Đồ Án Xưởng Đóng Tàu – Công Trình Ụ Tàu Khô
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.64 MB, 39 trang )
trờng đại học xây dựng
Khoa công trình thủy - bộ môn cảng-đờng thủy
===========================================================
đồ án
xởng đóng tàu
(công trình ụ tầu khô)
Giáo viên hớng dẫn : trần quang vinh
Sinh viên thực hiện
Lớp
Mssv
:
: 43C1
:6130-43
Hà Nội
mở đầu
Đồ án môn học Xởng đóng tàu là một trong những đồ án chuyên ngành quan
trọng của sinh viên ngành Cảng-Đờng thủy. Nhiệm vụ chính của đồ án là thiết kế kỹ
thuật một công trình thủy công trong nhà máy đóng mới và sửa chữa tàu nh: ụ khô,
triền tàu, đà tàu, ...
Với số liệu đã cho của thầy hớng dẫn, nhiệm vụ cụ thể của đồ án này là:
1- Thiết kế kỹ thuật công trình ụ khô phục vụ cho việc sửa chữa tàu
Bộ môn Cảng-Đờng thuỷ
Đồ án Xởng đóng tàu
2- Kết quả tính toán thể hiện trong một cuốn thuyết minh dày 43 trang và
một bản vẽ khổ A1.
Với việc thiết kế ụ tầu khô này,nó giúp cho sinh viên ngành Cảng-Đờng thuỷ
đợc làm quen với công trình thuỷ công cơ bản và các công việc chủ yêú trong nhà
máy đóng mới và sửa chữa tàu thuỷ.
Tác giả đồ án xin chân thành cảm ơn thầy giáo trần quang vinh và các
bạn sinh viên lớp 43Cảng 1 trờng Đại học Xây dựng đã nhiệt tình giúp đỡ để đồ án đợc hoàn thành đúng tiến độ.
2
Bộ môn Cảng-Đờng thuỷ
Đồ án Xởng đóng tàu
mục lục
Phần mục
Mở đầu
Trang
2
Chơng 1
Xác định quy mô nhà máy và sơ đồ công nghệ khai thác
3
Tính toán các kích thớc cơ bản và giả định kết cấu ụ tàu
5
Xác định các tải trọng
10
Tính toán kết cấu buồng ụ
17
Tính toán hệ thống cấp thoát nớc buồng ụ
34
Thống kê vật liệu cho buồng ụ
36
Kết luận và kiến nghị
41
Chơng 2
Chơng 3
Chơng 4
Chơng 5
Chơng 6
Chơng 7
Tài liệu tham khảo
42
Mục lục
chơng 1
Xác định quy mô nhà máy và sơ đồ công nghệ khai thác
1.1.
Xác định số lợng buồng ụ
-
Mục đích thiết kế: Thiết kế ụ tàu khô phục vụ công tác sửa chữa tàu
3
Bộ môn Cảng-Đờng thuỷ
-
Kế hoạch sản xuất: 12 tàu/năm
-
Số ngày tàu trên bệ: 40 ngày/tàu
-
Tổng số ngày sửa chữa cần thiết: 12 x 40 = 480 ngày
-
Số ngày làm việc trong năm: 300 ngày
-
Số lợng ụ cần thiết:
Đồ án Xởng đóng tàu
N = 1,2 x 480/300 2 ụ
-
Xây dựng 2 ụ ở 2 vị trí cách biệt nhau, có thể sử dụng chung hệ thống cần trục vận
chuyển và lắp ráp.
-
Với số lợng 2 ụ, nhà máy đóng và sửa chữa tàu thuộc loại vừa, đợc quy hoạch sơ
bộ nh ở hình 1.
1.2.
Sơ đồ công nghệ sửa chữa tàu
Tàu đến sửa chữa đợc bốc dỡ hết hàng tại bến trang trí của nhà máy, sau đó đợc đa vào ụ để sửa chữa theo trình tự sau:
-
Giả sử ụ đang khô nớc, cửa ụ đóng kín, cung cấp nớc cho ụ bằng hệ thống cấp nớc
tự chảy cho đến khi mực nớc trong và ngoài ụ bằng nhau (bằng mực nớc hạ thủy).
-
Kéo cửa ụ ra ngoài (với trờng hợp cửa phao).
-
Đa tàu vào ụ bằng hệ thống tời đặt ở cửa ụ và hai bên thành ụ.
-
Cố định tàu trong ụ bằng hệ thống neo, đệm tàu.
