Thiết kế tàu chở hàng khô vùng biển hoạt động không hạn chế doc

Sinh viên: Nguyễn Mạnh Tùng .Lớp: VTT49-DH2 BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI THIẾT KẾ MÔN HỌC KẾT CẤU TÀU Sinh viên: Nguyễn Mạnh Tùng Lớp : VTT49-DH2 Giáo viên hướng dẫn :

Trang 1

Sinh viên: Nguyễn Mạnh Tùng Lớp: VTT49-DH2

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI

THIẾT KẾ MÔN HỌC KẾT CẤU TÀU

Sinh viên: Nguyễn Mạnh Tùng Lớp : VTT49-DH2

Giáo viên hướng dẫn : Thầy : Trần Văn Địch

Trang 2

Trang 3

I,GIỚI THIỆU CHUNG:

Tàu thiết kế là tàu chở hàng khô,vỏ thép kết cấu hàn.Hoạt động trong vùng biển không hạn chế

Vật liệu đóng tàu là thép cấp A có REH = 235 MPa

Tàu có các kích thước chủ yếu sau:

L= 125,4 m

B = 25,5 m

D = 12,6 m

d = 11,2 m

Với các thông số trên của tàu ta dùng QUY PHẠM PHÂN CẤP VÀ ĐÓNG

TÀU BIỂN VỎ THÉP TCVN 6259 2A: 2003.

II,HỆ THỐNG KẾT CẤU,KHOẢNG,SƯỜN,PHÂN KHOANG:

II.1.2) Vùng buồng máy:

Dàn đáy kết cấu hệ thống ngang

Dàn mạn kết cấu hệ thống ngang

Dàn boong kết cấu hệ thống ngang

Dàn vách kết cấu vách phẳng gồm nẹp đứng,có nẹp đứng khoẻ,sống nằm (sơ đồ b)

II.1.3) Vùng mũi:

Dàn vách kết cấu vách phẳng gồm nẹp đứng,có nẹp đứng khoẻ,sống nằm (sơ đồ b)

II.1.4) Vùng đuôi:

Trang 4

Dàn vách kết cấu vách phẳng gồm nẹp đứng,có nẹp khoẻ,sống nằm (sơ đồ b)

Với Lmũi là khoảng cách tính từ đường vuông góc mũi đến vách chống va mũi

b,chiều dài khoang đuôi:

0,05L Lđuôi 0,08L

Suy ra: 6,27m  Lđuôi  10,032m

Chọn Lđuôi = 9,15m

Với Lđuôi là khoảng cách tính từ đường vuông góc mũi đến vách chống va đuôi

c,Chiều dài khoang máy:

e,Chiều dài khoang trung gian:

Khoang trung gian mũi: LTGM = 2,44m

Khoang trung gian mũi: LTGD=2,44m

*Chọn vách dọc:

Tra bảng 2A/11.1 ta có:

Số lượng vách kín nước tối thiểu: 7

Khoang đuôi: Từ sườn 0 đến sườn 15 dài: 9,15m

Trang 5

Khoang trung gian đuôi: Từ sườn 15 đến sườn 20 dài: 2,44m

Khoang máy: Từ sườn 20 đến sườn 46 dài: 17,5m

Khoang hàng 1: Từ sườn 46 đến sườn 72 dài: 17,5m

Khoang hàng 5: Từ sườn 150 đến sườn 176dài: 17,5m

Khoang trung gian mũi:Từ sườn176 đến sườn181dài: 2,44m

Khoang mũi: Từ sườn 181 đến sườn 192 dài: 7,32m

III.KẾT CẤU KHOANG HÀNG:

Trang 6

Trang 7

W=2,8.C.a.h.l (12 cm )3

Trong đó:

C: Hệ số phụ thuộc liên kết mút nẹp

Tra bảng 2A/11.2 ta có: C = 0,8

l1 - Chiều dài nhịp nẹp của nội boong và cũng là chiều cao nội boong.l1 = 6,5 (m)

a – Khoảng cách nẹp gia cường cho vách.(m)

Chiều dày mép kèm: s = tmin = 9 (mm) (tôn vách trong khoang hàng chính)

Vậy kích thước của mép kèm là: b x s = 800 x 9 (mm)

Sai số momen chống uốn là  = 3,778 %

Kết luận: Cơ cấu thoả mãn quy phạm

Vậy chọn nẹp vách có quy cách:

