Tính toán, thiết kế kết cấu tàu thủy hướng dẫn thực hiện bài tập
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (434.06 KB, 17 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ KẾT
CẤU TÀU THỦY
HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN BÀI TẬP
PHẠM THANH NHỰT
1
TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ KẾT CẤU TÀU THỦY
HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN BÀI TẬP
YÊU CẦU: Tính chọn quy cách các chi tiết kết cấu tàu theo Quy phạm phù hợp
từ bản vẽ đường hình và bố trí kết cấu cho một tàu đã lựa chọn.
1. Giới thiệu chung
- Tên tàu:
- Cơng dụng:
- Vùng hoạt động:
- Hình dáng:
- Quy phạm áp dụng:
2. Các thơng số cơ bản của tàu
+ Chiều dài lớn nhất : L
max
, m
+ Chiều dài thiết kế : L
TK
, m
+ Chiều rộng lớn nhất : B
max
, m
+ Chiều rộng thiết kế : B
TK
, m
+ Chiều cao mạn : D, m
+ Chiều chìm : d, m
+ Hệ số béo thể tích : Cb ()
+ Lượng chiếm nước : W (), Tấn
+ Trọng tải (đối với tàu hàng) : P
hh
(D
w
), Tấn
+ Hành khách (đối với tàu khách) : người
+ Thuyền viên : người
+ Công suất máy chính : Ne, KW (HP,CV)
2
3. Hệ thống kết cấu, khoảng sườn, phân khoang
3.1. Vật liệu đóng tàu
Thân tàu và thương tầng được đóng bằng vật liệu thép CT3C/composite/gỗ có
giới hạn chảy = ….
Tàu được kết cấu theo hệ thống ngang/dọc/hỗn hợp/liên hợp
Với khoảng cách sườn: S =
Và bao gồm 5/6/7… vách ngang/dọc được bố trí tại các sườn……
3.2. Phân khoang
Từ:
Sau lái
đến
…
Khoang đuôi
Từ sườn:
…
đến
…
Khoang máy
Từ sườn:
….
đến
…
Khoang hàng
Từ sườn:
….
đến
….
……
Từ sườn:
….
đến
mũi
Khoang mũi
4. Chiều dày tối thiểu
TT
Tên cơ cấu
Chiều dày tôn (mm)
Kết luận
S
min
(theo QP)
S
thực tế
1
Tấm vỏ ở đoạn giữa và đoạn đuôi tàu
11
12
Thỏa mãn
2
Tấm mạn ở đoạn giữa và đoạn đuôi tàu
…
…
…
3
Dải hông ở giữa và đoạn đuôi tàu
…
…
…
4
Tấm vỏ ở đoạn đầu và đuôi tàu
…
…
…
5
Mép mạn, mép boong ở giữa tàu
…
…
…
6
Tôn vách ngang
…
…
…
7
Tôn boong
…
…
…
8
Dải tôn trên vách ngang
…
…
…
9
Dải tôn chân vách
…
…
…
10
Tôn ca bin
…
…
…
3
5. Bảng tính chọn quy cách kết cấu
5.1. Kết cấu giàn đáy
5.1.1. Giàn đáy giữa tàu
Dàn đáy được thiết kế theo hệ thống ngang/dọc gồm các đà ngang đồng nhất.