-
Thoát nớc trong ụ ra ngoài bằng hệ thống máy bơm.
-
Làm khô ụ, tiến hành các bớc chuẩn bị cần thiết.
-
Sửa chữa tàu.
-
Sửa chữa xong tiến hành cung cấp nớc cho ụ giống nh trên.
-
Tháo hệ thống neo giữ, đa tàu ra bến trang trí.
-
Hoàn thiện công tác sửa chữa tàu tại bến trang trí.
4
Bộ môn Cảng-Đờng thuỷ
Đồ án Xởng đóng tàu
- Kết thúc và bàn giao.
Xem sơ đồ hình 2.
Phân x ởng chính
Đ ờng vận chuyển
Bến trang trí
Bãi vật liệu
ụ khô số 1
ụ khô số 2
Hình 1- Mặt bằng quy mô nhà máy
5
Bộ môn Cảng-Đờng thuỷ
Đồ án Xởng đóng tàu
Cấp n ớc cho ụ
Kéo cửa ụ ra ngoài
Đ a tàu vàp ụ
Cố định tàu
Thoát n ớc buồng ụ
Làm k hô ụ
Tiến hành sửa chữa
Cung cấp n ớc cho ụ
Tháo cửa và kéo ra ngoài
Đ a tàu ra bến trang trí
Hoàn thiện
chơng 2
0
Hình 2 - Sơ đồ công nghệ sửa chữa tàu
tính toán các kích thớc cơ bản và giả định kết cấu ụ tàu
2.1.
Các số liệu thiết kế
Tàu:
-
Loại tàu : tàu biển chở hàng khô D = 10.000 DWT, W = 20.000 T.
-
Kích thớc :
6
Bộ môn Cảng-Đờng thuỷ
Đồ án Xởng đóng tàu
Ltmax = 143m; Ltđoạn giữa hai đờng vuông góc = 131m;
Bt = 19.2m; Tmũi không hàng = 3.3m; Tlái không hàng = 4.8m;
Địa chất thủy văn:
-
Mặt cắt địa chất : số 1.
Lớp đất 1: Cát trung: = 1.78 t/m3; à0= 0.05; E0= 200kG/cm2; R=2.5 kG/cm2
Lớp đất 2:Bùn nhão
Lớp đất 3: Sét dẻo: = 1.75 t/m3; à0 = 0.2; E0 = 100 kG/cm2; R = 0.8 kG/cm2
Lớp đất 4:Đá cứng
2.2.
-
MNCTK: +2.0m
-
MNTTK: 0.0m
-
MNHT : +1.0m
Xác định các kích thớc cơ bản của ụ tàu
a. Chiều dài buồng ụ
L = Lt + l1+ l2+l
Lt = 143m : chiều dài tàu tính toán.
l1+ l2:Khoảng hở 2 đầu từ tàu đến cửa ụ và mép tờng cuối ụ
l1+ l2=12m
l = 3m : Chiều dài dự trữ của buồng ụ
L =143 + 15 = 158 (m).
Chọn L = 160m, chia thành 4 phân đoạn, mỗi phân đoạn dài 40m.
b. Chiều rộng buồng ụ
B = Bt + b1
Bt = 19.2m : chiều rộng lớn nhất của tàu tính toán.
b1 = 4ữ6m : khoảng cách an toàn cần thiết hai bên lờn tàu
B = 23.2ữ25.2m
7
Bộ môn Cảng-Đờng thuỷ
Đồ án Xởng đóng tàu
Chọn B = 25 m
c. Chiều rộng cửa buồng ụ
Bc = Bt + b2
Bt = 19.2m : chiều rộng lớn nhất của tàu tính toán.
