nghiên cứu, thiết kế hoán cải sà lan chở hàng 1500 tấn thành nhà hàng nổi di động

1
Chơng 1
đặt vấn đề
1.1. lý do thực hiện đề tài
Đứng trớc tình hình đất nớc đang ngày một đổi mới và phát triển
không ngừng đi lên, ngày càng có nhu cầu vận chuyển hàng hóa thông th-
ơng. Nên nhu cầu cần có những con tàu trọng tải lớn đợc đóng mới, những
chiếc tàu hàng tự hành có tốc độ lớn đợc ra đời, chúng sẽ thay thế những
chiếc sà lan nhỏ bé chậm chạp xa kia là điều tất yếu không thể tránh khỏi.
Cùng với nó là những chiếc phà về hình dáng cũng không khác nhiều sà
lan, nó cũng đợc thay thế bởi những cây cầu to lớn để giải quyết vấn đề thời
gian, ùn tắc giao thông, nhịp độ, xu thế phát triển của xã hội. Do đó mà cả
phà và sà lan đều sẽ đợc tận dụng để làm những công trình nổi, phục vụ nhu
cầu vui chơi giải trí văn hóa ẩm thực ngày càng đợc nâng cao, nhà hàng nổi
đợc ra đời trên quan điểm đó. Mặt khác, dùng nó làm nhà hàng là rất thuận
lợi, bởi lẽ khối lợng vật liệu xây dựng nhà hàng trên đó là không lớn so với
tải trọng nó chuyên chở. Hơn nữa nhà hàng vốn đã có từ rất lâu nhng ngời
ta thờng quen với nhà hàng trên đất liền, chứ ít khi thấy nhà hàng nổi trên
sông hồ. Và đó chính là lợi thế, u điểm của nhà hàng nổi. Tuy nhiên do sự
phát triển của xã hội mà con ngời ta có thể thực hiện đợc giấc mơ của mình.
Tại nhà hàng nổi ngời ta có thể thởng ngoạn đợc những thú vui cảnh sông
nớc mát mẻ gió lộng kéo ngời ta lại gần với thiên nhiên hơn, chất lợng cuộc
sống cao hơn.
1.2. Nhu cầu sử dụng nhà hàng nổi.
Dân số thì không ngừng tăng, trong khi đó diện tích đất liền thì lại
ngày một giảm do nớc biển xâm lấn, do bị ô nhiễm nên con ngời phải di dời
đi nơi khác, chính vì thế mà một thời kì đã giấy lên những thông điệp là con
ngời sẽ đi lên Sao Hỏa để sinh sống. Nhng những điều đó để thực hiện đợc
không phải là việc một sớm một chiều, mà nó phải là một tiến trình dài của
lịch sử. Trớc mắt là chúng ta phải làm thế nào để con ngời có nơi ăn chốn ở.
Mà cuộc sống thì không phải là chỉ sống cho qua ngày, nó phải mang ý

nghĩa của nó, chúng ta cần phải xây dựng cho cuộc sống thêm tốt hơn. Chất
lợng cuộc sống đợc nâng cao. Vậy là đứng trớc tình hình nh thế các công
trình, nổi phục vụ cho việc ăn ở của con ngời đã đợc ra đời. Và nhà hàng
nổi cũng là một trong những sản phẩm của ý tởng đó, nhng nó ở một cấp độ
2
cao hơn. Nhà hàng nổi là một giải pháp trớc tình hình khan hiếm vì quỹ đất
của chúng ta không có nhiều mà giá đất thì ngày một leo thang khiến cho
chúng ta đang bị co cụm lại nơi chật hẹp. Vậy là để thoát ra khỏi bối cảnh
đó thì công trình nổi và nhà hàng nổi là một giải pháp khá tốt.
1.3. Đối tợng và phơng pháp nghiên cứu.
1.3.1. Đối tợng nghiên cứu.
Sà lan chở hàng 1500 tấn, dạng bontong.
1.3.2. Phơng pháp nghiên cứu.
Hiện nay có nhiều phơng pháp thiết kế hoán cải khác nhau, song
trong đề tài này em chọn phơng pháp thiết kế hoán cải theo Quy phạm kết
hợp với kiến thức về kiến trúc, xây dựng để thiết kế bố trí chung, thiết kế
kết cấu.
1.3.3. Giới hạn nội dung.
Hoán cải sà lan thành nhà hàng nổi không phải là một vấn đề gì mới
mẻ và thời sự, nhng trong điều kiện làm tốt nghiệp với một lợng thời gian
có hạn, và điều kiện kiến thức còn nhiều hạn chế, do đó mà em xin đợc đi
vào những nội dung chính nh sau:
Giới thiệu về sà lan gốc cùng các thông số cơ bản.
Đặc điểm tuyến hình, bố trí chung, kết cấu cơ bản.
Tính năng của sà lan gốc.
Thiết kế hoán cải sà lan thành nhà hàng.
Thiết kế bố trí chung nhà hàng.
Thiết kế kết cấu.
Đánh giá tính nổi, độ ổn định của nhà hàng.
Kết luận và đề xuất ý kiến.

