BÀI tập lớn kết cấu tàu THỦY

Bi tp ln kt cu tu thy

BI TP LN
KT CU TU THY
Sinh viờn thc hin : NGUYN THI DUY
Lp
: 12KTTT
Giỏo viờn hng dn: NGUYN TIN THA
s 4
I. Đặc điểm tàu thiết kế, quy phạm thiết kế:

- Tàu thiết kế là tàu dầu hoạt động trong khu vực khụng hạn chế.
- Các thông số chủ yếu của tàu
+ Chiều dài thiết kế
Lpp = 102 m
+ Chiều rộng tàu
B = 17.6 m
+ Chiều cao mạn
H = 7.2 m
+ Chiều chìm tàu
T = 8.5m
II. Vật liệu đóng tàu:

- Thép CT3C . Giới hạn chảy ch = 2400 kg/cm2.
- Tàu thiết kế theo quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép TCVN 2010
phần 2A.
III. Phân khoang:

1. Khoảng s-ờn:
- Khoảng cách cơ cấu ngang
a = 2L + 450 = 654 mm

- Khoảng cách cơ cấu dọc
b = 2L + 550 = 754 mm
Vậy chọn
+ Khoảng s-ờn vùng khoang máy, khoang mũi, khoang cách ly, khoang bơm
là 600 mm.
+ Khoảng s-ờn vùng khoang hàng là 700 mm
+ Khoảng cách các xà dọc đáy, xà dọc boong là 720 mm.
+ Khoảng cách các sống dọc mạn không lớn hơn 0,9 LT
Trong mạn kép các sống dọc không lớn hơn 1,1 LT
+ Các đà ngang đáy = min (0,55B ; 0,75B) = min (2,56 ; 2,53 )m

Nguyn Thỏi Duy

12KTTT

1


Bi tp ln kt cu tu thy
- Khoản cách giữa các cơ cấu th-ờng
Theo 5.2.11 phần B quy phạm kết cấu thân tàu và trang thiết bị ta có:
a0 = 450 + 2Lpp = 723,2 (m)
- Chọn khoảng s-ờn trên suốt chiều dài tàu a = 700 mm
2. S phõn khoang.

Tên khoang
Khoang lái
Khoang máy

Từ s-ờn

đến s-ờn
#0 #8
#8 #33

Chiều dài
(m)
Lk = 5.6
Lm = 17.5

Khoảng cách
(mm)
a0 = 600,700
a0 = 700

Khoang cách ly
Khoang hàng I
Khoang hàng II
Khoang hàng III
Khoang hàng IV
Khoang hàng V
Khoang hàng VI
Khoang hàng VII
Khoang hàng VIII
Cách ly

#33 #39
#39 #57
#57 #75
#75 #94
#94 #113

#113 #132
#132 #150
#150 #168
#168 #186
#186 #188

Lcl = 4.2
Lh = 12.6
Lh = 12.6
Lh = 13.3
Lh = 13.3
Lh = 13.3
Lh = 12.6
Lh = 12.6
Lh = 12.6
Lcl = 1.4

a0 = 700
a0 = 700
a0 = 700
a0 = 700
a0 = 700
a0 = 700
a0 = 700
a0 = 700
a0 = 700
a0 = 700

Khoang mũi

#188 #194

Lkm = 55

a0 = 600,500

IV. Lựa chọn H THNG kết cấu:

- Theo quan điểm sức bền tàu
1.Khoang hàng
Dàn boong, dàn đáy kết cấu hệ thống dọc
Dàn mạn kết cấu hệ thống ngang.
Vách ngang, vách dọc tâm kết cấu sóng đứng.
2. Khoang máy, khoang bơm
Dàn boong kết cấu hệ thống dọc
Dàn mạn, dàn đáy kết cấu hệ thống ngang.
3.Khoang mũi, khoang đuôi, khoang cách ly mũi.
Dàn boong kết cấu hệ thống dọc
Dàn mạn, dàn đáy kết cấu hệ thống ngang.
Dàn vách kết cấu nẹp nằm, sống đứng.
4. Th-ợng tầng
Kết cấu hệ thống ngang
Nguyn Thỏi Duy

