Giáo Trình Kết Cấu Tàu – KS. Phan Sơn Hải

KS. PHAN SƠN HẢI

KẾT CẤU TÀU
(Dùng cho ngành ĐIỀU KHIỂN TÀU BIỂN)

ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – NĂM 2007

Ch¬ng,môc
Ch¬ng 1
1.1
1.2
1.3

MUC LUC
Tªn ch¬ng,môc
Môc lôc

KÕt cÊu th©n tµu
S¬ ®å chung vÒ kÕt cÊu
Ph©n chia thÓ tÝch bªn trong th©n tµu thµnh c¸c khoang
T«n vá bao vµ c¸c c¬caaus th©n tµu

Trang sè
1
2
2
3
5


1.4

1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
1.10
1.11
Chơng 2
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5

Các hệ thống thân tàu
Khái niệm về sức bền thân tàu
Kết cấu dàn đáy
Kết cấu dàn mạn
Kết cấu dàn boong
Kết cấu dàn vách kín nớc
Kết cấu vùng mút mũi và mút đuôi
Kết cấu thợng tầng
Thiết bị tàu
Thiết bị neo
Thiết bị buộc tàu
Thiết bị lái
Thiết bị hàng hóa
Thiết bị cứu sinh

7

9
12
17
20
22
24
28
30
30
40
45
56
59
72

Tài liệu tham khảo

Chơng 1.

Kết cấu thân tàu

1.1. Sơ đồ chung kết cấu thân tàu
Trong kết cấu thân tàu ngời ta coi tàu thủy là công trình nổi có hai thành phần:
Thân tàu.
Thợng tầng và lầu .

1.1.1. Thân tàu

Thân tàu đợc đánh giá là thành phần chính của tàu gồm có hai bộ phận kết cấu.
*Vỏ bao tàu

Gồm các tấm tôn đợc nối ghép với nhau bằng phơng pháp (tán đinh, hàn) tạo thành
một lớp vỏ mỏng và phải kín nớc bao xung quanh thân tàu.

* Các cơ cấu thân tàu

Gồm các thanh thép hình (L, T, U, I) đợc nối ghép với nhau, đặt vuông góc với
nhau tạo thành một bộ khung xơng dùng để gia cờng cho vỏ bao tàu.
2


1.1.2. Thợng tầng và lầu

Thợng tầng là phần kiến trúc trên boong mạn khô hoặc boong che chở kéo từ mạn
này sang mạn kia. Khoảng không gian dới boong che chở và boong nâng cũng đợc gọi
là thợng tầng. Theo chiều dài tàu tính từ mũi, có thể phân biệt: thợng tầng mũi, thợng
tầng lái, thợng tầng giữa.
Phần dung tích của thợng tầng dùng để bố trí các phòng cho thuyền viên và hành
khách (đối với tàu khách). Bố trí các phòng sinh hoạt: phòng ăn, nhà bếp, kho dự trữ,
thực phẩm, phòng vệ sinh, câu lạc bộ, v.v. ở tàu hàng, thợng tầng còn dùng để xếp hàng
hóa và có thể coi là một khoang hàng.
*Tác dụng của thợng tầng:
-Làm tăng tính hàng hải của tàu, tăng độ an toàn cho tàu, giảm mạn khô tối thiểu
của tàu.
-Che đợc các miệng hầm hàng sau nó, bao quanh buồng máy, cửa trong tàu và bảo
vệ chúng trớc sóng lớn.
Thợng tầng đợc áp dụng rộng rãi
Lầu
và dới nhiều dạng khác nhau theo yêu
b<4 %B
cầu khai thác.

Lầu đợc xác định từ yêu cầu về
diện tích của các loại buồng: buồng ở,
buồng công tác, buồng sinh hoạt công
Thợng tầng
cộng, v.v. ở tàu hàng, lầu thờng đợc
bố trí trên buồng máy, đôi khi ở
khoang đuôi để bố trí buồng ở cho
thuyền viên và che khoang máy lái.
Trên các tàu lớn có thể bố trí lầu ở
riêng phần mũi để dễ dàng quan sát.
Chiều dài lầu đợc giới hạn tối
Hình 1.1. Thợng tầng và lầu
thiểu để có diện tích mặt boong lớn
nhất ở vùng khoang hàng, do vậy làm
lầu nhiều tầng. Số tầng lầu sao cho từ
lầu lái có thể quan sát dễ dàng trong
khoảng không gian gần nhất trớc mũi tàu.
Ngời ta so sánh chiều rộng của thợng tầng và lầu với chiều rộng của tàu (B). Tại vị
trí đó:
Nếu b 4%B thì cấu trúc đó gọi là thợng tầng.
Nếu b > 4%B thì kiến trúc đó gọi là lầu.

1.1.3. Dung tích tàu
* Định nghĩa

Dung tích đăng ký là một đại lợng để đánh giá dung tích của tàu và đợc biểu diễn
bằng tấn đăng ký (TR).
1 TR = 100 ft3 2,83 m3

* Phân loại

Dung tích đăng ký đợc chia thành 2 loại:
Tổng dung tích (GRT) nó biểu diễn dung tích toàn bộ của tàu, dùng làm cơ sở tính
giá thành đóng tàu, giá mua bán tàu, thuê tàu, tính các chi phí nh: hoa tiêu, cầu bến,
qua kênh đào.
Dung tích tinh (NRT): là phần dung dung tích của tàu để chở hàng.

1.2. Phân chia thể tích bên trong thân tàu thành các khoang khoang
1.2.1. Phân khoang theo chiều dài tàu

Để đảm bảo tính chống chìm cho tàu, thể tích bên trong thân tàu sẽ đợc ngăn ra
thành nhiều khoang (yêu cầu các khoang phải kín nớc) theo chiều dài tàu bằng các
vách ngang kín nớc.
Việc phân khoang nhằm mục đích:
-Cách ly các khoang có những công dụng khác nhau.
3


-Đảm bảo sức bền ngang và sức bền dọc thân tàu.
-Đảm bảo tính chống chìm cho tàu.
-Đề phòng nguy hiểm hỏa hoạn lan tràn toàn tàu khi một khoang bị cháy.

* Số vách ngang tối thiểu

Mỗi loại tàu có những yêu cầu phân khoang khác nhau. Tuy nhiên chúng phải đảm
bảo số vách ngang tối thiểu theo quy phạm của Đăng kiểm các nớc, tàu có L 65 ữ 85
m, chạy bằng động cơ, phải có tối thiểu 4 vách ngang. Khi chiều dài của tàu tăng thêm
20 m thì phải có thêm 1 vách ngang. Số vách ngang tối thiểu gồm: vách mũi, vách lái,
vách trớc và vách sau khoang máy, vách phân khoang hàng.
Số lợng và chiều dài khoang không nhất thiết phải bằng nhau. Thờng chủ tàu yêu

cầu khoang hàng có dung tích bằng nhau để thao tác xếp dỡ hàng đối với các khoang
đều nhau và dễ dàng. Nhng cũng có trờng hợp chủ tàu phải chở hàng có kích thớc lớn
do đó chiều dài khoang phải lớn. Vách ngang khoang mũi phải đợc kéo lên tới boong
nâng mũi.