3
Chơng 2
Giới thiệu về sà lan gốc
2.1. Giới thiệu sà lan gốc.
2.1.1. Giới thiệu về sà lan.
Sà lan có nhiều dạng khác nhau, nhng chúng thờng tụ hợp ở bốn dạng
chính nh sau:
Sà lan có hình dáng tàu.
Sà lan dạng mũi hài.
Sà lan phân đoạn.
Sà lan dạng bontong.
2.1.1.1. Sà lan hình dáng tàu.
Sà lan có dạng hình tàu thích hợp với đội hình kéo, công nghệ chế tạo
không đơn giản. Loại sà lan này có hai loại đặc biệt đó là hông đáy sà lan
có dạng vuông góc và loại sà lan hông tròn.
Dạng vuông góc, tính ổn định hớng tốt, nhng sức cản lớn hơn dạng
hông tròn đặc biệt là ở tốc độ 4 ữ 7 km/h sức cản của loại này so với loại
hông tròn cao hơn 5 ữ 12%.
Dạng hông tròn có sức cản thấp hơn dạng hông vuông góc. Nhng chế
tạo khó giá thành cao. Ngời ta thờng dùng dạng gãy góc đơn giản, chế tạo
thuận lợi.
2.1.1.2. Sà lan dạng mũi hài.
Sà lan dạng mũi hài có hai đầu mũi và lái đối xứng nhau, mặt boong
hai đầu mũi và lái tơng đối lớn, dễ lắp giá đẩy đồng thời thích hợp sử dụng
để kéo. Phía lái sà lan tơng đối rộng dễ lắp tấm ky ổn định hớng. Nhng loại
này chỉ thích hợp cho vùng sông sóng lặng gió yên.
4
2.1.1.3. Sà lan phân đoạn.
Sà lan phân đoạn là dạng sà lan gồm có hai hay ba đoạn nối lại với
nhau khi hoạt động chúng xếp thành đội hình hàng dọc, sức cản tơng đối

thấp so với những loại sà lan thông thờng.
Nhng các loại sà lan này không thích hợp với tuyến sông rộng sóng
lớn vì khi gặp sóng lớn chúng dao động mạnh gây chòng chành.
2.1.1.4. Sà lan dạng bontong.
Sà lan dạng này chỉ dùng để chở hàng trên boong, có kết cấu dọc là
chủ yếu. Sà lan có hình dạng hộp chữ nhật, đợc vát góc hai phía mũi và lái
để giảm sức cản.
2.1.2. Loại hình và công dụng.
Sà lan không tự hành, vỏ thép kết cấu hàn, dùng để chở hàng trên
boong.
2.1.3 Vùng hoạt động.
Sà lan hoạt động trên các tuyến biển Việt Nam thuộc khu vực hạn
chế cấp III. Khu vực hạn chế cấp III là vùng hoạt động cách bờ biển thấp
hơn 20 hải lí.
2.1.4 Quy phạm áp dụng.
Sà lan đợc thiết kế theo cấp hạn chế III quy phạm phân cấp và đóng
tàu biển vỏ thép. (Phần 8A áp dụng cho sà lan vỏ thép) TCVN 6259-8A:
2003.
2.1.5. Những thông số cơ bản.
Chiều dài lớn nhất Lmax = 50.05 m.
Chiều dài thiết kế Ltk = 49.80 m.
Chiều rộng lớn nhất Bmax = 16.25 m.
Chiều rộng thiết kế Btk = 16.00 m.
Chiều cao mạn H = 3.30 m.
Chiều chìm T = 2.60 m.
5
2.2. Đặc điểm tuyến hình của sà lan gốc.
Sà lan gốc là sà lan có dạng bongton vỏ thép chở hàng trên boong,
cũng giống nh bao sà lan khác, nó có tuyến hình đơn giản, mục đích của nó
là, làm thế nào để chở đợc càng nhiều hàng càng tốt, dự trữ tính nổi tốt,

chính vì thế mà nó có dạng hình hộp chữ nhật là thích hợp nhất. Và để giảm
sức cản khi hoạt động thì phía mũi đợc vát nghiêng một góc bằng 29
0
còn
phía lái đợc vát 20
0
. Hông sà lan đợc bo tròn với bán kính 600(mm).
Bản vẽ tuyến hình hình 2.1.
6

7
2. 3. Đặc điểm bố trí chung.
- Sà lan dùng để chở hàng trên boong, nên phần diện tích trên boong
đợc để chở hàng, chỉ có một phần diện tích nhỏ phía lái đợc dùng để đặt lầu
cho thuyền viên sinh hoạt và đặt thiết bị tời neo, máy phát điện.
- Lầu sinh hoạt có diện tích 30m
2
đợc đặt từ sờn số 2 đến sờn số 12,
cách đờng dọc tâm 1,4 mét về phía mạn phải nhìn về mũi. Để tiết kiệm diện
tích mặt boong nên lầu sinh hoạt đã đợc làm hai tầng, tầng dới gồm có
buồng máy phát điện cùng các trang thiết bị phụ, và buồng trực ca dùng cho
thuyền viên trực ca.
- Khi muốn cố định sà lan thì nhờ tới thiết bị chằng buộc trên mặt
boong đợc bố trí 8 cọc bích song thập 200x8(mm) nằm dọc mép boong có
tâm cách mép boong 42(mm). Dây chằng buộc có 04 chiếc, chiều dài mỗi
dây là 120 mét. Nếu neo đậu tạm thời thì có hệ thống neo. Hệ thống neo
gồm có neo, ma ní, xích neo, tang cuốn, máy tời neo và thùng xích neo.
- Các thông số của hệ thống neo.
+ Neo Hall loại có thanh ngáng, khối lợng 800 Kg.
+ Máy neo là loại máy neo điều khiển nằm có công suất 10

