏng (phần lớn dầu diesel). Kích thước khoang
được quy định bởi thể tích nhiên liệu, việc bố trí phải hợp lý gần nơi cần cung cấp,
có khoang cách ly với các khoang khác. Để đảm bảo có thể cung cấp nhiên liệu liên
tục khi có một hoặc nhiều két bị thủng, thể tích két nhiên liệu không nên lớn hơn

200m
3
[2, tr.26].
e. Các khoang chứa chất lỏng khác: Như là khoang nước cho nồi hơi, nước
ngọt, nước làm mát, nước dằn. Khoang nước cho nồi hơi thường bố trí dưới đáy đôi
khoang máy. Các két nước ngọt phải thiết kế đủ dung cho sinh hoạt trên tàu trong
suốt hành trình, chúng phải được cách li với các két dầu, két nước bẩn. Khoang dằn
thường bố trí trong đáy đôi, bên mạn kép. Nếu dung tích không đủ thì bố trí ở
những vị trí khác như khoang mũi, lái. Trọng lượng dằn phải đảm bảo chiều chìm,
điều kiện cân bằng để tàu có thể hoạt động bình thường. Khối lượng nước dằn khi
tàu chạy ở trạng thái dằn phải đạt khoảng 45% lượng chiếm nước [2, tr.26].
- 9 -
2.1.2. Buồng làm việc và buồng sinh hoạt.
a. Buồng làm việc: Bao gồm buồng lái, buồng hải đồ, buồng điện báo, buồng ra
đa, buồng điện, buồng điều khiển động cơ, buồng sửa chữa cơ khí, buồng phụ tùng,
buồng CO
2
, ăcquy, kho sơn…
Buồng lái là nơi điều khiển tàu nên phải được bố trí ở vị trí có tầm nhìn tốt
về mọi hướng. Tầm nhìn từ vị trí điều khiển không bị che khuất trong phạm vi hai
lần chiều dài hoặc 500m, lấy giá trị nào nhỏ hơn [TCVN 6259-12: 2003, mục 2.1.1].
Đối với tàu có L > 100m, chiều dài buồng lái không nhỏ hơn 3m [1, tr.152].
Buồng hoa tiêu nằm trực tiếp sau buồng lái. Diện tích tối thiểu là 9m
2
, với
tàu cỡ lớn lên tới 20m
2
. Kích thước buồng đảm bảo đủ rộng bố trí được bàn hải đồ.
Trên các tàu hiện đại mức độ tự động hóa cao, buồng hoa tiêu được bố trí chung với
buồng lái nhằm tiện lợi cho điều khiển tàu [2, tr.71].

Buồng điện báo nên nằm cạnh buồng hoa tiêu và buồng lái. Cạnh buồng điện
báo phải bố trí kho để ăcquy, máy phát điện phục vụ cho các máy trong phòng điện
báo. Diện tích buồng khoảng 12 ÷ 16m
2
[1, tr.153].
Buồng sửa chữa máy có thể bố trí trong khoang máy hoặc vị trí thuận tiện
cho công việc gần khoang máy.
Buồng sơn cố gắng bố trí ở boong trên, nhưng phải cách biệt với khoang
thủy thủ. Thông thường buồng sơn được bố trí ở phía mũi.
b. Buồng ở: Tùy theo tính chất hoạt động của tàu mà định số buồng cần thiết và
biên chế thuyền viên. Trên các tàu hàng viễn dương hiện nay số lượng thuyền viên
khoảng 20 ÷ 30 người.
Các buồng ở của thuyền viên được bố trí theo cấp bậc, chức vụ, công việc và
nơi làm việc. Buồng thợ máy bố trí gần buồng máy gần lối thông với khoang máy,
sĩ quan boong nên bố trí vào một khu gần lầu lái, cấp dưỡng và phục vụ nên bố trí
gần nhà bếp và các kho. Mức độ tiện nghi và kích thước các buồng cũng được bố trí
theo chức vụ. Trong buồng phải có các đồ dùng thông thường như giuờng, bàn, ghế,
tủ đựng quần áo…
- 10 -
Theo [9, tr.516], kích thước các buồng ở trên tàu viễn dương có thể tham
khảo trong bảng sau:
Bảng 2.2. Kích thước các buồng cá nhân theo chức vụ trên tàu.
Đối tượng
Thuyền trưởng
Máy trưởng, sĩ quan
Sĩ quan
Thủy thủ
Diện tích (m
2
)