b2 = 2ữ4m : khoảng cách an toàn cần thiết hai bên lờn tàu
Bc = 21.2ữ23.2m
Chọn Bc = 22m
d. Chiều sâu buồng ụ
H=T+h+a
T = Tlái không hàng = 4.5m : mớn nớc phía lái của tàu không hàng
h = 1.2m : chiều cao đệm sống tàu
a = 0.5m : độ dự trữ dới đệm sống tàu
H = 4.8 + 1.2 + 0.5 = 6.5 (m)
e. Cao trình đáy ụ
CTđáy ụ = MNHT - H = +1.0- 6.5 = -5.5
f. Cao trình mặt đệm sống tàu
CTMĐ = CTđáy ụ + h = -5.5 + 1.20 = -4.3
g. Cao trình ngỡng ụ
CTNU = CTMĐ - 0.50 = -4.3 - 0.50 = -4.8
Chiều cao ngỡng ụ: hn = CTNU - CTđáy ụ = -4.8 - (-5.5) = 0.70 (m)
h. Cao trình đỉnh ụ
CTđỉnh ụ = MNCTK + 1 = +2.0 + 1.0 = +3.0
i. Chiều cao ụ
Ht = CTđỉnh ụ - CTđáy ụ = +3.0 - ( -5.5) = 8.5 (m)
j. Một số kích thớc khác
Chiều rộng tờng ụ phía trên: b0 = 3m; b'0 = 1.5m
Chiều rộng tờng ụ chỗ giáp với đáy: b = 0.3 Ht = 0.3 x 8.5 = 2.55m
8
Bộ môn Cảng-Đờng thuỷ
Đồ án Xởng đóng tàu
Chiều dày bản đáy: d = 1.5 (m)
(chiều dày bản đáy lấy theo kinh nghiệm khi ụ có hệ thống thoát nớc ngầm)
2.3.
Giả định kết cấu ụ tàu
Kết cấu chung: ụ tàu khô có hệ thống thoát nớc
Bản đáy ụ tàu bằng BTCT đổ tại chỗ đợc chia thành hai phần:
Phần dầm dới sống tàu tiết diện 3m x 2.5m, dài 35m.
Phần bản hai bên đổ theo từng phân đoạn có kích thớc 11.5m x 35m x 1.0m.
Tờng hai bên ụ dạng tờng góc bản chống đổ tại chỗ có bề rộng bản đáy là 7m.
Nối tiếp giữa các phần của bản đáy có các lá đồng chống thấm nớc.
Hệ thống thoát nớc đáy ụ bao gồm các đờng ống dọc và ngang bố trí dới đáy ụ.
Hệ thống tờng cừ phía dới tờng góc bản chống có nhiệm vụ chống thấm nớc.
Cần trục trên đỉnh ụ đợc bố trí nh sau:
Hai cần trục cổng K40 hai bên tờng ụ có một chân đặt trực tiếp trên tờng ụ,
một chân đặt ngoài phạm vi ụ và đợc bố trí trên nền cọc.
Một cần trục cầu công xôn có khoảng cách giữa hai chân L = 44m chạy trên
đỉnh ụ.
Hệ thống máy bơm đợc bố trí phía đầu ụ bao gồm:
Bơm thoát nớc khi tàu vào ụ.
Bơm thoát nớc đọng và nớc ngấm vào trong ụ.
Hệ thống neo, hào công nghệ bố trí ngay trên đỉnh ụ.
2.4.
Giả định vật liệu các cấu kiện chính
- Bản đáy:
Bê tông thủy công mác 400, lớp bảo vệ 5cm.
Thép cán nóng thờng loại AII.
- Tờng góc bản chống:
Bê tông thủy công mác 400, lớp bảo vệ 5cm.
Thép cán nóng thờng loại AII.
9
Bộ môn Cảng-Đờng thuỷ
Đồ án Xởng đóng tàu
- Lớp đệm:
Dày 2m, bằng đá đổ (15ữ100kg/viên) có tầng lọc ngợc bằng đá dăm hoặc sỏi
(7ữ10cm).
- Lăng thể đá giảm tải:
Bằng đá hộc (15ữ100kg/viên) có tầng lọc ngợc bằng đá dăm hoặc sỏi
(7ữ10cm).
- Lớp cát đắp sau tờng đứng:
Bằng cát thô có = 300 ; = 1,8 T/m3.
- Cừ chống thấm Larsen V dài 10m.
- ống thoát nớc bằng nhựa PVC, đờng kính 10cm.
Các kích thớc cơ bản và kết cấu ụ tàu thể hiện trên hình 3,4,5.
chơng 3
3.1.
xác định các tải trọng
Tải trọng bản thân các cấu kiện
- Trọng lợng một tờng góc bản chống lắp ghép bao gồm trọng lợng tờng mặt, bản đáy
và bản chống:
G = G tm + bđ + Gbc
= 2.5ì4ì[3ì1.5 + (1.5+2.5)/2 ì 6.9 + 1.7 ì 7] + 2.5ì0.5ì(1.5+4)/2 ì 6.9
325.72(t)
- Trọng lợng bản đáy tính theo lực phân bố:
q1 = b ì h1 ì1m = 2.5 ì 1.0 ì 1.5 = 3.75 (t/m2)
(khi tính toán, cắt theo chiều dọc ụ những đoạn 1m thì q = 2.5 t/m)
q2 = b ì h2 ì1m = 2.5 ì 3 ì 1 = 7.5 (t/m2)
10
Bộ môn Cảng-Đờng thuỷ
3.2.