KW.
+ Tổng chiều dài xích neo là 303 mét, loại xích có thanh
ngáng đờng kính d = 22 (mm).
-Tầng trên chủ yếu dùng để nghỉ, ngủ và sinh hoạt chung.
-Trên mặt boong có đặt những lỗ chui xuống các két trống ở phía dới,
có kích thớc 330x530 (mm), và đợc đậy kín nhờ các nắp đậy. Và khi các két
bị kín nh vậy thì một giải pháp đặt ra là dùng ống thông hơi cho các két,
ống thông hơi có đờng kính 90 (mm) và chiều cao 890 (mm) đợc uốn cong
phía trên để tránh nớc ma, nớc do sóng vào két.
-Trang thiết bị cứu sinh gồm có.
+ Một phao tròn có dây ném.
+ Tám phao tròn không dây.
+ Cùng một số trang thiết bị, dụng cụ nổi đợc bố trí ở hai bên
mạn.
- Máy phát điện có thông số nh sau:
+ Công suất P = 37,5 KW.
+ Hiệu điện thế U = 400 V.
8
+ Tần số f = 50 Hz.
2.4. Đặc điểm kết cấu.
Sà lan đợc thiết kế để trở hàng siêu trờng, siêu trọng trên boong nên
có một kết cấu khá tốt. Kết cấu theo hệ thống ngang, chạy dọc chiều dài sà
lan. Mối liên kết bằng hàn điện hồ quang tay. Sà lan có kết cấu cụ thể nh
sau:
2.4.1. Tôn vỏ.
Chiều dày dải tôn giữa đáy là 12(mm), tôn đáy còn lại dày 10(mm)
tôn mạn là 8(mm), tôn boong là 10(mm).
2.4.2. Khung giàn đáy.
Khung giàn đáy đợc tạo dựng từ đà dọc đáy, cùng với đà ngang đáy.
Nhng sống chính của sà lan đợc bố trí đặc biệt, nó là một phần của vách

dọc giữa tàu với chiều dày là 8(mm). Sà lan có 03 sống phụ cách nhau
1600(mm) và 01 sống phụ nữa trùng với vách kín nớc ở mỗi bên mạn cách
vách dọc tâm là 4800(mm), là một phần của vách.
Sống phụ có quy cách T
12x250/10x350
.
Đà ngang đáy có quy cách T
10x150/8x350
.
Hình 2.2.
2.4.3. Khung giàn mạn.
9
Khung giµn m¹n ®îc t¹o dùng lªn tõ c¸c sên thêng, sên kháe vµ xµ
däc m¹n. Sên thêng ®îc bè trÝ c¸ch nhau lµ 600(mm), vµ sên kháe ®îc bè
trÝ c¸ch nhau 2,4(m) chóng cã quy c¸ch nh sau:
• Sên thêng cã quy c¸ch L
75x75x8
.
• Sên kháe cã quy c¸ch T
10x150/8x350
.
• Xµ däc m¹n cã quy c¸ch T
10x150/8x350
.
H×nh 2.3.
2.4.4.V¸ch.
Sµ lan ®îc bè trÝ 03 v¸ch däc vµ 05 v¸ch ngang chóng ®Òu cã chiÒu
dµy tÊm t«n lµ 8(mm) vµ ®îc gia cêng b»ng nh÷ng nÑp cã quy c¸ch nh sau:
• NÑp kháe cã quy c¸ch T
10x150/8x350

.
• NÑp thêng cã quy c¸ch L
80x80x8
.
• NÑp ngang v¸ch cã quy c¸ch T
10x150/8x350
.
10
L
T
L
T
T
L
L
R 600
Hình 2.4.
2.4.5. Khung giàn boong.
Khung giàn boong đợc tạo dựng bởi hệ thống xà ngang boong với xà
dọc boong vững chắc và có các thông số nh sau:
Xà ngang boong thờng có quy cách L
75x75x8
.
Xà ngang boong khỏe có quy cách T
10x150/8x350
.
Sống dọc boong có quy cách T
10x150/8x350
.
Xà ngang boong đợc liên kết với hai vách dọc nhờ mã trung gian chứ

không liên kết với vách dọc.
Sống dọc đợc liên kết trực tiếp với vách ngang, và có thêm mã gia c-
ờng. Mã gia cờng có quy cách 250x250x8 bẻ 80.
Giữa xà ngang boong và xà dọc boong đợc liên kết cứng với nhau, và
có thêm mã gia cờng.
Để tăng cờng cho khung giàn boong đợc cứng vững hơn, ngời ta đã
làm các cột chống, cột chống có tiết diện tròn rỗng có đờng kính bằng
100(mm) chiều dày 8(mm). Tấm đệm kê hai đầu cột chống hình tròn có đ-
ờng kính là 180(mm) chiều dày 18(mm). Ngoài ra còn có thêm mã gia c-
ờng hình tam giác có quy cách 250x250x8 bẻ 80. Để thêm cứng vững hơn
ngời ta gia cờng thêm những thanh giằng liên kết các cột với nhau, và với
vách thanh giằng có quy cách L
80x80x8
, giữa hai thanh giằng liên kết với nhau
bằng một tấm thép hình chữ nhật có quy cách 8x350x400.
11
Đó là những đặc điểm chính về kết cấu của sà lan gốc, ngoài ra nó
còn có kết cấu của tầng lầu nhng nó không ảnh hởng lớn tới tính năng của
tàu vì vậy không đa vào trong đề tài này.
Hình 2.5.
2.5. Tính năng của sà lan gốc.
2.5.1. Tính ổn định của sà lan gốc.
Sà lan có tính ổn định rất tốt và theo quy phạm thì bỏ qua phần tính
ổn định, điều này đợc thể hiện ở chơng 1 phần 8 của TCVN 6259 -8:1997.
2.5.2. Tính chống chìm.
Tính chống chìm của sà lan là duy trì trạng thái nổi trên mặt nớc,
đảm bảo tính ổn định và tính năng hàng hải của sà lan, trong trờng hợp nớc
tràn vào khoang. Trong chuyên môn, tính chống chìm của tàu còn đợc gọi
theo cách khác là phân khoang chống chìm. Lợng chiếm nớc có thể ngập
khoang trong điều kiện các kết cấu choáng chỗ thờng ít hơn lợng nớc lý