* Chiều dài khoang mũi và lái

Vách mũi phải nằm cách đờng thẳng góc mũi là 0,05L. Mặt khác theo công ớc
Quốc tế 1960, khoảng cách này không nên vợt quá: 0,05L + 3,05 m. Đối với tàu hệ số
béo thân tàu nhỏ ( = 0,67) thì vách mũi nên đặt cách đờng vuông góc mũi 0,07L. Trờng hợp buồng máy bố trí ở đuôi, để có độ nghiêng dọc thích hợp khi tàu chạy ở trạng
thái dằn thì chiều dài khoang mũi có thể đến 0,1.L tính từ đờng thẳng góc mũi.
Chiều dài khoang đuôi phụ thuộc kết cấu vùng đuôi, chiều dài đờng trục. Khoảng
cách của vách lái đến đờng vuông góc đuôi bằng 0,04L đối với tàu có hệ số béo thân
tàu lớn, bằng 0,07L đối với tàu có hệ số béo thân tàu nhỏ và tàu nhỏ.

* Khoang máy

Chiều dài khoang máy phụ thuộc công suất máy chính, vị trí buồng máy theo chiều
dài tàu, loại buồng máy.
Ngoài ra kích thớc chủ yếu của tàu nh chiều rộng B và hệ số béo thân tàu cũng
ảnh hởng chiều dài khoang máy.

*. Chiều dài và vị trí các khoang hàng

Chiều dài khoang hàng và cách
Vách khoang hàng Vách mũi
phân khoang ở tàu hàng có buồng
máy ở giữa tàu và số vách ngang:
Khi: 65 m L < 85 m, bố trí 4
vách ngang, 2 khoang hàng.

Khi: 85 m L <105 m, bố trí 5
vách ngang, 3 khoang hàng.
Khi: 105 m L <125 m, bố trí 6
Vách lái Vách khoang máy
vách ngang, 4 khoang hàng.
Hình 1.2. Phân khoang theo chiều dài tàu
Khi: 125 m L <145 m, bố trí 7
vách ngang, 5 khoang hàng.

1.2.2. Phân khoang theo chiều rộng tàu

Phân khoang theo chiều rộng của tàu đợc thực hiện bởi các vách dọc.
ở tàu hàng khô, vách dọc thờng là vách không kín nớc đặt ở mặt phẳng dọc tâm
tàu, chia thành 2 phần ở các đoạn ngoài miệng hầm
hàng. Vách dọc nhằm chống boong thay cho cột
chống và hạn chế sự xô dạt hàng hóa khi tàu bị lắc
ngang, nhất là trờng hợp tàu chở hàng hạt.
Trên tàu dầu, ở vùng khoang hàng, ngoài các
vách ngang kín dầu còn có các vách dọc. Phụ thuộc
kích thớc chủ yếu của tàu, tàu dầu có thể có (1 ữ 3)
vách dọc theo chiều dài khoang hàng nhằm đảm bảo
sức bền dọc tàu.
Hình 1.3. Phân khoang theo
chiều rộng của tàu
4


Tàu hàng rời cũng có các vách dọc nhằm đảm bảo sức bền dọc tàu và các tính năng
khác của tàu.

1.2.3. Phân chia theo chiều cao tàu

Phân chia theo chiều cao tàu bởi các tầng boong và đáy đôi.

* Đáy đôi
Tàu biển với chiều dài L 50 m phải có đáy đôi, nhằm chứa nhiên liệu và nớc dằn,
đáy đôi bảo vệ tàu khi va chạm đáy vào đá hoặc vào các vật khác. Đối với tàu dầu còn
để chống ô nhiễm biển do dầu bị tràn ra ngoài khi tàu bị thủng ở đáy ngoài. Nếu có
thể, đáy đôi phải chạy liên tục suốt chiều dài tàu từ vách mũi tới vách lái.
Đáy đôi đợc chia thành nhiều két với mục đích sử dụng khác nhau. Sống chính đáy
đôi chia các két ở mặt phẳng tâm tàu. ở mặt cắt ngang các két đợc phân chia bằng các
đà ngang kín nớc hay kín dầu.
Mỗi loại nhiên liệu dự trữ nên bố trí ở hai két ở vị trí khác nhau, trong trờng hợp
một két bị thủng ở đáy đôi thì nhiên liệu dự trữ vẫn còn ở két kia. Nhiên liệu dự trữ và
nớc ngọt nên ở gần buồng máy để tiết kiệm chiều dài đờng ống dẫn. Két dầu đợc cách
ly với két nớc ngọt ít nhất một khoảng sờn thực để tránh dầu bị ngấm sang khoang
chứa nớc.

* Các tầng boong

Đối với tàu chở hàng bách hóa có chiều cao hầm hàng lớn có thể đợc bố trí từ (1 ữ
4) boong với mục đích để phân chia hàng thành nhiều tầng, để giảm áp lực của hàng,
tránh bị h hỏng hàng nhất là hàng dễ vỡ đồng thời đảm bảo độ bền chung và cục bộ
cho thân tàu và đợc phân biệt nh sau:
Boong chính: là boong nằm ở phía trên cùng của thân tàu kéo dài liên tục hết chiều
dài tàu có tác dụng để đảm bảo kín nớc cho thể tích bên trong thân tàu. Boong chính có
độ cong dọc và cong ngang boong với mục đích hạn chế nớc hắt lên mặt boong và có
khả năng tự thoát nớc sang hai bên mạn, tăng độ bền cho thân tàu.
Boong phụ: là các boong nằm ở phía dới boong chính, không kéo dài hết chiều dài
tàu, không cần kín nớc, không có độ cong dọc và cong ngang boong, đợc bố trí sao cho

khoảng cách từ boong phụ thấp nhất tới đáy trên 4 ữ 6(m). Khoảng cách giữa các
boong còn lại (2,45 ữ 3,65) m.
Chú ý: đối với tàu có nhiều boong kể cả các
Boong chính
Boong phụ
boong ở phía trên thợng tầng của tàu chở khách để
phân biệt ngời ta thờng đánh số thứ tự theo vần chữ
cái A, B, C... hoặc theo chữ số La mã I, II, v.v. từ
trên xuống dới.
ở tàu hàng rời không nhất thiết phải phân
khoang bằng các boong vì nh vậy việc bốc xếp Hình 1.4. Phân khoang
theo
Đáy trên
hàng sẽ gặp khó khăn.
chiều cao tàu

1.3. Tôn vỏ bao và các cơ cấu thân tàu
1.3.1. Tôn vỏ bao

Tôn vỏ bao gồm các tấm tôn đợc nối ghép với nhau tạo thành các dải tôn bao xung
quanh thân tàu, thợng tầng và lầu.
Tùy theo vị trí mà kích thớc của các dải tôn sẽ khác nhau để sao cho phù hợp với
hình dáng, điều kiện công nghệ và khả năng chịu tác dụng tại vị trí đó.

5


Tôn vỏ bao tạo nên màng mỏng kín nớc (tôn đáy, tôn mạn, tôn boong) đảm bảo sự
nổi của con tàu, tạo diện tích bố trí hàng hóa, bố trí phòng làm việc trên tàu

Hình 1.5. Bản vẽ rải tôn

1.3.2. Các cơ cấu thân tàu

Là bộ khung xơng dùng để gia cờng cho vỏ bao tàu. Nó đợc cấu tạo từ các thanh
thép hình (L, T, U, I) đợc nối ghép với nhau đặt vuông góc với nhau và hàn vỏ bao tàu.
Dựa theo chiều đặt của các cơ cấu dàn tàu mà ngời ta chia làm 2 loại: cơ cấu ngang
và cơ cấu dọc.