12KTTT

2


Bi tp ln kt cu tu thy

- Tàu có một vách dọc tâm tại mặt phẳng dọc tâm.
- Theo iu 11.1.1 phần 2A quy phạm kết cấu thân tàu và trang thiết bị quy định
tàu có các vách (vách dọc và vách ngang) không đ-ợc lớn hơn 1,2 Lpp = 14,02(m).
- Chọn vách dọc tâm.
- Các vách ngang đặt tại giới hạn khoang hàng.
- Đáy đôi: Theo điều 4.1.1 phần 2A quy phạm kết cấu và trang thiết bị thì chiều
cao đáy đổi Hđđ >

B'
= 1,04 (m)
20

- Chọn Hđđ = 1,4 (m)
- Khoang hàng hình thức kết cấu
Dàn vách : Nẹp đứng sống nằm
Dàn boong: Hệ thống dọc
Đáy

: Hệ thống dọc

Mạn

: Hệ thống ngang

- Khoang máy, đuôi, mũi: kết cấu hệ thống ngang.
V. TNH CHN KT CU DN Y KHOANG HNG

1. Dàn đáy khoang hng:
1.1 S dn ỏy: Dàn đáy kết cấu hệ thống ngang và các đà ngang đặt tại
mỗi khoang sn:

Nguyn Thỏi Duy

12KTTT

3


Bi tp ln kt cu tu thy
1.2 Bố trí kết cấu:
Dàn đáy kết cấu hệ thống ngang, đà ngang đáy đặt tại mỗi khoảng s-ờn cách nhau
1 khoảng 700(mm). Sống chính và sống phụ chuyển tiếp từ khoang hàng sang.
- Bố trí một sống chính đáy tại mặt phẳng dọc tâm.
- Bố trí các sống phụ cách nhau 2,1 (m)
- Khoảng cách giữa các đà ngang đáy = 0,7 (m)
- Đặt thêm 2 dầm dọc máy.
2. Tính toán cơ cấu
2.1 Chiều dày tôn đáy:
- Theo iu 2A/4.5.1
- Tôn đáy trên
t = max(t1 , t2 )
C B 2 .d
.
* t1 =
+ 2,5 +2 mm
1000 d 0

C = max(bo , .b1) phụ thuộc vào B/lH
Vi lH chiu di khoang mỏy
d0 : chiều cao tiết diện sống chính , d0=1,4 (m)

d: chiều chìm tàu đo tại đ-ờng n-ớc thiết kế, d = 8,45 (m)
- bo , b1 tra bảng 2-A/4.4
bo = 1,1.2,2 = 4,42
b1 = 1,1.2,2 = 4,42
=

13,8
= 1,06
24 11. f B

C = .b1 = 4,68
Vy ta cú t1 = 16,7 mm
* t2 = C.S. h + 2.5 + 2 mm
C phụ thuộc vào l/S = 2,1/0,7 = 3
C = 0,43.l/S + 2,5 = 3.79
S = 0,7
h = 12 m
h: khoảng cách từ tôn đáy trờn đến boong thấp nhất tại tâm tàu
Nguyn Thỏi Duy

12KTTT

4


Bi tp ln kt cu tu thy
h = d + 0,026.L' = 8,45 + 0,026.136,6 = 12 m
t2 = 13,7 mm
Chọn t = 16,7 mm
1.2 Tôn đáy trờn

t = max(t1 , t2 )
* t1 = C1. C2.S. d 0,035.L h' +2,5 +2 mm
C1 = 1
C1: Hệ số phụ thuộc vào chiu di tu vi L< 250 m
13,8
= 4.7
24 15,5. f B