thuyết bằng dung tích khoang, không tính đến kết cấu. Nếu ký hiệu V
0
là
12
dung tích lý thuyết của khoang, còn V là dung tích thực tế mà nớc có thể
chiếm chỗ khi khoang bị đắm, tỷ lệ giữa chúng có thể viết dới dạng à=
0
V
V
.
Hệ số này đối với từng khoang khác nhau là khác nhau. Sà lan gốc đ-
ợc phân khoang chống chìm dựa trên tiêu chuẩn của quy phạm đặt ra. Trên
cơ sở đó, sà lan đợc phân khoang nh sau:
Sà lan có một vách dọc tâm và mỗi bên mạn có một vách nằm cách
tâm là 4,8(m) cùng 05 vách kín, trong đoạn thân ống đã tạo ra đợc 16
khoang trống kín nớc để chống chìm cho sà lan. Phía mũi và phía lái đều có
04 khoang kín nớc, riêng 02 khoang ngoài mạn phía lái đợc dùng để chứa
nớc ngọt. Khi sà lan đợc phân khoang nh vậy thì ngoài khả năng chống
chìm ra, các vách kín nớc đó còn tham gia vào củng cố độ bền chung của sà
lan và còn tăng tính chịu lực cho mặt boong.
Xét về bản chất thì khi một khoang, vì một lý do nào đó bị thủng (n-
ớc tràn vào) thì ta coi nh nó nhận thêm hàng lên sà lan. Và tải trọng chính là
khối lợng của thể tích chất lỏng đó. Và khi nhân thêm hàng nh vậy thì, tùy
vào vị trí của khoang bị thủng, mà sà lan sẽ bị nghiêng ngang hay nghiêng
dọc.
13
14
2.5.3. Tính năng điều khiển.
2.5.3.1. Tính quay trở.
Tính quay trở là khả năng thay đổi hớng đi về một phía bất kì của sà

lan, khi ta đổi hớng cho sà lan. Tính quay trở phụ thuộc vào tỷ số
B
L
, nếu tỷ
số này nhỏ thì tính quay trở tốt.
2.5.3.2. Tính ổn định hớng.
Do đặc tính của tàu thủy, hình dáng đuôi sà lan ảnh hởng tới tính ổn
định hớng hơn hình dáng mũi rất nhiều. ảnh hởng của độ vát phía mũi và
phía lái khá lớn, vát mũi có lợi cho ổn định hớng, nhng vát lái thì ngợc lại.
Vị trí trọng tâm hình chiếu cạnh, phần dới nớc ảnh hởng lớn đến tính ổn
định của sà lan. Diện tích phần dới nớc khá lớn, vì vậy mà tính ổn định khá
tốt. Hơn nữa phía lái còn đợc gắn thêm hai bộ phận hớng dòng giúp cho
tăng tính ổn định hớng nên tính quay trở kém đi.
2.6. Tính toán các yếu tố thủy tĩnh.
2.6.1. Các yếu tố diện tích mặt đờng nớc.
- Diện tích mặt đờng nớc S
i
.

=
xm
x
dxzyzS )(2)(
. (2.1)
Nhng do mặt đờng nớc có dạng hình chữ nhật đợc bo tròn góc với
bán kính 600(mm), chính vì thế mà diện tích mặt đờng nớc xấp xỉ bằng
L
tk
*B
tk

.
- Hệ số diện tích các mặt đờng nớc (z).
)()(
)(
)(
zBzL
ZS
z =

. (2.2)
Do mặt đờng nớc có dạng hình chữ nhật nên hệ số (z) xấp xỉ bằng
1.
- Tọa độ trọng tâm của diện tích mặt đờng nớc x
f
(z).
)(
)()(2
)(
)(
)(
zS
dxzxzy
zS
zM
zx
xm
x
soy
f

==
. (2.3)
2.6.2. Các yếu tố diện tích mặt cắt ngang.
- Diện tích mặt cắt ngang (z).
15

=
T
dzzyz
0
)(2)(

. (2.4)
- Hệ số diện tích mặt cắt ngang (z).
ZzB
z
z
)(
)(
)(


=
. (2.5)
2.6.3. Các yếu tố thuộc thể tích chiếm nớc.
Thể tích chiếm nớc V
(z)
.