* Cơ cấu ngang

Cơ cấu ngang là các cơ cấu đặt theo chiều ngang tàu. Tùy theo vị trí mà đợc quy ớc
và gọi tên nh sau:
Cơ cấu gia cờng cho boong: xà ngang boong thờng, xà ngang boong khỏe, xà ngang boong cụt.
Cơ cấu gia cờng cho đáy: đà ngang thờng, đà
ngang giảm nhẹ, đà ngang đầy, đà ngang kín nớc.
Cơ cấu gia cờng cho mạn: sờn thờng, sờn đồng
loại, sờn khỏe.
Bản thành
Các cơ cấu tạo thành một khung đợc gọi là
khung sờn. Dọc theo chiều dài tàu có rất nhiều
khung sờn, có số lợng phụ thuộc vào chiều dài của
tàu. Khoảng cách 2 khung sờn gọi là khoảng sờn.
Đối với kết cấu hệ thống ngang khoảng sờn tính
Bản cánh
theo: a = 0,2L + 450 mm.
(mép)
Đối với kết cấu hệ thống dọc khoảng sờn tính
theo: a = 0,2L + 550 mm.
Trong mọi trờng hợp kết cấu của các cơ cấu a

Hình 1.6. Các cơ cấu
không nhỏ hơn 0,1L. Khoảng sờn ở vùng giữa tàu
thân tàu
lớn hơn vùng mũi và vùng lái một chút bởi vì vùng
này chịu tác động của sóng tơng đối lớn, thờng
xuyên chịu va đập của sóng và vật trôi nổi. Tải trọng tác dụng lên vùng này chủ yếu là
tải trọng ngang và tải trọng cục bộ. Vùng đuôi chịu chấn động mạnh do hệ thống lực
chong chóng - bánh lái gây ra.
Những khung sờn có kích thớc lớn hơn các khung sờn khác gọi là cơ cấu khỏe, còn
lại gọi là các cơ cấu thờng. Để phân biệt các khung sờn khác nhau ngời ta đánh số thứ
tự 0, 1, 2... n từ mũi đến lái.
Đầu của cơ cấu đợc liên kết với nhau bằng các mã liên kết. (Liên kết boong với
mạn, đáy với mạn).

* Cơ cấu dọc

Cơ cấu dọc là các cơ cấu đợc đặt theo chiều dọc của tàu. Tùy theo kích thớc của cơ
cấu mà đợc quy ớc tên gọi nh sau:
Cơ cấu gia cờng cho đáy: xà dọc đáy, sống phụ, sống chính đáy, sống phụ bổ sung.
Cơ cấu gia cờng cho mạn: xà dọc mạn, sống dọc mạn.
Cơ cấu gia cờng cho boong: xà dọc boong, sống dọc boong.
Các cơ cấu có kích thớc lớn gọi là sống dọc, các cơ cấu có kích thớc nhỏ gọi là xà
dọc.
6


Để phân biệt các cơ cấu có cùng tên gọi ngời ta đánh số thứ tự từ giữa sang hai bên
và từ trên xuống dới.

1.4. Hệ thống kết cấu thân tàu

Tùy theo điều kiện làm việc của từng tàu cụ thể mà có các hình thức bố trí cơ cấu
thân tàu khác nhau để sao cho số lợng các cơ cấu thân tàu là ít nhất nhng vẫn đảm bảo
đủ độ bền cho tàu. Các hình thức bố trí cơ cấu thân tàu khác nhau nh vậy gọi là các hệ
thống kết cấu thân tàu. Đối với những tàu hiện nay thờng đợc sử dụng 3 loại hệ thống
kết cấu nh sau:

1.4.1. Hệ thống kết cấu ngang
Cơ cấu ngang

Hình
1.7. Sơ đồ hệ thống kết cấu thân tàu
Là hệ thống mà trong đó các cơ cấu ngang đóng vai trò chủ yếu, có số lợng nhiều
nhng kích thớc nhỏ còn các cơ cấu dọc có số lợng ít nhng kích thớc lớn, nó dùng để đỡ
các cơ cấu ngang.
Hệ thống kết cấu ngang thờng đợc áp dụng cho những tàu có chiều dài nhỏ vì
những tàu này chịu mô men uốn dọc nhỏ mà chủ yếu chịu tải trọng ngang đó là áp lực
ép ngang của nớc lên ,các lực va chạm theo phơng ngang tàu.

1.4.2. Hệ thống kết cấu dọc

Hệ thống kết cấu dọc là hệ thống mà trong đó các cơ cấu dọc đóng vai trò chủ yếu,
có số lợng nhiều nhng kích thớc nhỏ còn các cơ cấu ngang có số lợng ít nhng kích thớc
lớn, nó dùng để đỡ các cơ cấu dọc.
Hệ thống kết cấu dọc áp dụng cho những tàu có chiều dài lớn, vì những tàu này
chịu mô men uốn dọc lớn, phải bố trí nhiều cơ cấu dọc để tăng thiết diện ngang chịu
lực.

1.4.3. Hệ thống kết cấu hỗn hợp

Hệ thống kết cấu hỗn hợp là hệ thống kết cấu đợc áp dụng cả 2 loại hệ thống kết

cấu dọc và hệ thống kết cấu ngang trên cùng một con tàu tại các vùng khác nhau để
sao cho phù hợp với điều kiện làm việc của nó.
Ví dụ: Vùng giữa tàu chịu mô men uốn dọc lớn nên áp dụng hệ thống kết cấu dọc
còn vùng mũi và lái áp dụng hệ thống kết cấu ngang vì 2 vùng này chịu tải trọng
ngang.

1.4.4. So sánh các hình thức kết cấu
* Độ bền

Hệ thống kết cấu dọc làm tăng diện tích tiết diện cơ cấu, làm tăng mô men chống
uốn tiết diện ngang thân tàu, giảm ứng suất do uốn dọc chung thân tàu, có lợi cho độ
bền dọc chung thân tàu. Ngợc lại, hệ thống kết cấu ngang có lợi cho độ bền ngang thân
tàu.
Tàu đi trong vùng biển nên dùng hệ thống kết cấu dọc, tàu đi trong vùng vịnh, sông
nên dùng hệ thống kết cấu ngang vì nó phù hợp với điều kiện tải.
7


* ổn định tấm

Hệ thống kết cấu dọc có lợi hơn hệ thống kết cấu ngang vì ứng suất ơle tấm dọc lớn
hơn 4 lần so với tấm ngang.

* Phơng diện khối lợng

Với các tàu cỡ vừa, tàu lớn đi biển, hệ thống kết cấu dọc làm giảm đáng kể khối l ợng kết cấu so với hệ thống kết cấu ngang còn các tàu nhỏ thì không đáng kể.

*. Điều kiện thi công

Hệ thống kết cấu dọc, các cơ cấu dọc nhiều do vậy các chi tiết liên kết nhiều, tính

liên tục của các cơ cấu dễ bị vi phạm hơn, số lợng mối nối tăng lên rất nhiều, áp dụng
quy trình công nghệ tiên tiến gặp rất nhiều khó khăn nên hệ thống kết cấu dọc không
có lợi. Hệ thống kết cấu ngang rất lợi trong thi công và lắp ráp.