Khoảng cách giữa các sống dọc đáy là:
…
m
Khoảng cách giữa các đà ngang đáy là:
…
m
a. Đà ngang đáy
1. Mô men chống uốn của đà ngang (kể cả mép kèm):
[W] = 4.2K
1
K
2
B
1
2
d
1
(d+r+m) =
cm
3
Trong đó:
B
1
=
…
m: Nhịp đà ngang
d
1
=
…
m: Khoảng cách giữa các đà ngang
d=
…
m: Chiều chìm tàu
r=
…
K
1
=
…
Hệ số (bảng 2/2.17)
K
2
=
…
Hệ số (bảng 2/2.18)
m=
…
Tàu cấp SI
2. Mép kèm:
Chiều dày S = … mm
Chiều rộng b=min{1/6l; 0.5a}
Với: 1/6l = … mm
0.5a = … mm
VD: đà ngang có qui cách
T100x10/250x8
4
1. B.cánh
… cm
… cm
2. B.thành
… cm
… cm
3. M.kèm
… cm
… cm
TT
Fi(cm)
Zi(cm)
FiZi(cm)
FiZi
2
(cm)
J
o
(cm)
1
…
…
…
…
…
2
…
…
…
…
…
3
…
…
…
…
…
Tổng
…
…
…
Eo=
…
cm
Z
max
=
…
cm
J =
…
cm
4
W =
…
cm
3
Vậy qui cách đà ngang là: Thỏa mãn quy phạm
b. Sống phụ đáy
1. Mô men chống uốn của sống phụ đáy không nhỏ hơn mô men chống uốn đà ngang
đáy:
[W]=
…
cm
3
2. Mép kèm:
Chiều dày S =
…
mm
Chiều rộng b = min{1/6l; [ 0.5a+(b-0.5a)j]}
với 1/6l =
…
mm
[ 0.5a+(b-0.5a)j ]
…
mm
VD: đà ngang có qui cách
T100x10/250x8
5
1. B.cánh
… cm
… cm
2. B.thành
… cm
… cm
3. M.kèm
… cm
… cm
TT
Fi(cm)
Zi(cm)
FiZi(cm)
FiZi
2
(cm)
J
o
(cm)
1
…
…
…
…
…
2
…
…
…
…
…
3
…
…
…
…
…
Tổng
…
…
…
Eo=
…
cm
Z
max
=
…
cm
J =
…
cm
4
W =
…
cm
3
Vậy qui cách sống phụ là: Thỏa mãn quy phạm
5.1.2. Giàn đáy vùng mũi
Dàn đáy được thiết kế theo hệ thống ngang/dọc.
Khoảng cách giữa các sống dọc đáy là:
…
m
Khoảng cách giữa các đà ngang đáy là:
…
m
a. Đà ngang đáy
Mô đun chống uốn của đà ngang không nhỏ hơn mô đun chống uốn đà ngang
đáy vùng giữa tàu.
b. Sống chính đáy
Mô đun chống uốn của sống chính không nhỏ hơn mô đun chống uốn đà
ngang đáy.
c. Sống phụ đáy
Mô đun chống uốn của sống phụ không nhỏ hơn mô đun chống uốn đà ngang
đáy.
5.1.3. Giàn đáy khu vực buồng máy
Dàn đáy được thiết kế theo hệ thống ngang/dọc.
Khoảng cách giữa các sống dọc đáy là:
…
m
Khoảng cách giữa các đà ngang đáy là:
…
m
6
a. Đà ngang đáy
Mô đun chống uốn của đà ngang không nhỏ hơn mô đun chống uốn đà ngang
đáy vùng giữa tàu.
b. Sống dọc đáy
Mô đun chống uốn của sống dọc không nhỏ hơn mô đun chống uốn đà ngang
đáy.
c. Dầm dọc bệ máy
Đà dọc bệ máy có qui cách T… hay L…
Chiều dày tấm mép:
t
m
= 1.55.Ne
1/3
+ 3.6
t
m
=
…
mm
Qui cách tấm mép:
t
m
=
…
mm
Thỏa mãn QP
Chiều dày tấm thành:
t
t
= (0.1h+0.6)t
m
t
t
=
…
mm
Qui cách tấm mép:
t
t
=
…
mm
Thỏa mãn QP
Chiều dày mã gia cường bệ máy:
t
t
= 0.77t
t
t
t
=
…
mm
Qui cách tấm thành:
t
t
=
…
mm
Thỏa mãn QP
5.2. Kết cấu giàn mạn
Dàn mạn được thiết kế theo hệ thống ngang/dọc.