=

z
dzzSzV
0
)()(
. (2.6)
Thể tích chiếm nớc thực tế đợc tính nhờ công thức đơn giản theo thể
tích hình hộp chữ nhật vì ở trong trờng hợp này sà lan có hình dạng giống
nh hình hộp chữ nhật nhng đợc vát mép phía mũi và phía lái, phần đợc vát
mép thì có thể tích không đáng kể chính vì vậy mà ta có thể bỏ qua.
Hệ số thể tích chiếm nớc (z).
ZzBzL
zV
z
)()(
)(
)( =

. (2.7)
Hệ số thể tích này xấp xỉ bằng 1.
2.6.4. Các tọa độ của trọng tâm thể tích nớc chiếm (tâm nổi ), x
c
, y
c
, z
c.
)(
)()(
)(
)(
)(

0
zV
dzzxzS
zV
zM
zx
T
f
Vyoz
c

==
(2.8)
Bán kính ổn định ban đầu ngang r
0
(z) và dọc R
0
(z).
)(
)(
)(
0
zV
zI
zr
x
=
. (2.9)
)(
)(

)(
0
zV
zI
zR
y
=
. (2.10)
Độ cao tâm ổn định ban đầu ngang h
0
(z) v dc H
0
(z)
gc
zrzh +=
000
. (2.11)
Bảng 2.1: Trị số các yếu tố thủy lực.
STT Yếu tố Đơn vị
Đờng nớc
0 1 2 3 4 5
1 S m2 612.72 700.41 739.2 775.2 790.4 796.8
16
2 B m 14.8 15.99 16 16 16 16
3 L m 41.4 43.81 46.2 48.45 49.4 49.8
4 T m 0 0.52 1.04 1.56 2.08 2.6
5 V m3 0 346.2 750.7 1191.3 1626.0 2053.7
6 F
n
m2 0 8.31 16.64 24.96 33.28 41.6

7 M
soy
4
m

25367 30682.3 34151 37558.4 39045.8 39680.6
8 M
sox
4
m

9068.3 11198.9 11827.2 12403.2 12646.4 12748.8
9 M
vixoy

4
m

0 -43.969 -193.698 -462.23 -652.04 -667.45
10 X
f
m 0 -0.253 -0.506 -0.676 -0.201 0
11 Y
f
m 0 0 0 0 0 0
12 X
c
m 0 -0.127 -0.258 -0.388 -0.401 -0.325
13 Z
c

m 0 0.266 0.536 0.808 1.079 1.348
14 I
x
4
m

14131 14184.18 15400.4 16291.4 16677.3 16850.71
15 I
y
4
m

94611 106470.4 128403 149385 158979 163243.8
16 r
o
m - 40.97 20.51 13.67 10.26 8.21
17 R m - 307.53 171.03 125.39 97.77 79.49
18
α
- 1 0.973 0.948 0.929 0.931 0.938
19
δ
- 0 0.951 0.977 0.985 0.989 0.991
20
β
- 0 0.982 0.991 0.994 0.995 0.996
21 D T 0 354.9 769.5 1221.1 1666.7 2105.0
2.6.5. §å thÞ thñy lùc.
§å thÞ thñy lùc ®îc biÓu diÔn ë h×nh 2.7 c¸c tû lÖ ®îc ghi trùc tiÕp
trªn ®å thÞ.

17
(-) (+)(+)(-)
DN0
DN1
DN2
DN5
DN4
DN3
D
(1:1(T/mm))
S
(1:1(m2/mm))
Zc
( 1000:1)
R
( 2:1)
r
0
( 10:1)
X
f
(
1000:1)
X
c ( 1000:1)
V
(1:1(m3/mm))
DN3
DN4
DN5

DN2
DN1
DN0
Hình 2.7.
2.6.6. Tính toán và vẽ đồ thị bonjean.
Với mỗi khoảng sờn tính toán lý thuyết, ta có diện tích phần chìm và
mô men tĩnh phần chìm ứng với từng mớn nớc T so với đờng tâm dọc đáy
tàu. Từ đó ta có thể vẽ đợc đờng cong biến thiên của hai giá trị trên theo
chiều chìm T. Và tập hợp chúng lại ta có đợc đồ thị bonjean.
+(T ) là diện tích mặt sờn tính đến mớn nớc T, m
2
.
)
2
(22)(
0
1
0
n
n
i
i
T
yy
yTydzT

=


=

(m
2
) (2.12)
+ M(T) là mô men tĩnh so với trục oy của mặt sờn, m
3
.
)
2
.1(22)(
0
0
0
2
n
n
i
i
T
yy
yTyzdzTM

=


=
(m
3
) (2.13)
Đồ thị bonjean đợc biểu diễn ở hình 2.8:

Bảng 2.2. Bảng tính giá trị của đồ thị bonjean.
0 1 2-16 17 18
DN
0
)(T

0 0 0 0 0
M(T) 0 0 0 0 0
DN
1
)(T

0 0.45 8.16 0 0
DN
Sờn
18
M(T) 0 7.2 130.56 0 0
DN
2
)(T

0 8.32 16.48 0 0
M(T) 0 133.12 263.7 0 0
DN
3
)(T

0.96 18.56 24.8 3.94 0
M(T) 15.36 296.96 396.8 62.98 0
DN

4
)(T

9.28 28.8 33.13 12.26 0
M(T) 148.48 460.8 530.1 196.1 0
DN
5
)(T

17.6 38.04 41.45 20.58 4.8
M(T) 284.6 608.64 663.2 329.2 76.8
MB
)(T

23.2 49.24 52.65 31.78 16
M(T) 371.2 787.84 842.4 508.5 256
Đồ thị bonjean đợc biểu diễn ở hình 2.8 với tỷ lệ đợc ghi trực tiếp
trên đồ thị.
()
oy
(
1:1
m3/mm))
(1:10(
m2/mm
))
0 1 2 15 16
ẹN1
ẹN2
ẹN3

ẹN4
ẹN5
ẹCB
ẹCB
ẹN5
ẹN4
ẹN3
ẹN2
ẹN1
0
0,52
1,04
1,56
2,08
2,60 2,60
2,08
1,56
1,04
0,52
0
Hình 2.8.
Chơng 3
Thiết kế hoán cảI sà lan chở hàng
1500 tấn thành nhà hàng nổi di động
3.1. Xây dựng nhiệm vụ th.
Nhiệm vụ th thiết kế là một bớc đầu tiên trong quá trình thiết kế tàu.
Trên cơ sở đó ta tiến hành thiết kế sơ bộ, thiết kế kỹ thuật, thiết kế chi
tiết
Vậy dựa vào chiếc sà lan 1500 tấn đã giới thiệu ở trên, ta tiến hành
hoán cải nó thành nhà hàng nổi.