L250x160x12 (mm)

160

12 250

9 800

l1-Chiều dài nhịp nẹp và bằng chiều cao boong trên.l1 = 6,5 (m)

S-Chiều rộng của vùng mà sống phải đỡ.(m).S = 0,8(m)

h1 - Khoảng cách thẳng đứng từ trung điểm của l1 đến đỉnh của boong vách đo tại tâm tàu

(m).h1=8,26(m)

Vậy: W = 4,75.0,8.8,26.6,5 = 1326,15 (2 3

cm )

Chọn thép làm vách có quy cách là thép chữ T

Trang 8

+Mép kèm:

b = min(0,2l ; a) = min( 1300 ; 800) = 800 (mm)

Chiều dày của mép kèm : z = t (tôn vách trong khoang hàng chính)min

s = 9 (mm)Vậy kích thước của mép kèm là: b x s = 800 x 9 (mm)

l2 - Chiều dài nhịp nẹp và bằng chiều cao boong thứ 2 (boong trên).l2 = 5,01 (m)

a – Khoảng cách nẹp gia cường cho vách.(m)

Trang 9

Chiều dày mép kèm: s = tmin = 9 (mm) (tôn vách trong khoang hàng chính)

Vậy kích thước của mép kèm là: b x s = 800 x 9 (mm)

Vậy chọn nẹp vách có quy cách:

L125x80x10 (mm)

80

10 125

9 800

l2-Chiều dài nhịp nẹp và bằng chiều cao boong trên.l2 = 5,01 (m)

S-Chiều rộng của vùng mà sống phải đỡ.(m).S = 0,8 (m)

h2 - Khoảng cách thẳng đứng từ trung điểm của l2 đến đỉnh của boong vách đo tại tâm tàu.(m)

h2 = 3,204 (m) Vậy: W = 4,75.0,8.3,204.5,012 = 305,6(cm )3

+Mép kèm:

b = min(0,2l ; a) = min( 1002 ; 800) = 800 (mm)

Chiều dày của mép kèm : z = t (tôn vách trong khoang hàng chính)min

s = 9 (mm)Vậy kích thước của mép kèm là: b x s = 800 x 9 (mm)

Trang 10

b)Chiều dày tôn:

*Tôn đáy ngoài:

Chiều dày tôn đáy ngoài phải được tính toán cho 2 trường hợp đó là chiều dày tối thiểu và chiều dày theo tải trọng

-Chiều dày tối thiểu:

tmin = L = 125,5 11, 2 (mm)-Chiều dày tôn đáy khi kết cấu ở hệ thống dọc:

Trang 11

x

0,3

X L

 ;X – Khoảng cách từ tấm khảo sát đến mũi tàu(tấm ở phía trước sườn giữa) hoặc khoảng cáchđến đuôi tàu (tấm ở phía sau sườn giữa)

S- Khoảng cách cơ cấu dọc đáy.S = 0,8 (m)

d-Chiều chìm tàu.d = 11,2 (m)

L’- Lấy bằng chiều dài tàu(m).Tuy nhiên,nếu L > 230m thì lấy L’ = 230 (m).Chọn L’ = L =125,5 (m)

h1 – Chiều cao cột áp lấy theo:

(a) Vùng 0,3L kể từ mũi tàu: h1 = 9(17 20 ')(1 )2

Vậy chọn chiều dày tôn đáy vùng này là: t = 17 (mm)

-Dải tôn giữa đáy:

Theo quy phạm 2-A/14.2.1 dải tôn giữa đáy phải có chiều rộng không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau:

b = 2L + 1000 = 1251 (mm)

Theo 14.2.1.2 chiều dày tôn giữa đáy lớn hơn chiều 2 mm so với tôn đáy ngoài ở đoạn giữa tàu

Do vùng giữa tàu có X> 0,3L nên chọn chiều dày tôn giữa đáy là:

t = 17 +2 = 19 (mm)

Lấy chiều rộng dải tôn giữa đáy là : b = 1500 (mm)

-Dải tôn hông:

Chiều dày tôn hông được xác định theo công thức:

L- Chiều dài tàu.L = 125,5 (m)

l- Khoảng cách giữa các đà ngang đặc hoặc giữa các mã hông.l = 2,1(m)

a,b- Là khoảng cách từ cạnh dưới và trên của cung hông đến các dầm dọc tương ứng gần nhất với các cạnh đó.Trị số đó được coi là dương nếu lấy ở phía ngoài cung hông và ngược lại.Nếu tổng a +b mà âm thì tổng đó bằng 0