Khoảng cách giữa các sườn thường là:
…
m
Khoảng cách giữa các sườn khỏe là:
…
M
5.2.1. Sườn thường
1. Mô đun chống uốn:
W=12.K.a.l =
…
cm
3
Trong đó:
Khoảng cách sườn a =
…
m
Nhịp sườn l =
…
m
Hệ số K= (2+0.085L)
1/2
…
2. Mép kèm: S = … mm;
b = 0.5a = … mm
1/6l = … mm
7
3. Qui cách kết cấu:
L …
1. B.cánh
… cm
… cm
2. B.thành
… cm
… cm
3. M.kèm
… cm
… cm
TT
Fi(cm)
Zi(cm)
FiZi(cm)
FiZi
2
(cm)
J
o
(cm)
1
…
…
…
…
…
2
…
…
…
…
…
3
…
…
…
…
…
Tổng
…
…
…
Eo=
…
cm
Z
max
=
…
cm
J =
…
cm
4
W =
…
cm
3
Vậy qui cách sườn thường là: Thỏa mãn quy phạm
5.2.2. Sườn khỏe
1. Mo men chống uốn:
W=10kd
1
D
1
=
…
cm
3
Trong đó:
Khoảng cách sườn d
1
=
…
m
Nhịp sườn D
1
=
…
m
Hệ số K= (2+0.05L)
1/2
…
2. Mép kèm: S = … mm
Chiều rộng b = min{1/6l; [ 0.5a+(b-0.5a)j]}
với 1/6l =
…
mm
[ 0.5a+(b-0.5a)j ]
…
mm
3. Qui cách kết cấu:
T …
1
2
3
8
1. B.cánh
… cm
… cm
2. B.thành
… cm
… cm
3. M.kèm
… cm
… cm
TT
Fi(cm)
Zi(cm)
FiZi(cm)
FiZi
2
(cm)
J
o
(cm)
1
…
…
…
…
…
2
…
…
…
…
…
3
…
…
…
…
…
Tổng
…
…
…
Eo=
…
cm
Z
max
=
…
cm
J =
…
cm
4
W =
…
cm
3
Vậy qui cách sườn khỏe là: Thỏa mãn quy phạm
5.2.2. Sống dọc mạn
1. Kích thước của sống dọc mạn không nhỏ hơn kích thước của sườn khỏe:
2. Qui cách sống dọc mạn:
T …
3. Kết luận:
Sống dọc mạn thỏa mãn qui phạm
5.3. Giàn mạn vùng mũi:
Dàn mạn vùng mũi được thiết kế theo hệ thống ngang/dọc gồm các sườn đồng nhất
và sống dọc mạn.
Khoảng cách giữa các sườn là:
…
m
Khoảng cách giữa các sống dọc mạn là:
…
m
1
2
3
9
5.3.1. Sườn thường:
1. Mô đun chống uốn:
W=12.K.a.l =
…
cm
3
Trong
đó:
Khoảng cách sườn a =
…
m
Chiều cao mạn tại T.diện đang
xét l =
…
m
Hệ số K= (2+0.085L)
1/2
…
2. Mép kèm: S = … mm
b= 0.5a = … mm
1/6l = … mm
3. Qui cách kết cấu:
L ….
1. B.cánh
… cm
… cm
2. B.thành
… cm
… cm
3. M.kèm
… cm
… cm
TT
Fi(cm)
Zi(cm)
FiZi(cm)
FiZi
2
(cm)
J
o
(cm)
1
…
…
…
…
…
2
…
…
…
…
…
3
…
…
…
…
…
Tổng
…
…
…
Eo=
…
cm
Z
max
=
…
cm
J =
…
cm
4
W =
…
cm
3
Vậy qui cách sườn thường là: Thỏa mãn quy phạm
5.3.2. Sống dọc mạn:
Kích thước của sống dọc mạn không nhỏ hơn kích thước của sườn khỏe.
1
2
3
10
5.4. Giàn mạn vùng đuôi:
Dàn mạn vùng đuôi được thiết kế theo hệ thống ngang/dọc gồm các sườn đồng
nhất và sống dọc mạn.
Khoảng cách giữa các sườn là:
…
m
Khoảng cách giữa các sống dọc mạn là:
…
m
5.4.1. Sườn thường
1. Mô đun chống uốn:
W=12.K.a.l =
…
cm
3
Trong
đó:
Khoảng cách sườn a =
…
m
Chiều cao mạn tại T.diện đang
xét l =
…
m
Hệ số K= (2+0.085L)
1/2
…
2. Mép kèm: S = … mm
b= 0.5a = … mm
1/6l = … mm
3. Qui cách kết cấu:
L ….