- Phần hoán cải.
19
+ Cắt bỏ toàn bộ cột chống trong khoang.
+ Bố trí vách phân khoang.
Xây dựng bố trí phòng trong tầng hầm.
+ Cắt bỏ lầu sinh hoạt cũ, xây dựng thợng tầng mới.
- Phần giữ nguyên.
+ Giữ nguyên hình sà lan.
3.1.1. Công dụng, loại hình.
Nhà hàng phục vụ khách tại bến đỗ theo quy định, khi cần di chuyển
thì có tàu lai dắt. Nhà hàng đợc thiết kế 03 tầng, có khu dịch vụ chuyên biệt
với nhiều loại hình dịch vụ khác nhau, có phòng karaoke, sàn nhảy, phòng
ngủ, khu ăn uống và quầy bar.
3.1.2. Quy phạm áp dụng.
Nhà hàng đợc thiết kế theo quy phạm phân cấp và đóng tàu sông
cùng những tiêu chuẩn xây dựng.
20
3.1.3. Kích thớc chủ yếu.
Chiều dài lớn nhất L
max
= 51 m.
Chiều rộng lớn nhất B
max
= 18 m.
Chiều cao mạn H = 3.3 m.
Chiều cao mỗi tầng h= 2.8 m.
3.1.4. Vật liệu chế tạo.
Nhà hàng đợc chế tạo bằng thép là chủ yếu, ngoài ra thì có sự tham
gia của một số loại vật liệu từ ngành xây dựng, nh là gạch men, kính
3.1.5. Thiết bị sinh hoạt.

Bố trí phòng đủ rộng và tiện nghi thoáng mát đủ ánh sáng theo tiêu
chuẩn đã đợc quy định. Khu vui chơi, dạo mát, đợc bố trí hợp lý nhất và an
toàn tuyệt đối. Thiết bị cứu sinh, cứu hỏa luôn ở trạng thái sẵn sàng hoạt
động.
3.2. thiết kế bố trí chung.
Thiết kế bố trí chung là một công việc khá quan trọng, nó ảnh hởng
trực tiếp đến yêu cầu sử dụng, tính năng hàng hải, tính kinh tế và vẻ đẹp của
nhà hàng. Nhà hàng nổi là một công trình kiến trúc, do đó ngoài các tính
năng yêu cầu ở trên, nó còn phải chú ý đến tính thẩm mỹ của nhà hàng.
Nguyên tắc bố trí thiết kế.
Dung tích các khoang có đủ hay không.
ảnh hởng bố trí các khoang đối với nghiêng dọc của tàu,
nghiêng ngang và chiều cao trọng tâm của tàu.
Đảm bảo điều kiện làm việc thuận lợi.
Thuận lợi cho việc dằn tàu và điều chỉnh trạng thái cân bằng.
Lối đi lại dễ dàng và an toàn.
Thiết bị lắp đặt hợp lý, thao tác dễ dàng và an toàn.
Sinh hoạt phải thoải mái.
An toàn tuyệt đối và đầy đủ tiện nghi sinh hoạt.
Bố trí chung của nhà hàng thỏa mãn nhu cầu công dụng của nhà hàng,
nó phải đảm bảo thời tiết ở Việt Nam là nóng ẩm ma nhiều để đảm bảo điều
kiện hoạt động diễn ra thuận lợi nhất, nhng nó cũng đảm bảo tính cân bằng
21
của nhà hàng, để tránh bị nghiêng ngang, nghiêng dọc. Trên cơ sở đó em
xin đợc bố trí chung toàn tàu đợc thể hiện trên hình vẽ phần phụ lục.
3.2.1. Bố trí phân chia các khoang.
Phân chia các khoang là công việc đầu tiên trong quá trình thiết kế
bố trí. Phân khoang nhằm mục đích sau:
Cách ly các khoang có những công dụng khác nhau nh khoang
hàng, khoang nhiên liệu, khoang nớc, khoang chống chìm