Đồ án Xởng đóng tàu
áp lực đất lên tờng góc bản chống
- áp lực đất chủ động đợc tính nh sau:
Giả thiết mặt phá hoại là mặt phẳng, nghiêng với phơng đứng một góc = 450- /2.
Trong đó, là góc ma sát trong của lớp đất tơng ứng với các khoảng tính áp lực.
Khi đó, công thức chung tính áp lực chủ động nh sau:
đtc = (q + h) a
với a = tg2 là hệ số áp lực chủ động, q = 2 t/m2 là hoạt tải trên mặt bằng
* Tại CTđỉnh ụ:
a = tg2(450-cát /2) = tg2(450 - 300/2) = 0.333
1= 2 ì 0.333 = 0.67 (t/m2)
* Từ CTđỉnh ụ đến MNN:
= cát lấp = 1.8 t/m3
h1 = 7.20 - 6.20 = 1(m)
a = tg2(450-cát /2) = tg2(450 - 300/2) = 0.333
2 = (2+1.8 ì 1) ì 0.333 = 1.27 (t/m2)
* Từ MNN đến lăng thể đá giảm tải :
= đncát = 0.8 t/m3
h2 = 0.5m
a = tg2(450-cát /2) = tg2(450 - 300/2) = 0.333
3 = (2+1.8ì1 + 0.8ì0.5) ì0.333 = 1.40(t/m2)
* Từ lăng thể đá giảm tải đến đáy ụ:
= đnđá = 1.2 t/m3
11
Bộ môn Cảng-Đờng thuỷ
Đồ án Xởng đóng tàu
h3 = 6.9m
a = tg2(450-đá/2) = tg2(450 - 450/2) = 0,172
'3 = (2+1.8ì1 + 0.8ì0.5) ì0.172 = 0.73(t/m2)
4 = (2+1.8ì1 + 0.8ì0.5 + 1.2ì6.9) ì0.172 = 2.15(t/m2)
3.3.
áp lực thủy tĩnh bên trong buồng ụ
1 = 0
2 = n. h = 1ì (6.2 + 1.2) = 7.4(t/m2)
3.4.
áp lực nớc ngầm bên ngoài tờng ụ
1 = 0
2 = n. h = 1ì (6.2 + 1.2) = 7.4(t/m2)
3.5.
Tải trọng do tàu
- Trọng lợng hạ thủy của tàu:
Q = 25% Wt = 0.25 ì 10000 = 2500 (t)
- Từ sơ đồ phân bố tải trọng theo phơng ngang (hình 7) ta đợc các giá trị nh sau:
Ps = 2/3 (m1 + m2) = 2/3 (23.3+11.65) = 23.3 (t)
Pl = 1/4 (m1 + m2) = 1/4 (23.3+11.65) = 8.74 (t)
12
Bộ môn Cảng-Đờng thuỷ
40%Q
29%Q
m1
31%Q
m1
a)
Đồ án Xởng đóng tàu
Lt/3
Lt/3
Lt/3
14.5%Q
m2
20%Q
m2
15.5%Q
m2
1.25 m2
b)
0.075 Lt
0.075 Lt
Lt/3
Lt/3
Lt/3
Hình 6 - Phân bố trọng lợng tàu theo phơng dọc
a) Phân bố trọng lợng tàu
2/3 (m1+m2)
1/4 (m1+m2)
1/4 (m1+m2)
(0.85 - 0.95) Bt
Hình 7 - Phân bố trọng lợng tàu theo phơng ngang
Các sơ đồ tải trọng và các tổ hợp tải trọng đợc thể hiện ở bảng 1 và bảng 2.