C2 =
fB = 1

h = 0
t1 = 16,5 mm
* t2 =

C B 2 .d
+ 2,5 + 2 mm
.
1000 d 0

C = .b1
=

13,8
= 1,6
24 15,5. f B

C = 1,6.2,42 = 3,9
t2 = 14,7 mm
Chọn t = 16,5 mm

2.2 Tính toán sống chính và sống phụ dn đáy khoang hng:
Theo điều 27.6.3 phần 2 -A
Chiều dày sống chính và sống phụ đáy không nhỏ hơn trị số xác định theo công
thức sau:
t = max(t1, t2, t3)
1. t1 = C1.K.

S .hB .x
+ 2,5
d 0 d1

Với + S: khoảng cách giữa các tấm của 2 vùng lân cận S = 2,1 (m)
+ x: khoảng cách từ trung điểm của LTđến điểm đang xét.Do x<0,25lT ,nên
lấy x=3,15 m
+ LT chiu di khoang ang xột
Nguyn Thỏi Duy

12KTTT

5


Bi tp ln kt cu tu thy
+ hB = 12 (m)
+ d0 chiều cao tiết diện sống chính, sống phụ đáy d0 = 1,4 (m)
+ d1 = 0 không có lỗ khoét
+ K = 1 phụ thuộc vào vật liệu
+ C1: hệ số phụ thuộc tra bảng 2 - A/27.5
b: khoảng cách từ vách dọc của mạn kép đến vách dọc tâm b = 9,2 (m)
B

LT

= 0,73

C1 = 0,073
t1 = 6,49 (mm)
2. t2 = 8,6.

3

H 2 .a 2
(t1 2,5)
C 1' .K

+ 2,5

+ a: chiều cao sống chính tại điểm đang xét

a = 1,4 (m)

+H=1
+ C1' hệ số đ-ợc tính theo bảng 2A/27.6 phụ thuộc
S1 1,2

a 1,4

= 0,86 C1' = 10

+ t1 = 6,49 (mm)
t2 = 8,6.

3. t3 =

1 1,4
(6,49 2,5)
10 1

3

C1" .a

+ 2,5 = 8,93 (mm)

+ 2,5

K

C1 tra bảng 2 A/27.6 phụ thuộc vào

S1
a

C1 = 8,6 sống chính
C1 = 7,0 sống phụ
a = 1,4 Chiều cao sống chính và phụ
t3 =
t3 =

8,6 1
1

+ 2,5 = 11,1 (mm)

7, 0 1
+ 2,5 = 9,5 (mm)
1

- Chiều dày sống chính t = max(t1; t2; t3) = 12 (mm)
Nguyn Thỏi Duy

12KTTT

6


Bi tp ln kt cu tu thy
- Chiều dày sống phụ

t = max(t1; t2; t3) = 10 (mm)

2.3 Chiều dày đà ngang đáy:
Chiều dày đà ngang:
t = max(t1;t2)
t1 = C 2

SB ' d 2 y
2.5
d 0 d1 B ''

t2 = 8.63

(mm).

H 2 d 02
t1 2.5 2.5 (mm).
C 2'

S = 0.7(m) khoảng cách các đà ngang.
B = 18,4 (m) khoảng cách các đ-ờng đỉnh mã hông ở giữa tàu
B= 7,6 (m). khoảng cách các đ-ờng đỉnh mã hông tại đà ngang.
y

=

B/2 = 3.8(m)

(Lấy khoảng cách lớn nhất).

C2 = 0.022 (Tra bảng 2-A/4.2). phụ thuộc vào B/lH = 0,84
C2 = 19 (Tra bảng 2-A/4.3). phụ thuộc vào S1/d0 = 0,6
H=1
t1 = 4,6 (mm).
t2 = 7,91(mm).
Chọn t = 10 (mm).
* Gia c-ờng cho đà ngang : Đà ngang đ-ợc gia c-ờng bằng các nẹp đặt cách
nhau 0,72 m.
Chiều dày mã t 0,6. L + 2,5 = 9,5mm chọn

t = 10 mm

Chiều cao = 0,08.d0 = 112mm

Chiều rộng chọn = 80 mm
Quy cách mã

Nguyn Thỏi Duy



Bẻ 80
112x10

12KTTT

7


Bài tập lớn kết cấu tàu thủy
2.