1. B.cánh
… cm
… cm
2. B.thành
… cm
… cm
3. M.kèm
… cm
… cm
TT
Fi(cm)
Zi(cm)
FiZi(cm)
FiZi
2
(cm)
J
o
(cm)
1
…
…
…
…
…
2
…
…
…
…
…
3
…
…
…
…
…
Tổng
…
…
…
Eo=
…
cm
Z
max
=
…
cm
J =
…
cm
4
W =
…
cm
3
Vậy qui cách sườn thường là: Thỏa mãn quy phạm
1
2
3
11
5.4.2. Sống dọc mạn:
Kích thước của sống dọc mạn không nhỏ hơn kích thước của sườn khỏe.
5.5. Giàn boong:
Dàn mạn vùng đuôi được thiết kế theo hệ thống ngang/dọc gồm các và ngang
boong, xà ngang boong khỏe và songs boong.
Khoảng cách giữa các xà ngang boong là:
…
m
Khoảng cách giữa các xà ngang boong khỏe là:
…
m
5.5.1. Xà ngang boong thường
1. Mô đun chống uốn tiết diện xà ngang boong:
W=3.6dB
1
2
cm
3
Trong đó:
Khoảng cách giữa các xà ngang boong d:
m
Khoảng cách từ sống boong đến mạn B
1
:
m
2. Mép kèm: S = …
b = min{0.5a;1/6l}
1/6l =
…
mm
0.5a =
…
mm
3. Qui cách kết cấu:
L …
1. B.cánh
… cm
… cm
2. B.thành
… cm
… cm
3. M.kèm
… cm
… cm
TT
Fi(cm)
Zi(cm)
FiZi(cm)
FiZi
2
(cm)
J
o
(cm)
1
…
…
…
…
…
2
…
…
…
…
…
3
…
…
…
…
…
Tổng
…
…
…
1
2
3
12
Eo=
…
cm
Z
max
=
…
cm
J =
…
cm
4
W =
…
cm
3
Vậy qui cách xà ngang boong thường là: Thỏa mãn quy phạm
5.5.2. Xà ngang boong khỏe
1. Mô đun chống uốn tiết diện xà ngang boong khoẻ:
W=3.6dB
1
2
=
…
cm
3
Trong đó:
K.cách giữa các xà ngang boong khỏe d=
… m
K.cách từ sống boong đến mạn B
1
:
… m
2. Mép kèm: S = …;
Chiều rộng b=min{1/6l;[0.5a+(a1-0.5a)j]}
1/6l =
…
mm
[ 0.5a+(b-0.5a)j ] =
…
mm
3. Qui cách kết cấu:
T ….
1. B.cánh
… cm
… cm
2. B.thành
… cm
… cm
3. M.kèm
… cm
… cm
TT
Fi(cm)
Zi(cm)
FiZi(cm)
FiZi
2
(cm)
J
o
(cm)
1
…
…
…
…
…
2
…
…
…
…
…
3
…
…
…
…
…
Tổng
…
…
…
Eo=
…
cm
Z
max
=
…
cm
J =
…
cm
4
W =
…
cm
3
Vậy qui cách xà ngang boong khỏe là: Thỏa mãn quy phạm
1
2
3
13
5.5.3. Sống dọc boong
Mô đun chống uốn của sống dọc boong không nhỏ hơn mô đun chống uốn xà
ngang boong khỏe.
5.6. Giàn vách
Dàn vách được kết cấu gồm các nẹp đứng xen kẽ sống đứng và sống nằm.
Khoảng cách giữa các nẹp đứng
…
m
Khoảng cách từ sống đứng đến mạn
…
m
5.6.1. Nẹp vách
1. Mô đun chống uốn tiết diện nẹp vách:
W=12.K.a.l =
…
cm
3
Trong đó:
Chiều dài nẹp l =
…
m
Khoảng cách giữa các nẹp a =
…
m
Hệ số K= (2+0.085L)
1/2
…
2. Mép kèm: S = … mm
b= 0.5a = … mm
1/6l = … mm
3. Qui cách kết cấu:
L ….
