Đề Cương Kết Cấu Tàu

Đề cương ôn tập bộ môn Kết Cấu Tàu

ĐỀ CƯƠNG KẾT CẤU TÀU

Chương I : Khái niệm chung về kết cấu tàu thủy

Câu 1 : Nêu định nghĩa chiều dài tàu, vẽ hình minh họa ?

 Chiều dài tàu ( L ) :

- Là khoảng cách tính bằng mét, đo ở đường nước chở hàng thiết kế, từ mép trước của sống mũi đến mép sau của trụ lái nếu tàu có trụ lái, hoặc đến đường tâm trục lái nếu tàu không có trụ lái

- Nếu tàu có đuôi tuần dương hạm L = max ( Lpp ; 0,96 LDWL)

 Hình vẽ minh họa :

Câu 2 : Nêu định nghĩa chiều dài tàu tính mạn khô, vẽ hình minh họa ?

 Chiều dài tàu tính mạn khô ( Lf ) :

- Là chiều dài tính bằng mét, bằng 96% khoảng cách mép trước của sống mũi đến mép sau của tôn bao đo trên đường nước nằm ở độ cao bằng 85% độ cao chiều cao mạn hoặc là chiều dài đo từ mép trước của sống mũi đến đường tâm của trục lái ở trên đường nước ấy, lấy trị số nào lớn hơn

- Nếu mũi tàu có dạng lõm vào ở phía trên đường nước bằng 85% chiều cao mạn thì mút trước của chiều dài này phải được lấy ở đường vuông góc với đường nước nói trên và đi qua điểm lõm nhiều nhất về phía sau của đường bao mũi tàu

 Vẽ hình minh họa :

L DWL

D.W.L

Câu 3 : Nêu định nghĩa chiều rộng tàu, vẽ hình minh họa ?

 Chiều rộng tàu ( B ) : là khoảng cách đo theo phương nằm ngang, từ mép ngoài của sườn bên này sang mép ngoài của sườn bên kia tại phần thân tàu có chiều rộng lớn nhất

 Vẽ hình minh họa :

Câu 4 : Nêu định nghĩa chiều cao mạn, vẽ hình minh họa ?

 Chiều cao mạn ( D ) : là khoảng cách thẳng đứng từ mặt trên của tôn đáy giữa đến mép trên xà ngang boong mạn khô , ở điểm gữa của chiều dài L

Câu 5 : Nêu định nghĩa chiều chìm tàu, vẽ hình minh họa ?

 Chiều chìm thiết kế ( d ) : là khoảng cách đo theo phương thẳng đứng từ mặt trên tôn giữa đáy đến đường nước thiết kế đo tại điểm giữa chiều dài tàu L

 Vẽ hình minh họa :

Câu 7 : Nêu khái niệm về vỏ bao tàu và cơ cấu tàu ?

 Vỏ bao tàu : bao gồm tôn bao ngoài ( tôn đáy,tôn mạn ) tôn sàn… tạo nên màng mỏng kín nước, tạo lực nổi cho tàu, chống hắt nước vào các khoang, tạo diện tích và bề mặt bố trí hàng hóa, phòng ở, phòng làm việc…

 Cơ cấu tàu : dùng để gia cường cho tôn bao, tôn sàn và các dải tôn khác trên tàu Tôn và

cơ cấu đảm bảo sức bền chung và sức bền cục bộ cho thân tàu

Câu 8 : Khái niệm về dàn đáy, vẽ hình minh họa ?

 Dàn đáy : là một phần của đáy được giới hạn bởi các vách ngang theo chiều dọc tàu, các vách dọc ( nếu có ) , mạn theo chiều ngang tàu Tập hợp các dàn đáy tạo thành đáy tàu

 Vẽ hình minh họa :

Câu 9 : Nêu khái niệm dàn mạn, vẽ hình minh họa ?

 Dàn mạn : Là một phần của mạn được giới hạn bởi đáy với boong hoặc các tầng boong với nhau theo chiều cao tàu Tập hợp các dàn mạn tạo thành mạn tàu

Câu 10 : Khái niệm về dàn boong, vẽ hình minh họa ?

 Dàn boong : là một phần của boong được giới hạn bởi các vách ngang theo chiều dài tàu, bởi mạn, các vách dọc ( nếu có ) theo phương ngang tàu Tập hợp các dàn boong tạo thành boong tàu

Câu 11 : Khái niệm về dàn vách, vẽ hình minh họa ?