13
Bộ môn Cảng-Đờng thuỷ
Đồ án Xởng đóng tàu
Bảng 1- Các trờng hợp tải trọng
Dạng tải trọng
1
Tải trọng bản thân
các cấu kiện
Sơ đồ tải trọng
1m
Stt
áp lực đất lên tờng
góc bản chống
0.67
1.27
1.40
0.73
6.9m
2
0.5m
MNN
2.15
3
áp lực thủy tĩnh bên
trong buồng ụ
MNN
4
áp lực nớc ngầm bên
ngoài tờng ụ
7.40
14
Bộ môn Cảng-Đờng thuỷ
5
Đồ án Xởng đóng tàu
Tải trọng do tàu
Bảng 2- Các tổ hợp tải trọng cơ bản khi tính ụ
Stt
Dạng tổ hợp
1
Trờng hợp buồng ụ đầy
nớc đến cao trình
MNCTK
2
Cửa ụ đợc đóng kín, nớc
đợc bơm ra khỏi buồng
ụ, trọng lợng tàu sửa
chữa đợc truyền qua các
đệm
Sơ đồ tổ hợp tải trọng
15
Bộ môn Cảng-Đờng thuỷ
Đồ án Xởng đóng tàu
3
Trờng hợp sửa chữa ụ,
trong ụ không có tàu
4
Trờng hợp ụ đang đợc
xây dựng
chơng 4
tính toán kết cấu buồng ụ
16
Bộ môn Cảng-Đờng thuỷ
Đồ án Xởng đóng tàu
Kết cấu buồng ụ đợc tính toán theo tổ hợp tải trọng thứ hai (tàu đang đợc sửa chữa
trong buồng ụ)
4.1.
Tính toán nội lực phần bản đáy dới đệm lờn tàu
* Nội lực trong bản đáy đợc tính theo sơ đồ bản dầm trên nền đàn hồi, áp dụng bài
toán biến dạng phẳng theo phơng pháp của B.N. Jêmôskin.
* Tải trọng tác dụng lên bản đáy (hình 10a):
Cắt 1m theo phơng dọc ụ để tính toán.
- Tải trọng bản thân của bản đáy đợc xem nh lực phân bố có cờng độ:
q = 2.5 t/m
- Lực tác dụng của trọng lợng tàu truyền qua đệm lờn tàu xem nh lực tập trung có
cờng độ:
P = 15.63 t
Giải bài toán dầm trên nền đàn hồi theo phơng pháp của B.N. Jêmoskin:
<1> Lập sơ đồ tính:
- Xét 1m theo chiều dài của buồng ụ. Khi đó bản đáy đợc tính toán nh bản dầm trên
nền đàn hồi tính theo bài toán phẳng.
- Chia dầm thành 5 đoạn cách đều nhau những khoảng c = 2.3m và coi trên mỗi
đoạn, phản lực đất phân bố đều.
- Giả thiết giữa dầm và nền đàn hồi có đặt các thanh liên kết, cách đều nhau những
khoảng = c (hình 10b). Có 5 liên kết thanh nh vậy.
- Các số liệu tính toán nh sau:
+ Mô đun biến dạng của nền: tính cho lớp đất thứ hai có
E0 = 150 kG/cm2 = 1500 t/m2
+ Mô đun đàn hồi của bản dầm E = 2,1.106 t/m2
+ Hệ số Poatxông của nền à0 = 0,05 (đất sét pha)
+ Hệ số Poatxông của dầm à = 0,167 (dầm bê tông)
17
Bộ môn Cảng-Đờng thuỷ
Đồ án Xởng đóng tàu
3
3
+ Mô men quán tính của tiết diện dầm: J = b.h = 1x1.0 = 0.0833(m 4 )
12
+ Độ cứng dầm: D =
12
EJ
2,1.10 6.0,0833
=
= 180020.6(tm 2 )
1- à 2
1 - 0,167 2
<2> Lập hệ cơ bản và phơng trình chính tắc cho bài toán
- Hệ cơ bản: Loại bỏ các liên kết thanh, thay thế vào đó là các phản lực Xi , đặt
ngàm vào đầu dầm và giải bài toán theo phơng pháp hỗn hợp (hình 10c).
- Phơng trình chính tắc của hệ cơ bản nh sau:
X111 + X212 + .... + X515 + y0 + a10 + 1P
=0
(1)
X121 + X222 + .... + X525 + y0 + a20 + 2P
....
=0
(2)
X151 + X252 + .... + X555 + y0 + a100 + 5P
=0
(5)
X1 + X2 + .... + X5 - P
=0
(6)
X1a1 + X2a2 + .... + X5a5 - MP
= 0 (7)
trong đó:
+ phơng trình thứ k với k = 1,2,....5 biểu thị chuyển vị tổng cộng theo phơng của
lực Xk = 0.
+ phơng trình 6 biểu thị hình chiếu của tất cả các lực lên phơng đứng = 0.
+ phơng trình 7 biểu thị tổng mô men tất cả các lực tại ngàm = 0.