Đảm bảo sức bền ngang và sức bền dọc của thân tàu.
Đảm bảo tính chống chìm của thân tàu.
Đề phòng nguy hiểm hỏa hoạn lan tràn khi một khoang bị
cháy.
Chúng ta nhất trí với các mục đích trên nhng do nhà hàng là một
công trình đặc biệt, dới boong là khu giải trí cho các thợng đế nên cần có
hành lang để đi lại cho thuận lợi vì vậy mà các vách ngang thứ hai thứ ba
và thứ t đều đợc cắt bỏ một phần để làm lối đi lại. ở cửa chính là lối đi qua
lại, do đó phải đợc gia cờng vững chắc và đợc gắn cánh cửa kín nớc để khi
có sự cố thì cửa sẽ đợc đóng kín, ngời ở trong boong thì sẽ đợc đa ra qua
cầu thang thoát hiểm đã đợc bố trí sẵn.
3.2.2. Thiết kế bố trí khu vui chơi nghỉ mát.
Khu vui chơi đợc bố trí ở các tầng khác nhau, phục vụ các thợng đế
có nhu cầu khác nhau, còn khu nghỉ mát đợc bố trí chủ yếu ở phần phía mũi
và phần trên nóc tầng ba của nhà hàng. ở đây với một độ cao nhất định, nên
có thể quan sát đợc phần nào vẻ đẹp của cuộc sống đời thờng, mà thờng
ngày tất cả chúng ta tất bật với cuộc sống mu sinh nên không để ý. Khu vui
chơi đợc bố trí thoáng mát các khách hàng có thể ngồi thởng thức các món
ăn cùng với ngời thân, bạn bè đồng nghiệp hay đối tác làm ăn trong kinh
doanh, đây là nơi kết nối mọi ngời lại gần nhau hơn, thân thiết hơn.
3.2.3. Thiết kế bố trí phòng ngủ cho khách nghỉ qua đêm.
Phòng nghỉ cho khách qua đêm đợc xây dựng trên cơ sở của tiêu
chuẩn xây dựng, đó là diện tích phòng cho một ngời, hai ngời. Phòng ngủ
cho khách đợc bố trí ở tầng hai của nhà hàng, nó đợc bố trí từ sờn 0 ữ 25 .
Mặc dù ta có thể bố trí ở nhiều nơi khác nhau, nhng ở tầng hai là thuận lợi
22
hơn cả. Bởi vì nếu ta bố trí ở tầng cao hơn thì sẽ thoáng mát hơn và còn
ngắm đợc cảnh đẹp trong đêm qua những ô cửa sổ thoáng mát, nhng ở trên
cao thì sẽ bị lắc nhiều hơn so với ở vị trí thấp hơn, vì thế khi ngủ sẽ gặp khó
khăn, còn nếu bố trí ở dới tầng hầm thì khắc phục đợc nhợc điểm đó, nhng

sẽ không tốt cho sức khỏe, bởi không khí trong đó đợc cấp bởi hệ thống
thông gió, nhiệt độ đợc điều chỉnh nhờ máy điều hòa. Khu phòng ngủ đợc
bố trí ở phía đuôi sà lan, khách hàng có thể đi một cách thuận lợi và dễ
dàng từ thợng tầng, tầng ba xuống tầng hai, hay từ tầng hầm, tầng một đi
lên tầng hai, rồi đi về phía sau theo chỉ dẫn. Lối đi dẫn tới các phòng có
chiều rộng là 1,2(m) rồi đi phân bổ tới các phòng. Phòng đợc bố trí hai gi-
ờng ngủ đơn hoặc giờng đôi để phục vụ sở thích của thợng đế và còn có
đầy đủ trang thiết bị nghe nhìn đảm bảo cho các thợng đế có thể yên tâm
nh đang ở chính ngôi nhà thân yêu của mình.
3.2.4. Thiết kế phòng đa năng.
Phòng đa năng đợc thiết kế bố trí ở tầng một của nhà hàng, kéo dài từ
sờn 25 ữ 71, đó là vị trí thuận lợi nhất, thông thoáng và đi lại dễ dàng, với
diện tích rộng, đủ để sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, nh tổ chức
đám cới, đám hỏi, liên hoan, sinh nhật dạ hội cùng các tổ chức sinh hoạt tập
thể với số lợng ngời lớn. Nếu số lợng ngời vợt quá diện tích phòng đa năng
thì với cách bố trí 04 cầu thang liên hệ giữa tầng một và tầng hai nh vậy thì
sẽ giải quyết đợc khó khăn về vấn đề diện tích. Đặc biệt là khi cần tổ chức
các cuộc họp, hội nghị thì có thể kê đủ bàn ghế và kéo dèm che cửa lại, xếp
đặt lại hệ thống thiết bị âm thanh, đèn chiếu sáng thì nó lại là một phòng
họp, hội nghị lý tởng. Phòng đợc bố trí ở tầng một, ở đây thuận tiện cho
việc đi lại, không gian rộng lớn ở vị trí có độ cao hợp lý, vì vậy mà biên độ
lắc không lớn, ngời họp không có cảm giác khó chịu. Điều đặc biệt chú ý là
khi bố trí bàn ghế ở tầng một phải tránh những nắp cửa hầm thoát hiểm ở
phòng karaoke đi lên. Vì để tránh trờng hợp bị thủng khoang hầm, mà cửa
kín nớc đã tự động đóng lại, thì khách đi theo cầu thang thoát hiểm lên tầng
một, theo chỉ dẫn.
3.2.5. Thiết kế bố trí phòng karaoke.
Phòng karaoke đợc bố trí ở dới tầng hầm, kéo dài từ sờn 34 ữ 67 để
phục vụ cho thợng đế có nhu cầu ca hát. Phòng hát đợc bố trí đầy đủ
trang thiết bị, đạt tiêu chuẩn của bộ văn hóa thông tin. Phòng đợc bố trí