 Dàn vách : là một phần của vách, được giới hạn bởi đáy, các tâng boong theo chiều cao tàu, bởi mạn, vách dọc theo chiều rộng tàu Tập hợp các dàn vách tạo thành vách tàu

Câu 17 : Trình bày các cơ cấu gia cường cho dàn đáy đôi kết cấu hệ thống dọc, vẽ hình minh họa ?

 Các cơ cấu gia cường :

- Đà ngang, tôn đáy trong, tôn đáy ngoài

- Sống chính đáy, mã gia cường cho sống chính

- Sống phụ đáy, nẹp gia cường cho sống phụ

- Dầm dọc đáy ngoài, dầm dọc đáy trong

B

Câu 24 : Nêu yêu cầu về tính an toàn khi thiết kế kết cấu ?

 Trong quá trình khai thác , dưới tác dụng của ngoại lực tàu phải đảm bảo đủ bền, đủ ổn định Có nghĩa là các kết cấu vẫn hoạt động bình thường ( đảm nhiệm được các chức năng của mình ) trong quá trình khai thác

Câu 25 : Nêu yêu cầu về tính sử dụng khi thiết kế kết cấu ?

 Khi thiết kế và bố trí kết cấu phải phù hợp với yêu cầu kinh doanh, yêu cầu sử dụng Tức

là việc thiết kế kết cấu phải đáp ứng yêu cầu khai thác Không làm mất dung tích chứa hàn, thuận tiện cho việc bốc xếp hàng hóa, không cản trở thao tác của thủy thủ, thuyền viên và hành khách trên tàu

Câu 26 : Nêu yêu cầu về tính hoàn chỉnh khi thiết kế kết cấu ?

 Con tàu là một kiểu kiến trúc phức tạp, hoàn hỉnh Nên việc bố trí và tính toán kết cấu phải đồng bộ với bố trí tổng thể và bố trí trang thiết bị … để tạo nên một thể thống nhất, hoành chỉnh, đảm bảo sự hoạt động nhịp nhàng của mọi bộ phận Tức là trong quá trình thiết kế kết cấu phải kết hợp trao đổi , thỏa thuận thống nhất với thiết kế tổng thể, thiết kế thiết bị …

Câu 27 : Nêu yêu cầu về tính công nghệ khi thiết kế kết cấu ?

 Khi thiết kế kết cấu phải đảm bảo thuận tiện cho công nghệ Có nghĩa là phải tạo khả năng áp dụng được quy trình công nghệ tiên tiến và phù hợp với thực tế sản xuất của nhà máy như :

- Thi công dễ dàng, giảm được cường độ lao động, tạo điều kiện tăng năng suất lao động

- Thuận tiện trong sửa chữa , bảo dưỡng

- Triệt để sử dụng vật liệu đã được quy chuẩn, tận dụng nguồn vật tư sẵn có trong nước ( tuận tiện cho việc mua, dự trữ vật tư của nhà máy )

Câu 30 : Trình bày ưu , nhược điểm của thiết kế tàu theo mẫu ?

 Ưu điểm :

- Tiết kiệm được chi phí, thời gian thiết kế

- Hiệu quả sử dụng khá tốt

- Có độ tin cậy cao

 Nhược điểm :

- Không phải lúc nào cũng có tàu mẫu hoạt động hiệu quả để thiết kế theo nên không chủ động

- Không đóng được tàu cỡ lớn

- Người thiết kế phải có kinh nghiệm

Câu 31 : Trình bày ưu , nhược điểm của thiết kế tàu theo lý thuyết ?

 Ưu điểm :

- Tối ưu hóa thiết kế giúp tàu hoạt động đạt năng suất cao nhất, phù hợp với đặc điểm của từng vùng mà tàu chuyên hoạt động

- Tiết kiệm nguyên - nhiên liệu trong khai thác sử dụng

- Phát huy được tính sang tạo của người thiết kế

 Nhược điểm :

- Đòi hỏi người thiết kế phải làm việc tỉ mỉ, trình độ cao, chuyên nghiệp

- Giá thành để thiết kế con tàu cao

- Thời gian để thiết kế lâu

Câu 32 : Trình bày ưu , nhược điểm của thiết kế tàu theo Quy phạm ?

 Ưu điểm :

- Thiết kế tàu theo Quy phạm nhanh

- Độ tin cậy cao vì các tiêu chuẩn thiết kế đã được quy định nên chỉ việc thực hiện theo

- Giá thành để thiết kế tàu rẻ

 Nhược điểm :

- Chỉ đóng được các loại tàu thông dụng

- Trong thiết kế con tàu không được tối ưu hóa tốt nhất gây lãng phí chi phí, nguyên – nhiên liệu trong đóng mới và khai thác

Câu 38 : Thế nào là tàu kết cấu theo hệ thống ngang , vẽ hình minh họa ?