* Tính sử dụng

Khi hệ thống kết cấu dọc cơ cấu chiều cao nhiều dễ làm mất dung tích chở hàng
đồng thời việc vệ sinh khoang hàng gặp rất nhiều khó khăn nhất là đối với tàu hàng rời,
tàu hàng lỏng. Hệ thống kết cấu ngang có lợi hơn.
Vì vậy: việc lựa chọn hệ thống kết cấu phải đảm bảo độ bền, độ ổn định nhng sử
dụng thuận tiện, công nghệ dễ dàng, giá thành thấp nhất.

1.4.5. Các hình thức kết cấu của một số loại tàu
* Tàu hàng khô

Với chiều dài L = 80 ữ 100 m, khoang máy ở giữa tàu thì dàn boong, đáy, mạn hệ
thống kết cấu ngang giúp cho tàu khi không hàng sẽ cân bằng tốt hơn.
Khi: L > 100 m, khoang máy ở giữa tàu thì boong, mạn hệ thống kết cấu ngang,
đáy hệ thống kết cấu dọc giúp việc vệ sinh khoang hàng dễ dàng, sử dụng dung tích
triệt để.
Nếu: L 100 m, khoang máy ở đuôi tàu thì boong và đáy hệ thống kết cấu dọc,
mạn hệ thống kết cấu ngang.

* Tàu khách

Để tăng độ bền chung thân tàu, thờng kết cấu boong thợng tầng thứ nhất hệ thống
kết cấu dọc thay cho boong chính, các boong trung gian hệ thống kết cấu ngang.

* Tàu dầu

Cỡ vừa: đáy và boong hệ thống kết cấu ngang, mạn hệ thống kết cấu dọc.

1.5. Khái niệm về sức bền thân
1.5.1. Định nghĩa và vị trí của sức bền tàu nói chung

Sức bền tàu là khả năng của nó chống lại ngoại lực, xuất hiện trong quá trình khai
thác tàu, không vi phạm sự nguyên vẹn đến vỏ tàu nói chung cũng nh các yếu tố kết
cấu của nó. Độ bền vỏ tàu nói chung nhất thiết phải phù hợp với độ cứng, nghĩa là khả
năng chịu đợc ngoại lực, không làm biến dạng kết cấu.
Nghiên cứu sức bền các tàu nổi trên mặt nớc, chúng ta xem thân gồm vỏ mỏng, các
dầm kết cấu biến đổi theo chiều mặt cắt ngang, dới tác dụng của hệ lực phức tạp: trọng
lực, lực quán tính, áp lực thủy động của nớc xuất hiện khi tàu chuyển động và v.v. Tất
cả các lực này kết hợp lại làm biến dạng vỏ tàu mà trong thực tế tính toán ban đầu đợc
phân chia thành: biến dạng do uốn chung dọc tàu, uốn ngang và biến dạng của các yếu
tố kết cấu. Tơng ứng chúng ta nghiên cứu độ bền dọc chung, độ bền ngang và độ bền
cục bộ của thân tàu.
Đặc trng đối với tàu biển là sự phù hợp giữa chiều cao mạn và chiều rộng tàu đảm
bảo độ bền chung trong điều kiện nổi thông thờng trên mặt biển có sóng tuần hoàn
8


cũng nh đảm bảo độ bền ngang mà chỉ kiểm tra trong các trờng hợp đặc biệt (ví dụ khi
tàu trên ụ)
Ngoài các lực xuất hiện khi uốn chung thân tàu ra, các kết cấu riêng của nó còn
tiếp nhận các tải trọng khác nhau, ví dụ nh dàn boong và tôn boong tiếp nhận tải trọng
phân bố lên boong, dầm dọc mạn - chịu tác dụng của áp lực nớc và v.v.
Sự kiểm tra bền các kết cấu này dới tác dụng đồng thời của các tải trọng đó là bài
toán tính bền nói chung đối với vỏ tàu.

1.5.2. Ngoại lực gây uốn chung thân tàu

Khi kiểm tra độ bền dọc chung thân tàu, chúng ta phải xem xét trong điều kiện tải
trọng tác dụng lên nó chỉ theo phơng thẳng đứng - trọng lực và thành phần áp lực thủy
tĩnh và thủy động của nớc theo phơng thẳng đứng. Thành phần nằm ngang của ngoại
lực (lực đẩy của chong chóng, sức cản của nớc) không tính đến cũng nh các lực nhỏ
liên quan đến ứng suất chung của thân tàu đợc bỏ qua.
Hiện tợng uốn chung thân tàu khi nổi trên mặt nớc có sóng là sơ đồ chung nhất.
Các mô men uốn chung xuất hiện trên những mặt cắt ngang khác nhau của vỏ tàu, có
thể đợc chia thành ba thành phần: mô men uốn chung xuất hiện khi tàu nổi trên mặt nớc yên lặng; mô men uốn bổ sung xuất hiện khi tàu nổi trên sóng do lực nổi phân bố
theo chiều dài tàu thay đổi và mô men uốn do lực thủy động bổ sung tác động theo
chiều dài tàu có tính chu kỳ khi tàu hành trình trên sóng. Ngời ta chia lực cắt trên các
mặt cắt ngang của vỏ tàu một cách tơng tự.
Trọng lực phân bố theo chiều dài tàu xác định theo đờng trọng lực bậc thang (hình
7.1, a) và lực nổi cũng phân bố theo đờng bậc thang (hình 7.1, b) bằng diện tích sờn
tàu nhân với tỷ trọng của nớc. Hiệu số giữa đờng cong lực nổi hình bậc thang và đờng
cong trọng lực trung bình hình bậc thang đó cho đờng cong tải trọng hình bậc thang q
= q(x) (hình 7.1, c). Tơng ứng với đờng cong này sẽ cho đờng cong lực cắt Q (hình 7.1,
d) và mô men uốn M (hình 7.1, e). Tất cả các thao tác khi xây dựng đợc chỉ ra là tổng
tung độ các đờng cong khi đặt tàu trên nớc tĩnh.
Tung độ đờng cong trọng lực, với một tỷ lệ đợc lựa chọn nào đó, là trọng lực tác
dụng lên một đơn vị chiều dài tàu. Để xây dựng đờng cong này ngời ta chia chiều dài
tàu thành 20 phần bằng nhau - tức thành khoảng sờn lý thuyết. Để đơn giản hoá việc
tính toán, cho phép chúng ta hiểu rằng, trong giới hạn mỗi một khoảng sờn, trọng lực
phân bố đều, vì thế đờng cong của nó nhận đợc là dạng bậc thang. Hồ sơ ban đầu để
xây dựng đờng trọng lực bậc thang là bảng tải trọng chi tiết của tàu cũng nh hình vẽ
dọc tàu, xắp xếp thành những điều khoản tải trọng riêng theo khoảng sờn lý thuyết. Có
một vài khả năng để xây dựng đờng cong này. Chúng ta xem xét chi tiết khả năng này
với điều kiện đúng là diện tích của nó phải bằng lợng chiếm nớc của tàu và tọa độ
trọng tâm diện tích đờng cong và tọa độ trọng tâm tàu phải trùng hợp.
Đờng cong lực nổi đợc xây dựng theo các sờn lý thuyết, tung độ của nó là tích số

của diện tích sờn với tỷ trọng của nớc ngoài mạn có để ý đến tỷ lệ khi xây dựng đờng
cong. Để đơn giản hóa việc tính toán, ta nhận đờng cong lực nổi có diện tích bằng diện
tích đờng bậc thang của nó (hình 7.1, b). Rõ ràng rằng, diện tích và tọa độ trọng tâm
của đờng trọng lực bậc thang và lực nổi bậc thang phải phù hợp trùng khớp với vị trí
cân bằng của tàu.