Kết cấu dàn vách

2.1

Bố trí kết cấu

(điều 11.2)

Vách bao gồm:Tôn vách rải theo phương ngang và nẹp đứng vách. được hiển
thị trong sơ đồ kết cấu dàn vách khoang hàng.
2.2

Tôn vách

(điều 11.2.1 và 11.2.2)

Chiều dày tôn vách không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau:
t = 3,2.S. h + 2,5 mm
 S (m) khoảng cách giữa các nẹp vách
 h (m) tải trọng tác dụng lên tờ tôn đang xét, h  3,4 m
 Rải dưới cùng chọn tăng so với giá trị trên 1mm
Ta tính toán và chọn tôn theo bảng sau:
Chiều cao mạn
Chiều rộng tàu
Chiều cao đáy đôi

D=
B=
h0=

7.2 m
17.6 m
1.4 m

Khoảng cách các nẹp đứng vách
S =
750
Khổ tôn
rộng
2000 mm
dài
12000

Bảng 2: Bảng tính chọn chiều dày tôn vách khoang hàng
STT Rải tôn
S(m)
Tải trọng h (m) t (mm) theo công thức (11.2.1)
1
Rải 1
0.75
5.8
8.28
2
Rải 2
0.75
3.8
7.18
3
Rải 3
0.75
3.4
6.93
4
Rải 4
0.75
3.4
6.93
5
Rải 5
0.75
3.4
6.93
6

Rải 6
0.75
3.4
6.93

2.3

Nẹp vách

mm
mm
Chọn t(mm)
11.5
8
7
7
7
7

(điều 11.2.3)

Mô đun chống uốn Z của tiết diện nẹp vách phải không nhỏ hơn trị số tính
theo công thức:
Z = 2,8.C.S.h,l2
 l

(m)

cm3

Chiều dài nhịp nẹp

 S (m)

Khoảng cách các nẹp

 C

hệ số phụ thuộc vào liên kết mút nẹp ( Chọn liên kết bằng mã ốp )

 h

(m)

Tải trọng tính toán cho nẹp

Nguyễn Thái Duy

12KTTT

8


Bài tập lớn kết cấu tàu thủy
Ta có bảng tính sau:
Chiều cao mạn
Chiều rộng tàu
Chiều cao đáy đôi

D=

B=
h0 =

7.2 m
17.6 m
1.4 m

Chiều dài nhịp nẹp
l=
Khoảng cách các nẹp
S=
Hệ số
C=
Tải trọng tính toán cho nẹph =
Mô đun tiết diện yêu cầu Z =
Chiều rộng mép kèm
b = min(0,2.l; S) =
Chiều dày mép kèm
t=
Bảng 3: Bảng chọn nẹp vách khoang hàng
Thành phần

Quy cách

Fi

mm

cm

Mép kèm

750 x 7

Thép mỏ

B.F 430 x 15

S

6.15
0.75
1
5.626
447

m
m
Liên kết bằng mã ốp
m
3
cm
750 mm
7
mm
zi

Fizi

cm

cm

52.5

0.35

18.375

94.1
146.6
(cm)

27.4

2578
2597

e

=

17.7

Zmax

=

25.3

J
WCC

=
=

41920
1658

(cm)
(cm4)
(cm3)

DW

=

270.7

%

2

3

Fizi2

J0

4

cm

6.43

2

cm

4

70647
17260
87915

750 x 7

B.F 430 x 15

Vậy ta chọn thép có quy cách: B.F 430 x 15 là thoả mãn.

Nguyễn Thái Duy

12KTTT

9