 Hệ thống kết cấu ngang : là dàn mà các cơ cấu bố trí theo chiều dài tàu dày hơn các cơ cấu bố trí theo chiều ngang tàu Hay ô tấm được giới hạn bởi các cơ cấu gia cường có hình chữ nhật mà chiều dài của nó hướng theo chiều ngang tàu Hệ thống kết cấu ngnag thường dùng cho tàu sông, tàu biển cỡ nhỏ

 Vẽ hình minh họa :

Câu 39 : Thế nào là tàu kết cấu theo hệ thống dọc , vẽ hình minh họa ?

 Hệ thống kết cấu dọc : là dàn mà các cơ cấu bố trí theo chiều dài thưa hơn các cơ cấu bố trí theo chiều ngang tàu Hay ô tấm được giới hạn bởi các cơ cấu gia cường có hình dạng chữ nhật mà chiều dài của nó hướng theo chiều dọc tàu Hệ thống kết cấu dọc thường dùng cho tàu biển cỡ lớn, có tỉ số L/B lớn

 Vẽ hình minh họa :

L

Câu 40 : Thế nào là tàu kết cấu theo hệ thống liên hợp , vẽ hình minh họa ?

 Hệ thống kết cấu liên hợp ( hệ thống ô vuông ) : là dàn mà các ô tấm gần như vuông , hệ thống này chỉ để gia cường cục bộ, hoặc cho dàn đáy của tàu chở hàng nặng ( hệ thống này không có lợi về mặt trọng lượng, và cả về phương diện độ cứng tấm, song nó vẫn được sử dụng để giải quyết vấn đề độ bền cục bộ )

 Vẽ hình minh họa :

L

L

Câu 41 : Thế nào là tàu kết cấu theo hệ thống liên hợp , vẽ hình minh họa ?

 Hệ thống kết cấu hỗn hợp : là dàn kết hợp của hệ thống kết cấu dọc và hệ thống kết cấu ngang Nghĩa là trên một dàn , vùng này kết cấu theo hệ thống dọc, vùng kia kết cấu theo

hệ thống ngang Dàn này kết cấu hệ thống dọc, dàn kia kết cấu theo hệ thống ngang Hệ thống này được kết sử dụng phổ biến cho tàu cỡ vừa và cỡ lớn

 Vẽ hình minh họa :

Chương 2 : Nguyên tắc kết cấu

Câu 1 : Trình bày nguyên tắc bố trí kết cấu ?

 Khi bố trí kết cấu thân tàu, phải bố trí sao cho các cơ cấu trong cùng 1 hệ thống dầm cơ cấu cùng nằm trong 1 mặt phẳng để tạo thành khung cứng và khung khỏe

 Cần đảm bảo sự liên tục của phần lớn các cơ cấu dọc ở boong , ở đáy vùng giữa tàu ( nhằm đảm bảo độ bền chung thân tàu) Quy định này phải được thực hiện trên đoạn dài lớn hơn 60% L vùng giữa tàu Khi kết thúc cơ cấu dọc,phải đảm bảo tiết diện thay đổi dần giảm tập trung ứng suất

 Trên 1 tiết diện ngang, khi chuyển từ hệ thống kết cấu dọc sang hệ thống kết cấu ngang, không được đồng thời kết thúc 1 số lượng lớn hơn 1/3 lần cơ cấu dọc của boong và đáy tính toán, và không được kết thúc quá 2 cơ cấu khỏe của boong và đáy, khoảng cách giữa các mặt cắt kết thúc cách nhau không nhỏ hơn 2 khoảng sường Không được kết thúc và không được khoét lỗ khoét lớn tại vùng tập trung ứng suất

L

Cấu 2 : Trình bày các biện pháp nhằm giảm tập trung ứng suất của kết cấu thân tàu ?