9


a)

b)
c)

d)

e)

Hình 1.8. Để xác định lực cắt và mô men uốn tàu trên nớc tĩnh
Tung độ đờng cong lực cắt và mô men uốn chung tại mặt cắt có hoành độ x xác
định theo các tích phân sau:
x

x

x x

QX = q X dx ; MX = Q X dx = q X dx 2
0

0

(7.1)

0 0

Đờng cong lực cắt và đờng cong mô men uốn cũng nh đờng cong tải trọng có quan
hệ tích phân với nhau nên có các tính chất sau: đờng cong tải trọng cắt đờng so sánh ở
điểm có hoành độ của điểm cực trị của đờng cong lực cắt. Đờng cong lực cắt giao với
trục so sánh tại điểm cực trị của đờng cong mô men uốn. Giá trị cực trị của đờng cong
lực cắt tơng ứng với điểm uốn của đờng cong mô men uốn.
Khi tàu nổi cân bằng trên mặt biển, lực cắt, lực nổi theo chiều dài tàu liên tục phát
sinh do prôfin sóng thẳng góc chiều dài tàu đã thay đổi trên hành trình khi chiều gió
thay đổi và chòng chành tàu. Cuối cùng, xuất hiện lực cắt bổ sung vào ngoại lực lên vỏ
tàu mà dẫn đến lực cắt và mô men uốn bổ sung.
Khi tàu chòng chành sống chính và thẳng đứng có gia tốc, cũng xuất hiện lực và
mô men uốn bổ sung do lợng chiếm nớc thay đổi. Ngoài ra ở điều kiện chòng chành
khi hành trình ngợc sóng có chu kỳ ở phía cuối phần mũi tàu; khi hành trình trong nớc,
lực thủy động tác dụng theo phơng thẳng đứng có giá trị đáng kể tơng ứng gây uốn
động vỏ tàu.

10


b)

Hình 1.9. T thế của tàu trên sóng
a - tàu trên đỉnh sóng; b - tàu trên đáy sóng
Theo lý thuyết uốn dọc chung vỏ tàu trên sóng thông thờng, cho phép nhận thấy độ
bền dọc chung không thuận lợi nhất là vị trí tàu khi sờn giữa của nó đặt trên hoặc là

đỉnh sóng hoặc là đáy sóng, nếu đỉnh của nó vuông góc với mặt phẳng đối xứng của
tàu và ở giữa chiều dài tàu, còn chiều dài bằng với chiều dài tàu (hình 7.2, a) thì lực nổi
tham gia khi đó tăng lên sau đó giảm xuống. Trong trờng hợp này vỏ tàu uốn võng
xuống.
Ngợc lại khi tàu nằm trên đáy sóng (hình 7.2, b), lực nổi ở giữa tàu giảm và tàu bị
uốn vồng lên.
Trong trờng hợp ngọn sóng không vuông góc với mặt phẳng đối xứng của tàu, vỏ
tàu ngoài chịu uốn dọc chung nó còn chịu xoắn. Song sự xoắn, theo nguyên tắc là nhân
tố nhỏ đối với các tàu vân tải biển, ngoại trừ một vài tàu có kết cấu đặc biệt nh tàu kiểu
hở (với chiều rộng miệng hầm hàng lớn). Đối với các tàu này tồn tại các phơng pháp
tính toán đặc biệt.
Lực cắt và mô men uốn bổ sung xuất hiện khi tàu bơi trên sóng cùng kết quả với lực
cắt và mô men uốn khi tàu nổi ở t thế thẳng có thể xác định sau khi tính toán với tên
gọi là đặt tàu tĩnh trên đỉnh hoặc đáy sóng. Khi đó ngời ta không sử dụng đờng lực nổi
và đờng trọng lực tính toán trên nớc tĩnh mà chỉ xây dựng đờng cong tải trọng bổ sung,
lấy tích phân theo chiều dài tàu, ta nhận đợc ẩn số phải tìm là đờng cong lực cắt và mô
men uốn bổ sung của tàu trên sóng. Song việc tính toán này gặp nhiều khó khăn, do đó
ngời ta sử dụng các công thức gần đúng tơng ứng. Phơng pháp gần đúng này cũng áp
dụng cho việc xác định các thành phần tải trọng động của sóng.

1.6 .

Kết cấu dàn đáy

Hình 1.10. Điều kiện chịu lực của
các dàn

Kết cấu dàn đáy phải đủ độ bền, độ
cứng để chịu đợc áp lực thủy tĩnh
của nớc và trọng lợng hàng hóa trong khoang hàng. Kết cấu đáy vùng buồng máy còn

phải chịu đợc chấn động trong quá trình làm việc của động cơ chính gây nên.

1.6.1. Dàn đáy đơn
Đáy đơn thờng đợc sử dụng cho các tàu loại nhỏ. Kết cấu dàn đáy bao gồm:
11


Hình
1.11.
Hình

dạng đà ngang đáy đơn

Theo chiều dọc tàu: tại mặt phẳng dọc tâm (đối xứng) đặt 01 sống chính đáy có
tiết diện hình chữ T, đi liên tục từ mũi đến lái nhng gián đoạn tại các vách ngang kín nớc và đợc hàn vào các vách ngang đó. Hai bên sống chính đáy đợc đặt các sống phụ
đáy cũng có tiết diện hình chữ T, các sống phụ này gián đoạn tại các đà ngang đáy và
đợc hàn vào các đà ngang đáy. Số lợng các sống phụ đáy phụ thuộc vào chiều rộng của
tàu nhng đảm bảo điều kiện khoảng cách giữa các sống đáy với nhau và với mạn tàu ở
vùng giữa tàu không vợt quá 2,2 m, còn ở vùng mũi và đuôi tàu khoảng cách này
không vợt quá 1,1 m.
Theo chiều ngang tàu: đặt các đà ngang đáy tại mỗi khoảng sờn thực, đà ngang
đáy có tiết diện hình chữ T, cao bằng các sống đáy. Đà ngang đáy đi liên tục từ mạn
này đến mạn kia và chỉ gián đoạn tại sống chính đáy và đợc hàn vào các sống đáy. Trên
bản thành của đà ngang đáy đợc khoét lỗ để giảm trọng lợng. Tại chỗ giao nhau giữa
đà ngang đáy với sống đáy chúng đợc hàn chắc chắn vào nhau để các cơ cấu không
dịch chuyển đợc so với nhau và cùng chịu tác dụng của ngoại lực khi làm việc.