15 ÷ 30
15 ÷ 25
10 ÷ 20
6 ÷ 10
Chiều cao buồng, hoặc giữa các tầng boong không nhỏ hơn 2m, buồng ở sĩ
quan cao cấp phải có phòng tắm riêng, phòng vệ sinh, bồn tắm hoặc vòi hoa sen
nóng lạnh riêng [2, tr.65-66].
2.1.3. Các buồng công cộng.
a. Buồng tắm rửa, vệ sinh: Nên bố trí gần các buồng ở. Có buồng tắm rửa, thay
quần áo cạnh buồng máy dành cho thủy thủ máy.
Bố trí các buồng tắm, vệ sinh trên các tầng boong theo hướng thẳng đứng, để
tiết kiệm ống và tránh đi qua các phòng khác. Buồng tắm chung và buồng vệ sinh
chung phải bố trí thành các dãy riêng biệt.
Số lượng chậu rửa mặt, chậu vệ sinh, vòi tắm tùy theo số lượng thủy thủ và
vị trí bố trí mà trang bị, khoảng 5 ÷ 10 người một bộ dụng cụ tương ứng. Kích
thước buồng vệ sinh phải xác định sao cho những người sử dụng không ảnh hưởng
lẫn nhau. Kích thước tối thiểu buồng tắm với một vòi hoa sen: 0.8m
2
(khoảng
900x900mm); buồng tắm với chậu rửa, vòi hoa sen, bồn tắm: 3m
2
(1600x1800mm).
Khoảng cách các trục chậu rửa không nhỏ hơn 600mm, khoảng cách giữa cạnh chậu
rửa với vách buồng không nhỏ hơn 150mm [2, tr.61-63].
Hình 2.4. Nhà vệ sinh công cộng
- 11 -
b. Nhà bếp: Trên tàu bố trí máy ở đuôi, bếp được bố trí sau boong buồng lái.
Không gian bếp phải đủ rộng để tiện thao tác, diện tích khoảng 15 ÷ 37 m
2
[1,

tr.165].
Bếp nên bố trí gần buồng ăn, gần các kho thức ăn, thực phẩm. Không bố trí
bếp cạnh buồng vệ sinh, y tế, buồng tắm. Lối đi trước bếp tối thiểu phải rộng 1m.
Nếu có thể, nên bố trí bếp nấu theo hướng ngang của tàu.
c. Kho thực phẩm: Trong kho phải thiết kế buồng lạnh để giữ thực phẩm như:
thịt, cá, rau, hoa quả. Số lượng và kích thước phải đủ để chứa số lương thực, thực
phẩm nhất định, xác định theo số lượng thuyền viên, thời gian hành trình, yêu cầu
khai thác của tàu.
d. Buồng ăn: Được bố trí gần bếp để tiện cho phục vụ, nên bố trí riêng buồng
ăn của thủy thủ và sĩ quan, buồng ăn có thể dùng làm buồng sinh hoạt tập thể, giải
trí. Diện tích trung bình buồng ăn phải đạt được 1 ÷ 1.5m
2
/người [1, tr.166].
e. Buồng y tế: Kích thước buồng, số giường bệnh, các buồng liên quan phụ
thuộc vào số lượng thuyền viên, hành khách trên tàu. Nếu trên tàu ít hơn 30 người
chỉ cần một buồng y tế, trong phòng bố trí từ 1 ÷ 2 giường bệnh, và phải có buồng
vệ sinh, buồng tắm riêng [2, tr.77].
f. Các buồng công cộng khác: Như buồng giặt và sấy quần áo cũng phải được
bố trí hợp lí, không ảnh hưởng đến việc đi lại, sinh hoạt trên tàu.
2.1.4. Lối đi, cầu thang, lan can, cửa ra vào.
Khi bố trí cần chú ý sao cho việc đi lại là gần nhất, nhanh nhất, vị trí thuận
tiện, an toàn trong mọi điều kiện nếu có sự cố, sự ảnh hưởng của thời tiết. Vì vậy lối
đi, cầu thang, hành lang cần đảm bảo một số yêu cầu cơ bản sau:
Hành lang rộng từ 1m ÷ 1.6m.
Cầu thang có 2 loại: cầu thang đứng và cầu thang xiên. Cầu thang đứng có
chiều rộng 300mm ÷ 500mm. Chiều rộng cầu thang xiên được dùng làm phương
tiện cứu nạn có chiều rộng không nhỏ hơn 700 mm, độ nghiêng cầu thang khoảng
45
0
÷ 60

0
[TCVN 6259-5: 2003, mục 33.2.1], chiều rộng bậc cầu thang không nhỏ
hơn 150mm, chiều cao tối thiểu giữa các bậc: 230mm.
- 12 -
Lan can không thấp hơn 1m tính từ mặt trên của boong, khoảng hở giữa
thanh lan can thấp nhất với mặt boong không lớn hơn 230mm, khoảng cách các
thanh lan can khác không lớn hơn 380mm [TCVN 6259-2A: 2003, m ục 21.1.2].
Hình 2.5. Các kiểu cầu thang trên tàu
Cửa ra vào các buồng: Chiều rộng lớn hơn 600mm, chiều cao 1500 ÷
1850mm, chiều rộng tối thiểu cửa buồng ăn là 800mm [1, tr.193].
2.1.5. Bố trí thiết bị trên tàu.
a. Thiết bị điều khiển tàu: Dùng để giữ hướng, thay đổi hướng đi của tàu. Các
thiết bị này bao gồm: bánh lái, đạo lưu quay, chân vịt mũi… Số lượng có thể là một