1. B.cánh
… cm
… cm
2. B.thành
… cm
… cm
3. M.kèm
… cm
… cm
TT
Fi(cm)
Zi(cm)
FiZi(cm)
FiZi
2
(cm)
J
o
(cm)
1
…
…
…
…
…
2
…
…
…
…
…
3
…
…
…
…
…
Tổng
…
…
…
Eo=
…
cm
Z
max
=
…
cm
J =
…
cm
4
W =
…
cm
3
Vậy qui cách nẹp vách là: Thỏa mãn quy phạm
1
2
3
14
5.6.2. Sống đứng vách
1. Mô đun chống uốn tiết diện nẹp sống đứng vách:
W=10kd
1
D
1
=
…
cm
3
Trong đó:
Khoảng cách sống đứng d
1
=
…
m
Nhịp sườn D
1
=
…
m
Hệ số K= (2+0.085L)
1/2
…
2. Mép kèm: S = 6mm; Chiều rộng b= min{1/6l;[0.5a
1
(1+0.45(100t/a)
2
)]}
1/6l =
… mm
[0.5a
1
(1+0.45(100t/a)2)] =
…
3. Qui cách kết cấu:
T …
1. B.cánh
… cm
… cm
2. B.thành
… cm
… cm
3. M.kèm
… cm
… cm
TT
Fi(cm)
Zi(cm)
FiZi(cm)
FiZi
2
(cm)
J
o
(cm)
1
…
…
…
…
…
2
…
…
…
…
…
3
…
…
…
…
…
Tổng
…
…
…
Eo=
…
cm
Z
max
=
…
cm
J =
…
cm
4
W =
…
cm
3
Vậy qui cách sống đứng vách là: Thỏa mãn quy phạm
5.7. Thượng tầng
Thượng tầng được thiết kế theo hệ thống ngang/dọc.
Khoảng cách giữa các cơ cấu là
…
m
1
2
3
15
5.7.1. Xà ngang
1. Mô đun chống uốn xà ngang boong:
W=dB
1
2
…
cm
3
Trong đó:
Khoảng cách các xà ngang boong d =
…
m
Nhịp sườn B
1
=
…
m
2. Mép kèm: S = 4mm; Chiều rộng b= min{1/6l;[0.5a
1
(1+0.45(100t/a)
2
)]}
1/6l =
…
mm
[0.5a
1
(1+0.45(100t/a)2)]
…
mm
3. Qui cách kết cấu:
L …
1. B.cánh
… cm
… cm
2. B.thành
… cm
… cm
3. M.kèm
… cm
… cm
TT
Fi(cm)
Zi(cm)
FiZi(cm)
FiZi
2
(cm)
J
o
(cm)
1
…
…
…
…
…
2
…
…
…
…
…
3
…
…
…
…
…
Tổng
…
…
…
Eo=
…
cm
Z
max
=
…
cm
J =
…
cm
4
W =
…
cm
3
Vậy qui cách xà ngang là: Thỏa mãn quy phạm
5.7.2. Sườn
1. Mô đun chống uốn:
W=14.K.a.D
1
…
cm
3
Trong đó:
Khoảng cách sườn a =
…
m
1
2
3
16
Nhịp sườn D
1
…
m
Hệ số K= (2+0.085L)
1/2
…
2. Mép kèm: S = 6; Chiều rộng
b=min{1/6l;0.5a}
1/6l =
…
mm
0.5a =
…
mm
3. Qui cách kết cấu:
L …
1. B.cánh
… cm
… cm
2. B.thành
… cm
… cm
3. M.kèm
… cm
… cm
TT
Fi(cm)
Zi(cm)
FiZi(cm)
FiZi
2
(cm)
J
o
(cm)
1
…
…
…
…
…
2
…
…
…
…
…
3
…
…
…
…
…
Tổng
…
…
…
Eo=
…
cm
Z
max
=
…
cm
J =
…
cm
4
W =
…
cm
3
Vậy qui cách sườn là: Thỏa mãn quy phạm
1
2
3