1.6.2. Dàn đáy đôi
Theo Qui phạm, đối với các tàu có chiều dài L 50 m cần phải có kết cấu đáy đôi.
Tôn đáy trên, nếu có thể, chạy suốt từ vách mũi đến vách lái nhng có thể hoặc chạy hết

(đối với tàu mạn đơn) hoặc không chạy hết (đối với tàu mạn kép) sang hai bên mạn của
tàu.

12


Hình 1.12. Sơ đồ kết cấu đáy đôi, mạn kép và vách phẳng

Hình 1.13. Kết cấu các dàn vùng giữa tàu của tàu có két hông,
két đỉnh mạn, đáy đôi, mạn đơn và vách sóng.
Đối với các tàu chở hàng cỡ lớn, mô men uốn dọc chung và lực cắt do uốn chung
thân tàu khá lớn. Vùng đáy tàu là vùng đóng vai trò là bản cánh của thanh tơng
đơng, khi nghiên cứu độ bền dọc chung thân tàu. Vùng này chịu ứng suất kéo (hoặc
nén) là lớn nhất khi tàu bị uốn, đặc biệt là khi tàu hành trình trên sóng với chiều dài
sóng bằng chiều dài tàu, nhất là khi phơng truyền sóng cùng phơng chuyển động của
tàu và vận tốc truyền sóng bằng với vận tốc của tàu (lúc này coi nh đặt tàu tĩnh trên
đỉnh hoặc đáy sóng).
Ngoài tham gia vào uốn chung thân tàu, dàn đáy còn là dàn trực tiếp chịu tác động
của áp lực của nớc và tải trọng hàng hóa gây nên.
Mặt khác dàn đáy còn đóng vai trò là gối đỡ cho các dàn theo hớng khác nh dàn
mạn, dàn vách (dọc và ngang), ... Vùng không gian của đáy đôi đợc sử dụng để chứa nớc ngọt, nớc dằn, dự trữ nhiên liệu, dầu nhờn hay dùng làm khoang cách ly. Với nhiên
liệu có nhiệt độ bắt cháy không lớn hơn 610C thì không đợc phép bố trí ở vùng đáy đôi
ở dới vùng buồng máy hoặc khoang nồi hơi. Nớc ngoài mạn đợc bơm vào đáy đôi để
dằn tàu trong trờng hợp tàu không chở hàng để duy trì chiều chìm cần thiết cho tàu
hành trình (tránh hiện tợng Slamming hoặc đủ nớc cho chong chóng hoạt động), hoặc
nh khi tàu chở hàng nhẹ, nớc dằn đợc dùng để hạ thấp trọng tâm tàu nhằm tăng tính ổn
định cho tàu. Hơn nữa, đáy đôi vùng mũi và đuôi tàu còn dùng để điều chỉnh độ
nghiêng dọc của tàu. Đáy đôi, thậm chí còn đảm bảo đợc tính nổi khi đáy ngoài của tàu
bị h hỏng do tai nạn.

13


Hình 1.14. Sơ đồ kết cấu đáy đôi hệ thống dọc

1 - tôn vỏ bao; 2 sờn; 3 - tôn đáy trên; 4 - nẹp đứng vách; 5 - vách ngang;
6 - đà ngang đầy; 7 - mã liên kết; 8 - sống chính; 9 - xà dọc đáy dới; 10 - sống phụ đáy.

Các hình thức kết cấu đáy đôi bao gồm:

Hình 1.15. Đáy đôi hệ thống ngang

1 - tôn đáy ngoài; 2 - nẹp của đà ngang; 3 - đà ngang đầy; 4 - sống chính đáy;
5 - dải tôn ky đáy; 6 - sống phụ đáy; 7 - tôn đáy trên; 8 - đà ngang kín nớc

Đáy đôi kết cấu ở hệ thống ngang:
+ Theo chiều dọc tàu: tại mặt phẳng dọc tâm đặt sống chính đáy đi liên tục không
khoét lỗ, chỉ gián đoạn tại các vách ngang kín nớc. Hai bên sống chính đặt các sống
phụ gián đoạn tại các đà ngang đáy, số lợng sống phụ đáy phụ thuộc vào chiều rộng
của tàu (lấy theo Qui phạm). Trên bản thành của sống phụ đáy có khoét lỗ để giảm
trọng lợng.
Hai bên hông tàu đặt các sống hông để giới hạn thể tích không gian đáy đôi.

Hình 1.16. Đà ngang khung (hở)
14


3

4

1

3

2

Hình 1.17. Đà ngang đầy

1 - sống chính; 2 - sống phụ; 3 - sờn; 4 - mã liên kết

+ Theo chiều ngang tàu đặt các đà ngang đáy ở mỗi khoảng sờn. Có 03 loại đà
ngang đáy: đà ngang đáy kín nớc - đợc đặt dới chân các vách ngang kín nớc; đà
ngang đầy đợc đặt cách nhau một vài khoảng sờn, trên đà ngang đầy đợc khoét lỗ để
giảm trọng lợng; đà ngang hở (đà ngang khung) đợc đặt ở các khoảng sờn còn lại, đà
ngang hở đợc cấu tạo bởi 02 thanh thép góc và đợc hàn với tôn đáy trên và đáy dới tại
các vị trí tơng ứng, tại chỗ gặp sống đáy và sống hông chúng đợc hàn với nhau bằng
các mã nối, giữa hai thanh thép góc còn có các thanh chống thờng đợc đặt tơng ứng với
vị trí của các xà dọc đáy.
Đáy đôi kết cấu ở hệ thống dọc:
+ Các cơ cấu theo hớng dọc tàu
Sống chính đáy: kín nớc, đợc đặt tại mặt phẳng dọc tâm của tàu và chạy liên tục từ
vách ngang kín nớc này đến vách ngang kín nớc kia, đợc hàn với tôn đáy trên và đáy dới của tàu.
Sống phụ đáy: đặt hai bên sống chính đáy, số lợng sống phụ đáy phụ thộc vào chiều
rộng tàu. Sống phụ đợc khoét lỗ để giảm trọng lợng và gián đoạn tại các đà ngang đáy.
Xà dọc (dầm dọc) đáy trên và xà dọc đáy dới là những thanh thép hình đợc hàn với
tôn đáy trên và tôn đáy dới tại các vị trí tơng ứng, chúng chạy suốt từ vách ngang kín
nớc này đến vách ngang kín nớc kia. Tại các vị trí gặp vách kín nớc, chúng đợc liên
kết với vách bằng các mã. ở khoảng giữa các vách và giữa các đà ngang đầy, ngời ta
đặt các cột chống có dạng thép hình là thanh gia cờng - nếu khoảng cách này lớn hơn

2,5 m. Xà dọc đáy đợc đặt tại khoảng cách giữa các sống, khoảng cách giữa chúng
thông thờng bằng khoảng sờn thực.
+ Các cơ cấu theo hớng ngang:
Cách một vài khoảng sờn thực (từ 3 đến 5 khoảng sờn) ngời ta đặt các đà ngang
đầy để làm nhiệm vụ gối đỡ cho dầm cơ cấu theo hớng dọc (xà dọc đáy). Đà ngang đầy
đi liên tục từ mạn đến sống chính. Tại vị trí gặp xà dọc đáy, trên thành của của đà
ngang đầy đợc khoét lỗ để cho xà dọc đáy chui qua. Đà ngang đầy cũng đợc khoét lỗ
để giảm trọng lợng và cho ngời làm nhiệm vụ kiểm tra, vệ sinh đáy đôi có thể chui qua
(lỗ khoét này có vai trò và qui cách nh lỗ khoét trên sống phụ đáy).
Đà ngang kín nớc: đợc đặt dới chân của các vách ngang kín nớc hoặc nếu cần ngăn
dung tích đáy đôi thành những thể tích riêng biệt, đà ngang kín nớc sẽ đợc đặt theo yêu
cầu của thiết kế.