 Các tấm tôn kề nhau phải thỏa mãn yêu cầu số độ dày của chúng không lớn hơn 30 % chiều dày tấm lớn hơn hoặc 3mm lấy trị số nào nhỏ hơn

 Giảm chiều cao thành dầm và nẹp cứng phải được tiến hành trên đoạn dài không nhỏ hơn

5 lần hiệ số độ cao thành cơ cấu liên kết, mép của chúng phải được chuyển tiếp dần cơ cấu nọ sang cơ cấu kia

 Tại vùng kết thúc của boong và đáy, sàn tôn đáy đôi, vách dọc phải được đặt mã hoặc hình thức kết cấu khác nhằm giảm tập trung ứng suất

 Tai nơi kết thúc của cơ cấu khỏe của boong và đáy, chiều cao tiết diện của chúng phải được giảm dần trên đoạn dài không nhỏ hơn 1,5 lần chiều cao của nó , kéo tới cơ cấu ngang gần nhất, và hàn với nhau

 Tại vùng boong chịu tải trọng nặng nề , đầu xà dọc được hàn với cơ cấu ngang Vùng chịu chấn động mạnh như đuôi, mũi, buồng máy thì đầu của cơ cấu dọc, cơ cấu ngang thuộc đáy , mạn , vách dọc phải được hàn với cơ cấu ngang gần nhất

 Khi cơ cấu dọc gặp cơ cấu kín nước thì chúng phải được liên kết theo quy định

Câu 5 : Nêu các phương pháp liên kết mút của các cơ cấu trên thân tàu ?

 Vát mép : chỉ được thực hiện với vách thượng tầng, lầu, các vách ngang của thân tàu có chiều cao mạn không quá 3m hoặc trên khoang nội boong trên cùng, thường vát bản thành của cơ cấu

 Hàn tựa : Là liên kết mà cả bản thành và bản mép của nẹp được hàn chắc chắn và tôn boong, tôn vách, hoặc tôn đáy trên, các tấm tôn đó được gia cường bằng cơ cấu tựa đặt ở mặt đối diện

 Liên kết bằng mã

- Với cơ cấu thường :

+ Mã hàn kiểu đối đầu ( mã đội )

+ Mã hàn kiểu đè ( mã ốp )

- Với cơ cấu khỏe :

+ Mã rời ( hàn đối đầu )

+ Mã liền ( mã mở rộng )

Câu 6 : Nêu yêu cầu về khoảng sườn theo quy định ?

 Khoảng sườn : là khoảng cách giữa các dầm hướng chính gia cường cho dàn mạn hay là khoảng cách giữa các sườn

 Các yêu cầu khoảng sườn theo Quy phạm :

- Khoảng cách chuẩn : 2L + 450 mm

- Khoảng sườn khoang mũi, khoang đuôi không lớn hơn 610 mm

- Khoảng sườn từ 0,2L tính từ mũi tàu đén vách chống va không lớn hơn min ( 700, 2L +450) mm

- Chọn khoảng sườn không sai khác khoảng cách chuẩn 250 mm

- Khoảng cách giữa các sườn ngang trong vùng khoang máy không vượt quá khoảng cách sườn vùng giữa tàu

Câu 7 : Trình bày về mép kèm ?

 Mép kèm là dải tôn cùng tham giá làm việc cùng với cơ cấu

 Quy cách mép kèm được lấy như sau :

- Chiều dày mép kèm lấy bằng chiều dày tấm tại tiết diện tính toán cơ cấu

- Chiều rộng dải mép kèm lấy bằng Min [0,2.l; S]

Câu 8 : trình bày ưu nhược điểm của kết cấu vách sóng so với kết cấu vách phẳng ?

 Vách sóng :

- Ưu điểm :

+ Không cần phải gia cường dọc, vì bản thân các sóng có vai trò như nẹp

+ Thường được sử dụng trên các tàu chở dầu, do dễ dàng vệ sinh, hút xả kẻt

+ Không tốn dung tích chở hàng

- Nhược điểm :

+ Phải dập nên tốn kém nhiều vật liệu hơn

 Vách phẳng : ngược lại, vào bài tự chém ra =.=!

Chương 3 : Kết cấu vùng giữa tàu hàng khô

Câu 1 : Nêu chức năng của dàn vách ?

 Trong quá trình khai thác , dàn vách đảm nhận một số chức năng cơ bản sau :

- Phân chia không gian trên tàu thành các khoang kín dầu, kín hơi, kín nước

- Tham gia đảm bảo độ bền ngang chung, độ bền cục bộ

- Đảm bảo tính chống chìm, chống cháy cho tàu

- Làm vành để cho các dàn khác ( cho dàn đáy , mạn boong )

Câu 2 : Trình bày điều kiện làm việc của dàn vách ?

 Tải trọng nằm vuông góc với mặt dàn :

- Áp lực thủy tĩnh khi ngập khoang, khi khoang chở hàng lỏng, chở khí…

- Áp lực thủy động của hàng lỏng trong hkoang khi tàu chòng chành trên sóng

- ứng lực tác dụng lên dàn vách khi kê tàu trên triền, trên ụ

Câu 3 : Nêu các dạng kết cấu của dàn vách phẳng và ứng dụng của chúng ?