23
máy điều hòa, đảm bảo cho thợng đế thỏa mái thoáng mát, có hệ thống
thông gió tốt, đủ ánh sáng, đạt theo tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam. Sở dĩ bố
trí phòng hát ở dới tầng hầm bởi ở đó là một không gian thuận lợi cho việc
hát karaoke, Mỗi ngời đều không có nhu cầu hát trong thời gian dài, chính
vì vậy mà sống trong môi trờng điều hòa không khí thì cũng không có vấn
đề gì đáng lo ngại cho sức khỏe. Về mặt kỹ thuật thì do tính chất của phòng
hát mà ta lên bố trí ở đó. Nó cách âm tốt bởi các cửa kín nớc và cửa kính,
diện tích phòng không lớn, vì vậy mà vách ngăn chia nhiều. Ta chia phòng
dựa vào các đà ngang đáy cùng sờn rất thuận lợi.
24
Bảng 3.1: Bảng giới hạn tiện nghi vi khí hậu bên trong nhà ở.
Các thời
kỳ trong
năm
Nhiệt độ không khí
(
0
C )
Độ ẩm tơng đối % Tốc độ chuyển động
của không khí (m/s)
Tiện nghi Giới hạn
cho phép
Tiện nghi Giới hạn
cho phép
Tiện nghi Giới hạn
cho phép
Lạnh 22 - 24 20 - 22 70 - 75 75 - 80 0,2 - 0,3 0,5
Nóng 25- 28 29 75 80 0,5 - 1,0 1,5
3.3. Thiết kế kết cấu.

3.3.1. Những yêu cầu đặt ra trọng thiết kế kết cấu.
Mục đích của việc thiết kế kết cấu là phân tích và lựa chọn đợc kết
cấu cho phù hợp đảm bảo với yêu cầu sử dụng.
- Thiết kế phải đảm bảo an toàn, chịu đợc tải trọng tĩnh và động, kết
cấu phải đủ bền có tính ổn định cao, có đủ độ cứng vững cần thiết.
- Bố trí kết cấu phù hợp với yêu cầu sử dụng, thuận tiện cho việc đi
lại, sắp xếp hàng hóa.
- Thiết kế kết cấu có mối liên hệ chặt chẽ với thiết kế tổng thể, thiết
kế hệ thống, tạo lên một cấu trúc hoàn chỉnh bảo đảm sự hoạt động tốt của
các bộ phận, chúng hỗ trợ nhau chứ không đối nghịch nhau.
- Thiết kế kết cấu phải có tính công nghệ (nghĩa là phải thi công đ-
ợc). - Thiết kế kết cấu đảm bảo tính liên tục, hết sức tránh gián đoạn để
khỏi bị ứng suất tập trung.
- Thiết kế gia cờng cục bộ các nhóm kết cấu có tính nguy hiểm cao
chúng đảm bảo làm việc tốt phân tán lực cho các bộ phận chịu lực đồng
đều.
- Ngoài ra thiết kế kết cấu phải mang tính kinh tế, giảm nhẹ khối l-
ợng kết cấu tiết kiệm nguyên vật liệu bố trí lựa chọn vật liệu thích hợp để
mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất.
3.3.2. Thiết kế kết cấu khu vực thợng tầng.
Kết cấu thợng tầng là khu vực quan trọng của nhà hàng, tại đó nó thể
hiện sức chứa của nhà hàng, sở dĩ nói nh vậy vì nhà hàng đợc xây dựng trên
nền tảng là một sà lan dạng bongton (Sà lan dạng pông tông là sà lan vỏ
thép có kết cấu theo hệ thống dọc, nó chỉ dùng để chở hàng ở trên boong
trên). Mà sà lan thì có sức trở khá lớn, chính vì thế mà tải trọng không phải
là vấn đề quan trọng mà quan trọng lại là bố trí làm sao để đảm bảo tính ổn
25
định cho nhà hàng, đó mới là vấn đề đặc biệt quan trọng của đề tài này. Kết
cấu của khu vực thợng tầng này đợc xây dựng trên cở sở tính toán sức bền
cùng với quy cách của bố trí theo tiêu TCVN 6259:1998 đã đợc quy định cụ

thể. Bài thiết kế này giả định nh là bài toán sức bền đơn thuần, ta đặt ra giả
thiết coi nh bongton là một nền móng vững chắc và ta tính toán kết cấu trên
đó, nhng kết qủa sau đó ta nhân thêm một hệ số an toàn để đảm bảo rằng nó
đủ bền vì nền móng của nó không phải là hoàn toàn cứng vững và cố định.
3.3.2.1. Thiết kế thợng tầng đợc thiết kế dựa trên nguyên tắc sau:
Ta tính toán thiết kế cho hệ thống khung giàn là chủ yếu, tại đó hệ
thống khung giàn tham gia chịu lực là chính, nó chịu đựng các tải trọng tĩnh
và tải trọng động, còn các tấm vách đặc biệt là các tấm kính chỉ có tác dụng
là làm tấm che chắn và có tác dụng thẩm mỹ. Vậy là hệ thống khung giàn ở
đây đợc thiết kế theo quy phạm, các bớc tính toán nh sau:
- Khoảng cách xà dọc boong đợc xác định theo công thức.
2L + 550 (mm). (3.1)
Vậy thay vào ta có khoảng sà dọc boong là.
2.50 +550 = 650 (mm). (3.2)
- Khoảng cách xà ngang boong đợc lấy bằng khoảng cách sờn và
bằng 600(mm). Kích thớc của xà ngang boong đợc lấy bằng kích thớc của
xà ngang boong ở thợng tầng của sà lan gốc.
- Kích thớc xà ngang boong là L100x100x10.
3.3.2.2. Cột chống.
Diện tích tiết diện cột đợc tính theo công thức sau:
k
l
w
72,2
0223,0
(cm
2
). (3.3)
Trong đó: l: Chiều dài cột chống.
Chiều dài cột chống bằng khoảng cách hai sàn trừ đi chiều

cao của xà dọc boong.
A
I
k =
. (3.4)
I - Mô men quán tính tối thiểu của cột chống.
A- Diện tích tiết diện cột chống.