1.7 .

Kết cấu dàn mạn

Dàn mạn chủ yếu chịu tải trọng ngang, đó là áp lực ngang của nớc ngoài mạn, nhất
là khi có sóng, gió hoặc va chạm với các tàu khác.
Một phần dàn mạn nằm gần trục trung hòa, do đó nếu áp dụng hệ thống kết cấu
dọc để chịu uốn chung thì ít hiệu quả hơn

15


Sơ đồ (b)

D

D

Sơ đồ (a)

Lk

Lk

Sơ đồ (d)

D

D

Sơ đồ (c)

Lk

Lk

Hình 1.18. Một số sơ đồ kết cấu của dàn mạn
a - dàn mạn ở hệ thống ngang có toàn sờn thờng; b - dàn mạn ở hệ thống ngang có toàn sờn
thờng và sống dọc mạn; c - dàn mạn ở hệ thống ngang có sờn thờng, sờn khỏe và sống dọc
mạn; d - dàn mạn ở hệ thống dọc có sờn khỏe và xà dọc mạn

Theo chiều ngang tàu: đặt các sờn thờng và sờn khoẻ tại mỗi khoảng sờn. Số lợng
sờn khỏe phụ thuộc vào kích thớc, điều kiện từng vùng của tàu và ở từng loại tàu cụ
thể. Đối với tàu hàng khô, dàn mạn trong khu vực khoang hàng thờng cứ 03 khoảng sờn thì đặt 01 sờn khỏe. Đối với dàn mạn khoang máy, các sờn khỏe đặt cách nhau
không quá 05 khoảng sờn.
Sơ đồ dàn mạn kết cấu HTN

S

Lk

Sơ đồ dàn mạn kết cấu HTD

Lk

1.19. Sơ đồ kết cấu dàn mạn điển hình

Hình

a - dàn mạn kết cấu ở hệ thống ngang có sờn thờng, sờn khỏe xen kẽ và
sống dọc mạn; b - dàn mạn kết cấu ở hệ thống dọc với sờn khỏe và xà dọc mạn

16


B

C

C

b1

D

A

s

s

s

A

B
Lk

B-B

A-A

Hình 1.20. Dàn mạn kết cấu theo hệ thống ngang
có sống mạn, sờn thờng và sờn khỏe xen kẽ
Theo chiều dọc tàu: ngời ta đặt 01 hoặc vài sống dọc mạn để đỡ các sờn, các sống
dọc mạn có thể kéo dài suốt chiều dài tàu hoặc chỉ đặt tại một vùng nào đó
(vùng khoang hàng, vùng mút mũi, lái hoặc vùng mạn khoang máy). Khoảng cách giữa
các sống dọc mạn, giữa sống dọc mạn với đáy hoặc boong tàu không vợt quá 2,5 m,
chúng thờng có tiết diện là thép hình chữ T, thép mỏ, ... Trên thành sống dọc mạn đợc
khoét lỗ để sờn thờng chui qua, ở hai đầu của sờn sẽ đợc nối ghép với với cơ cấu của
dàn boong và dàn đáy bằng các mã.
Nơi nào có sờn khỏe thì tơng ứng có xà ngang boong khỏe và sờn thờng thì tơng
ứng là xà ngang boong thờng. Tức là các cơ cấu khỏe hay thờng trên các dàn, theo
nguyên tắc, phải tạo thành một khung phẳng song song với 03 mặt phẳng cơ bản của
tàu.

17

Hình 1.21. Sơ đồ kết cấu của mặt cắt ngang sờn thờng

1.8 .

Kết cấu dàn boong

1.8.1 Dàn boong kết cấu ở hệ thống ngang:
Theo chiều dọc tàu, thờng đặt các sống dọc boong bằng thép có tiết diện chữ T tại
những vị trí tơng ứng với các sống dọc đáy. Tức là cũng có sống chính boong và sống
phụ boong tơng ứng.
Theo chiều ngang tàu, ngời ta đặt các xà ngang boong thờng và xà ngang boong
khỏe tơng ứng với vị trí sờn thờng và sờn khỏe của dàn mạn. Các xà ngang boong thờng chạy từ mạn này sang mạn kia, vì vậy trên bản thành của các sống boong đợc
khoét lỗ cho các xà ngang boong thờng chui qua. Các xà ngang boong khỏe liên kết
với các sống boong bằng các mã và nó chỉ gián đoạn tại sống chính boong.
Dọc theo chiều dài boong có những lỗ khoét có kích thớc rất lớn để làm miệng hầm
hàng, buồng máy, cửa lên xuống, ... Vì vậy các sống dọc và xà ngang boong sẽ bị gián
đoạn tại đây. Vùng xung quanh lỗ khoét, cơ cấu phải đợc tăng cờng kích thớc để làm
quầy miệng hầm. Ngoài ra, dới quầy miệng hầm hàng còn bố trí các cột chống hoặc
các vách dọc, chạy từ miệng hầm hàng đến vách ngang kín nớc, thay thế cho cột
18


chống. Nếu bố trí cột chống thì số lợng cột chống phụ thuộc vào mỗi khoang nhng nói
chung không quá 04.
Lk

LMK x BMK
BK

CL

Sơ đồ

Hình 1.22.
dàn boong

Sơ đồ dàn
theo hệ
thống ngang.
kếtboong
cấu ởkếthệcấu
thống
ngang

1.8.2 Dàn boong kết cấu ở hệ thống dọc:
Theo chiều dọc tàu, đặt các sống dọc boong và xà dọc boong ở những khoảng
cách đều nhau tơng ứng với những vị trí của sống dọc đáy và xà dọc đáy.
Lk
A

A-A

K

LMK x BMK

B

B

A

B-B
B

1.23.kếtSơ
kếtthống
cấudọc.
dàn
Sơ đồHình
dàn boong
cấuđồ
ở hệ

boong ở hệ thống dọc
Theo chiều ngang tàu, ngời ta đặt các xà ngang boong khỏe đặt cách nhau một
vài khoảng sờn tơng ứng với vị trí của các đà ngang đầy của dàn đáy (nếu đáy cũng kết
cấu theo hệ thống dọc), các xà ngang boong khỏe thờng có tiết diện hình chữ T có
chiều cao gấp 02 lần chiều cao xà dọc boong thờng.
Trên xà ngang boong khỏe có khoét lỗ để cho xà dọc boong chui qua. Các xà dọc
boong đi liên tục từ vách ngang kín nớc này đến vách ngang kín nớc kia và liên kết với
vách ngang kín nớc đó bằng hàn hay bằng các mã.

1.9.