- Sơ đồ a, b thương được sử dụng cho vách ngang khoang hàng tàu hàng khô B/D > 2

- Sơ đồ c áp dụng khi B D/ 2, cho vách khoang máy, vách khoang hàng tàu dầu

- Sơ đồ d thường sử dụng cho vách khoang hàng tàu chở hàng lỏng, vách tàu hàng khô khi B/D < 2, cho vách mút

Câu 4 : Trình bày tải trọng tính toán cơ cấu vách ?

 Tải trọng tính toán cơ cấu vách :

- Áp lực của nước khi ngập khoang khi tai nạn hoặc áp lực của hàng hóa trong khoang

- Phân bố theo quy luật hình tam giác, hoặc hình thang – với nẹp đứng , sống đứng

- Phân bố đều với nẹp nằm, sống nằm

Câu 5 : Xác định vị trí vách chống va theo chiều dài tau, vẽ hình minh họa ?

 Vách kín nước mũi ( vách chống va ) phải được đặt trong khoảng :

t3, 2 .S h2,5(mm)

 Giải thích đại lượng :

- S : khoảng cách nẹp gia cường cho vách ( m )

- h : áp suất tính toán tác dụng lên dàn vách, tính bằng khoảng cách từ mép dưới tấm đang xét đến boong vách tại mặt phẳng dọc tâm (m); trong mọi trương hợp

3, 4( )

- Tấm vách dưới cùng có chiều dày lớn hơn trị số tính toán trên ít nhất 1mm

Câu 7 : Viết công thức tính nẹp vách phẳng, giải thích đại lượng trong công thức?

 Công thức : modun chống uốn không nhỏ hơn

2 3

0 2,8 ( )

Z  C S h l cm

 Giải thích đại lượng :

- C : hệ sô phụ thuộc liên kết mút nẹp

- l : nhịp nẹp (m), tính cả chiều dài liên kết

- S : khoảng cách giữa các nẹp (m)

- h : áp lực tính toán, được tính bằng khoảng cách từ trung điểm của nhịp nẹp, nếu là nẹp đứng, bằng trung điểm khoảng cách giữa 2 nẹp nếu là nẹp nằm, đến đỉnh boong vách tại tâm tàu Nếu khoảng cách đó nhỏ hơn 6m thì h = 1,2 + 0,8 trị số đo được

Câu 8 : Viết công thức tính sống vách phẳng, giải thích đại lượng trong công thức?

 Giải thích đại lượng :

- S : Chiều rộng diện tích được đỡ bởi sống khảo sát (m)

- h : được đo bằng khoảng cách thẳng đứng kể từ trung điểm nhịp sống – với sống đứng, từ trung điểm của diện tích S – với sống nằm, đến đỉnh boong vách tại tâm tàu Nếu khoảng cách đó nhỏ hơn 6m thì h = 1,2 + 0,8 trị số đó

- l : nhịp của sống, được đo giữa các gối tựa của sống (m)

Câu 9 : Nêu chức năng của dàn đáy ?

 Tham gia đảm bảo độ bền dọc chung than tàu với tư cách là mép dưới của thanh tương đương

 Tạo bề mặt diện tích bố trí hàng hóa, khoang két, bố trí dằn, nhiên liệu…

 Tham gia đamr bảo độ bền cục bộ dưới tác dụng của áp lực và hàng hóa và áp lực nước dới đáy…

 Làm vành đế cho các dàn khác

Câu 10 : Điều kiện làm việc của dàn đáy ?

 Dàn đáy thường xuyên chịu ứng suất phát sinh do uốn dọc chung thân tàu Chịu uốn cục

bộ do các tải trọng sau gây ra :

- Áp lực thủy tĩnh

- Áp lực thủy động khi tàu va chạm vào sóng

- Áp lực hàng hóa do bố trí hàng hóa trong khoang

- Áp lực do thử khoang két

- Áp lực khi tàu đặt trên triền, ụ

Câu 22 : Viết công thức tính thanh chống thẳng đứng, giải thích đại lượng ?





- ls : chiều dài của thanh chống, m

- k : bán kính quán tính nhỏ nhất của tiết diện thanh chống

k I (cm)

A



- I : moomen quán tính , cm4

Câu 23 : Chức năng của dàn mạn ?

 Cùng với các dàn khác đảm bảo tính kín nước cho tàu, tăng khả năng chống chìm

 Tham gia đảm bảo độ bền cục bộ của tàu