+ Xk : phản lực tại vị trí k.
ki
: chuyển vị đơn vị theo phơng Xk do Xi = 1 gây nên.
kP : chuyển vị đơn vị theo phơng Xk do tải trọng ngoài gây ra.
y0 : chuyển vị tại điểm đặt ngàm.
0
ak
: góc xoay tại điểm đặt ngàm.
: khoảng cách từ điểm k tới vị trí đặt ngàm.
P : tổng tải trọng ngoài tác dụng theo phơng đứng.
18
Bộ môn Cảng-Đờng thuỷ
Đồ án Xởng đóng tàu
MP : tổng mô men do tải trọng ngoài tác dụng tại ngàm.
+ Quy ớc dấu nh sau:
Xi là dơng nếu hớng lên trên.
y0 là dơng nếu hớng lên trên.
0 là dơng nếu quay ngợc chiều kim đồng hồ.
P là dơng nếu hớng lên trên.
M là dơng nếu quay ngợc chiều kim đồng hồ.
<3> Xác định các hệ số ki của các phơng trình:
Công thức xác định ki : ki = Fki + ki
trong đó:
+ là hệ số hằng số đối với dầm đã cho, đợc xác định theo công thức:
=
E 0 c 3
6D(1 - à 0 )
2
=
3.14x1500x 2.33
= 0.053
6x884441.18x(1 - 0.05 2 )
+ Fki là hàm số phụ thuộc tỷ số x/c với x là khoảng cách từ điểm đặt tải trọng đến
điểm tính lún. Hàm Fki biểu thị độ lún đơn vị của nền.
+ ki là hàm số phụ thuộc tỷ số ak/c và ai/c, là khoảng cách từ điểm k và i đến vị trí
đặt ngàm. Hàm ki biểu thị độ võng đơn vị của dầm.
+ Fki và ki đợc tra theo bảng I và IV (trang 258 và 262 cuốn Các phơng pháp thực
hành tính dầm và bản móng trên nền đàn hồi Giáo s B.N. Jêmôskin; Giáo s A.P.
Xinhitxn Hồ Anh Tuấn và Hồ Quang Diệu dịch).
+ Kết quả tính ki nh ở bảng 3.
<4> Xác định các số hạng tự do kP của các phơng trình:
+ Để tính toán một cách thuân tiện, ta tính với 2 sơ đồ tải:
Sơ đồ 1: lực phân bố với q = 1t/m
Sơ đồ 2: lực tập trung với P = 1t
+ kP đợc tính nh sau: kP = kP
19
Bộ môn Cảng-Đờng thuỷ
Đồ án Xởng đóng tàu
Với sơ đồ tải 1 (hình 8):
kq = (Mk)(Mq) = 1/2 x ai2 x(l - ai/3)2/2 = 1/4 x ai2 x(l - ai/3)2
Kết quả tính toán thể hiện ở bảng 4.
Với sơ đồ tải 2 (hình 9):
1P = (M1)(MP) = 1/2 x a12 x(2.5 - a1/3)
iP = (Mi)(MP) = 1/2 x 2.52 x(ai - 2.5/3) với i 1
Kết quả tính toán thể hiện ở bảng 5.
q = 1t/m
Xi = 1
ai
l
2
(l-ai/3) /2
(Mq)
ai/3
ai
(Mk)
ai
Hình 8 - Sơ đồ tính kq
20
Bộ môn Cảng-Đờng thuỷ
Đồ án Xởng đóng tàu
q = 1t/m
Xi = 1
2.5m
ai
l
2.5
(Mq)
2.5
ai
(Mi)
ai
Hình 9 - Sơ đồ tính kP
21
Bảng 3- Kết quả tính toán ki
ki
Fki
Bảng 4- Kết quả tính toán kP
(sơ đồ tải trọng 1)
ki
ki
11
2
3
4
5
0
-3.296
-4.751
-5.574
-6.154
0.25
1
1.75
2.5
3.25
0.0133
-3.2430
-4.6583
-5.4415
-5.9818
Kq
ai
kP
1q
1.15
-2.1655
2q
3.45
-16.8941
3q
5.75
-40.2332
22
3
4
5
0
-3.296
-4.751
-5.574
6.75
13.5
20.25
27
0.3578
-2.5805
-3.6778
-4.1430
4q
8.05
-66.7447
5q
10.35
-91.9789
33
4
5
0
-3.296
-4.751
31.25
50
68.75
1.6563
-0.6460
-1.1073
44
5
0
-3.296
85.75
122.5
4.5448
3.1965
0 182.25
9.6593
55
Bảng 5- Kết quả tính toán kP