Kết cấu dàn vách kín nớc

Vách kín nớc dùng để phân chia phần không gian thân tàu thành các thể tích

khoang riêng biệt với mục đích đảm bảo tính chống chìm và ngoài ra còn để ngăn chặn
các đám cháy lan truyền từ khoang này đến khoang khác.
Hiện nay, các vách ngăn đợc sử dụng trên tàu là vách phẳng hay vách sóng.
Vách ngăn kín nớc có thể có các hình thức kết cấu nh: Nẹp nằm kết hợp với sống
đứng, hoặc toàn nẹp đứng, hoặc nẹp đứng với sống nằm, ... Sống vách thờng là cơ cấu
khỏe. Nẹp vách chỉ có loại nẹp thờng, đặt tơng ứng với các cơ cấu thờng hoặc khỏe của
dàn mạn, dàn đáy và dàn boong.

19


S

S

D

S¬ ®å: b

D

S¬ ®å: a

B

B

H×nh 1.24. S¬ ®å kÕt cÊu c¸c dµn

v¸ch ph¼ng

S

S¬ ®å: d

a.v¸chgåmtoµnnÑp®øng;b.v¸
gåm nÑp ®øng, sèng ®øng;
c
-

D

D

S

ch S¬ ®å: c

B

B

v¸ch gåm nÑp ®øng, sèng ®øng, sèng n»m; d - v¸ch gåm nÑp n»m, sèng ®øng
s¬ ®å nÑp ®øng-sèng ®øng-sèng n»m

s¬ ®å nÑp n»m-sèng ®øng

H×nh

1.25. S¬ ®å dµn v¸ch ph¼ng

a - dµn v¸ch víi nÑp ®øng, sèng ®øng, sèng n»m;
b - dµn v¸ch víi nÑp n»m, sèng ®øng

20


B

C

A

do

.

D

A

S

S

S

S

S

b
B

B -B

C

C-C

A -A

Hình 1.26. Kết cấu vách phẳng với nẹp đứng, sống đứng và sống nằm

do

tf

b

a

tw

S
Hình a
Cơ cấu loại I-Sóng tiết diện hình thang

o

R

h

R

do

t

tS

Hìnhvách
c
Hình 1.27. Kết cấu
sóng loại I
Cơ cấu loại 2 - Sóng bán tròn
S

do

Hình b
t
Cơ cấu loại I- Sóng tiết diện sóng

s
Hình d
Cơ cấu loại 2 - Sóng tam giác l ợn đỉnh

21

Hình 1.28. Kết cấu vách sóng loại II

1.10.

Kết cấu vùng mút mũi và mút đuôi

1.10.1 Kết cấu vùng mũi tàu:
Điều kiện làm việc của vùng mũi rất nặng nề, thờng xuyên chịu sự va đập của sóng
và nớc, nhất là khi tàu chạy ngợc sóng, gió, chịu sự va đập của băng, vật trôi nổi, đá
ngầm và bãi cạn, ... Do vậy vùng mũi chủ yếu chịu tác dụng của lực nén ngang lớn còn
chịu uốn dọc chung là nhỏ. Vì vậy về mặt kết cấu, vùng mũi thờng đợc áp dụng bởi hệ
thống kết cấu ngang cho tất cả các dàn và cho tất cả các loại tàu.
Tại dàn boong: theo chiều ngang của tàu đợc đặt các xà ngang boong thờng và
các xà ngang boong khỏe xen kẽ tại mỗi khoảng sờn. Khoảng sờn ở vùng mũi có giá trị
nhỏ hơn khoảng sờn ở giữa tàu. Theo chiều dọc tàu, ngời ta đặt các sống dọc boong.
Trên bản thành sống dọc boong có khoét lỗ cho các xà ngang boong thờng chui qua.
Hai bên mạn: theo chiều ngang tàu, đặt các sờn thờng và các sờn khỏe xen kẽ tại
các vị trí tơng ứng với xà ngang boong thờng và xà ngang boong khỏe. Theo chiều dọc,
đặt các sống dọc mạn, thờng có cấu tạo là thép chữ T. Số lợng sống dọc mạn sao cho
khoảng cách giữa chúng với boong và đáy không vợt quá 2 m. ở phía đầu của sống dọc
mạn đợc hàn vào sống mũi hoặc vách ngang có chuyển tiếp để tránh tập trung ứng suất
tại mặt cắt ngang thân tàu. Sống mũi là một cơ cấu cứng ở chính giữa mũi tàu, nó là nơi
tiếp nhận các lực va đập lớn của nớc và truyền lực ấy cho các cơ cấu của thân tàu, do
đó phải đợc chế tạo một cách chắc chắn và đợc nối ghép chắc chắn với các cơ cấu của
thân tàu. Sống mũi có hình dáng của mũi tàu đợc chế tạo bằng nhiều phơng pháp khác
nhau nh: đúc, rèn, hàn.
Để tăng cờng khả năng chịu áp lực ngang của nớc, ngời ta bố trí các hàng xà ngang
phụ, đó là các thanh chống độc thân từ mạn này đến mạn kia, hai đầu đợc gối vào sống

dọc mạn. Để giảm nhẹ trọng lợng, ngời ta có thể thay thế hàng xà ngang phụ này bằng
những sàn có khoét lỗ.

22


Hình 1.29. Kết cấu vùng mũi tàu có mũi quả lê
1 - mạn giả; 2 thợng tầng mũi; 3 - tôn boong thợng tầng mũi; 4 - tôn vỏ bao của tàu;
5 sờn; 6 - hầm xích neo; 7,9 - tấm sàn; 8 - vách ngăn khoang mũi; 10 - sống chính;
11 - vách ngang; 12 - đà ngang đầy của đáy; 13 - vách dọc; 14 - sống mũi;
15 - boong chính; 16 - mã ngang của sống mũi.

23


H×nh 1.30. KÕt cÊu vïng mòi h×nh cÇu

1 - sèng mòi; 2 - sµn; 3 - v¸ch däc mòi; 4 - t«n bao; 5 - sèng däc m¹n;
6 - tÊm ch¾n th¼ng; 7 - thanh gi»ng; 8 – sên sèng mòi; 9 - v¸ch däc hÇm xÝch neo;
10 - v¸ch ngang; 11 - boong chÝnh; 12 - xµ ngang boong; 13 – sên; 14 - xµ däc boong

24


Vùng đáy: theo chiều ngang tàu đợc đặt các xà ngang đáy tại mỗi khoảng sờn.
Các đà ngang này có mép bẻ và đợc nâng cao dần lên theo độ cong của mũi tàu, chúng
đợc khoét lỗ để giảm trọng lợng, bẻ mép để tăng mô men chống uốn. Theo chiều dọc,
có các sống dọc đáy có chiều cao bằng chiều cao của các đà ngang đáy và gián đoạn
tại các đà ngang đáy.
1.10.2. Kết cấu vùng đuôi tàu:

Hình 1.31. Kết cấu vùng khung giá lái ở đuôi tàu
a - loại một bánh lái; b - loại hai bánh lái

Hình 1.32. Sống đuôi tàu 01 chong chóng

1 - kết cấu sống; 2 - đầu tròn lắp ống bao; 3 - ky đuôi;
4 - ổ trục ky; 5 - trụ lái; 6 - bản lề; 7 - khung giá lái; 8 - vòm cuốn

Tơng tự vùng mũi, vùng đuôi tàu cũng đợc kết cấu theo hệ thống ngang và cũng có
các chi tiết tơng tự
25