(sơ đồ tải trọng 2)
Kq
ai
kP
1p
2p
3p
4p
5p
1.15
3.45
5.75
8.05
10.35
-0.0742
-0.4334
-0.8143
-1.1953
-1.5762
<5> 8.05-1.19535p10.35-1.5762 lực nền
Bảng các phơng trình nh sau:
Bảng 6- Bảng các phơng trình tìm Xi
pt
X1
X2
X3
X4
X5
y0
0
1
2
3
4
5
6
7
0.0133
-3.2430
-4.6583
-5.4415
-5.9818
1
1.15
-3.2430
0.3578
-2.5805
-3.6778
-4.1430
1
3.45
-4.6583
-2.5805
1.6563
-0.6460
-1.1073
1
5.75
-5.4415
-3.6778
-0.6460
4.5448
3.1965
1
8.05
-5.9818
-4.1430
-1.1073
3.1965
9.6593
1
10.35
1
1
1
1
1
0
0
1.15
3.45
5.75
8.05
10.35
0
0
Số hạng tự do
Sơ đồ 1
Sơ đồ 2
2.1655
0.0742
16.8941
0.4334
40.2332
0.8143
66.7447
1.1953
91.9789
1.5762
11.5
1
66.125
2.5
Kết quả giải hệ phơng trình thể hiện ở bảng 7
Bảng 7- Kết quả giải hệ phơng trình
Sơ đồ tải trọng
1
2
X1
3.65178
0.60151
X2
1.17105
0.21979
X3
1.47111
0.13777
X4
1.93752
0.0721
X5
3.26854
-0.03117
Kết quả tổng hợp
Đa về lực phân bố q=Xi/c
18.53
8.06
6.36
2.77
5.83
2.54
5.97
2.60
7.68
3.34
<6> Xác định nội lực trong bản đáy:
Bộ môn Cảng-Đờng thuỷ
Đồ án Xởng đóng tàu
Từ biểu đồ áp lực đất ta xác định đợc mô men uốn và lực cắt tác dụng lên bản
đáy (hình 10e,f)
Mô men lớn nhất trong bản đáy: M = 17.27 tm
Lực cắt lớn nhất trong bản đáy : Q = 12.84 t
P = 15.63 t
q = 2.5 t/m
a)
2.5m
11.5m
b)
1.15m 2.3m
c)
2.3m
X1
2.3m
X2
2.3m 1.15m
X3
X4
X5
P = 15.63 t
q = 2.5 t/m
d)
2.77 t/m
2.54 t/m
2.60 t/m
3.34 t/m
8.06 t/m
e)
6.93
2.22
M
tm
12.01
14.71
17.27
12.78
12.84
f)
2.79
2.25
2.16
1.93
Q
t
Hình 10 - Tính toán bản đáy trên nền đàn hồi
4.2.
Tính toán nội lực phần dầm đáy dới đệm sống tàu
* Nội lực trong dầm đáy dới đệm sống tàu đợc tính theo sơ đồ bản dầm trên nền
đàn hồi, áp dụng bài toán nửa không gian đàn hồi theo phơng pháp của
B.N. Jêmôskin.
* Cách giải bài toán hoàn toàn tơng tự nh trên
* Tải trọng tác dụng lên bản đáy chỉ tính lực do tàu truyền xuống(hình 11a):
Lực tác dụng của trọng lợng tàu truyền qua đệm sống tàu xem nh lực phân bố có
cờng độ : q = PS/1.5m = 41.67/1.5 = 27.78 (t/m)
* Lập sơ đồ tính:
23
Bộ môn Cảng-Đờng thuỷ
Đồ án Xởng đóng tàu
- Xét dầm có kích thớc 3m x 2.5m x 35m. Khi đó dầm đợc tính toán theo bài toán
nửa không gian đàn hồi, b/c = 3/1.5 = 2
- Chia dầm thành 11 đoạn có c = 1.5m (hình 11b)
- Các số liệu tính toán nh sau:
3
3
+ Mô men quán tính của tiết diện dầm: J = b.h = 3x2.5 = 3.90625m 4 )
12
+ Độ cứng dầm: D =
12
EJ
2,1.10 6.3,90625
=
= 8438465.36(tm 2 )
2
2
1- à
1 - 0,167
* Hệ cơ bản và phơng trình chính tắc cho bài toán
- Hệ cơ bản: Loại bỏ các liên kết thanh, thay thế vào đó là các phản lực Xi , sử
dụng tính đối xứng của hệ, đặt ngàm ở giữa dầm và giải bài toán theo phơng pháp
hỗn hợp (hình 11c).
- Phơng trình chính tắc của hệ cơ bản nh sau:
X000 + X101 +.... + X110,11 + y0
=0
(1)
X010 + X111 + .... + X111,11 + y0 + 1q
....
=0
(2)
X1111,0 + X111,1 + .... + X1111,11 + y0 + 11q
=0
(12)
X0 + X1 + .... + X11 - P
=0
(13)
* Xác định các hệ số ki của các phơng trình:
ki = Fki + ki
=
E 0 c 4
6D(1 - à 0 )
2
=
3.14x1500x1.5 4
= 0.000472
6x14581668.14x(1 - 0.05 2 )
+ Fki đợc tính cho những lực ở cả hai bên ngàm
+ ki đợc tính với những lực ở một bên ngàm
* Xác định các số hạng tự do kP của các phơng trình:
+ Ta tính với sơ đồ đặt tải có q= 1t/m
Ta có bảng các hệ số của phơng trình và kết quả khi giải phơng trình nh sau:
Bảng 8- Bảng các hệ số phơng trình tìm Xi
Phát
triển
1
2
3
4
5
6
7
8
X0
5.9310
1.9670
0.9950
0.6650
0.5000
0.3990
0.3330
0.2860
X1
X2
X3
X4
X5
X6
X7
X8
X9
X10
X11
y0
Sh tự do
1.9670
3.4639
1.3184
0.7513
0.5372
0.4231
0.3505
0.3009
0.9950
1.3184
3.2231
1.1962
0.6829
0.5000
0.4052
0.3464
0.6650
0.7513
1.1962
3.1575
1.1647
0.6735
0.5072
0.4265
0.5000
0.5372
0.6829
1.1647
3.1509
1.1776
0.7032
0.5519
0.3990
0.4231
0.5000
0.6735
1.1776
3.1835
1.2279
0.7693
0.3330
0.3505
0.4052
0.5072
0.7032
1.2279
3.2524
1.3154
0.2860
0.3009
0.3464
0.4265
0.5519
0.7693
1.3154
3.3603
0.2500
0.2649
0.3080
0.3797
0.4840
0.6337
0.8744
1.4437
0.2220
0.2373
0.2812
0.3515
0.4502
0.5806
0.7563
1.0231
0.2000
0.2157
0.2609
0.3347
0.4339
0.5615
0.7208
0.9234
0.1820
0.1981
0.2465
0.3234
0.4290
0.5599
0.7173
0.9073
1
1
1
1
1
1
1
1
0.0000
0.1500
0.5654
1.1962
1.9958
2.9204
3.9297
4.9863
24
Bộ môn Cảng-Đờng thuỷ
9
10
11
12
13
0.2500
0.2220
0.2000
0.1820
1
0.2649
0.2373
0.2157
0.1981
1
0.3080
0.2812
0.2609
0.2465
1
0.3797
0.3515
0.3347
0.3234
1
Đồ án Xởng đóng tàu
0.4840
0.4502
0.4339
0.4290
1
0.6337
0.5806
0.5615
0.5599
1
0.8744
0.7563
0.7208
0.7173
1
1.4437
1.0231
0.9234
0.9073
1
3.5118
1.6165
1.2181
1.1407
1
1.6165
3.7097
1.8394
1.4651
1
1.2181
1.8394
3.9595
2.1161
1
1.1407
1.4651
2.1161
4.2650
1
1
1
1
1
0
6.0558
7.1072
8.1123
9.0463
17.5
Bảng 9- Bảng kết quả tính Xi đối với dầm đáy
Sơ đồ
X1
X2
X3
X4
X5
X6
X7
X8
X9
X10
X11
q=1t/m
1.37272
X0
1.37653
1.38503
1.39847
1.41446
1.43353
1.45539
1.47911
1.50888
1.55125
1.61500
2.19599
KQ
(q=27.78t/m)
q=KQ/c
38.134
38.240
38.476
38.849
39.294
39.823
40.431
41.090
41.917
43.094
44.865
61.005
25.42
25.49
25.65
25.90
26.20
26.55
26.95
27.39
27.94
28.73
29.91
34.86
* Xác định nội lực trong dầm:
Từ biểu đồ áp lực đất ta xác định đợc mô men uốn và lực cắt tác dụng lên dầm
(hình 11e,f)
Mô men lớn nhất trong dầm: M = 202.53 tm
Lực cắt lớn nhất trong dầm : Q = 17.25 t
25