Chọn a = -10 (mm),b = 0 (mm)  a+b <0 nên chọn a+b = 0

Thay vào ta có:

Trang 12

Vậy chọn chiều dài tôn đáy trên bằng: th = 15(mm)

*Tôn đáy trên:

d0-Chiều cao tiết diện sống chính.(m).do = 1,6(m)

S- Khoảng cách giữa các dầm dọc đáy trên nếu là hệ thống kết cấu dọc hoặc khoảng cách các sườn nếu

là hệ thống kết cấu ngang.(m) S = 0,8 (m)

h-Khoảng cách thẳng đứng từ mặt tôn đáy trên đến boong thấp nhất đo ở đường tâm tàu(m).Tuy

nhiên,nếu hàng hóa được xếp cao hơn boong thấp nhất thì h phải được đo từ mặt tôn đáy trên đến boong

ở ngay phía trên lớp hàng hóa,đo ở đường tâm tàu.h = 6(m)

C: Lấy theo quy định sau:

-bo,b1 = f(B/lH) cho trong bảng 2A/4.4 b1 = 1,7

-lH: chiều dài khoang lH = 17,5 m

C’ = 4,0 nếu: 3,5 l

S

Trong đó: l – Khoảng cách các đà ngang nếu là hệ thống kết cấu dọc,hoặc khoảng cách các sống đáy nếu là hệ thống kết cấu ngang.(m)

25,5

1, 45717,5

H

B

Trang 13

Vậy chiều dày tôn đáy trên là: t = t1 = 10,84 (mm)

Chọn chiều dày tôn đáy trên là: t3 = 11 (mm)

*Sống hông:

Theo điều 4.5.3 chiều dày của sống hông phải được tăng 1,5mm so với trị số của t2 ở trên.Tuy nhiên,chiều dày của sống hông phải không nhỏ hơn chiều dày của tôn đáy trên tại vùng đó

Ta có: t3 = 9,61 + 1,5 = 11,11 (mm) > 11(mm)

Vậy chọn chiều dày của sống hông là: t3 = 12 mm

c)Tính toán cơ cấu:

do-Chiều cao tiết diện của sống chính đang xét.(m).d0 = 1,6 m

d1-Chiều cao của lỗ khoét tại điểm đang xét.(m).d1 = 0,8 m

lH-Chiều dài của khoang.(m).lH = 17,5 m

y: Khoảng cách theo phương ngang từ tâm tàu đến sống dọc.(m).y = 0

C1-Hệ số cho theo công thức sau đây.Tuy nhiên,nếu B/lH  1,4 thì lấy B/lH = 1,4 và nếu B/lH <0,4 thì lấy B/lH = 0,4

1

3103

H

B l C

C   = 0,0155x: Khoảng cách theo chiều dọc từ trung điểm của lH của mỗi khoang đến điểm đang xét (m).Tuy

nhiên,nếu x <0,2lH thì lấy x=0,2lH.Nếu x 0,45L thì lấy x = 0,45lH

Ta xét tại 2 vị trí: x = 0,2lH = 3,5 m Và

x = 0,45lH = 7,875 mTại: x = 0,2lH = 3,5 m ta có:

Trang 14

Vậy chọn: t1 = max (t’1,t”2) = 15,78 (mm)

Chọn t1 = 16 (mm)

(2) Chiều dày còn phải tính theo công thức sau đây:

t2 = C’1.d0 +2,5(mm)Trong đó:

d0-Chiều cao tiết diện sống tại điểm đang xét (m).Tuy nhiên,nếu có các nẹp nằm đặt theo chiều cao tiết diện sống thì d0 là khoảng cách từ nẹp nằm đến tôn bao đáy hoặc tôn đáy trên hoặc là khoảng cách giữa các nẹpnằm (m) d0 = 1,6 m

S1-Khoảng cách các mã hoặc nẹp đặt ở sống chính hoặc sống phụ.(m) S = 2,4 m

C’1- Hệ số tính theo Bảng 2A/4.1 tùy thuộc vào tỉ số S1/d0.Với các trị số trung gian của S1/d0 thì C’1

được tính theo phép nội suy tuyến tính

Ta có: S1

d =

2, 41,51,6 

 Tra bảng 2A/4.1 ta có: C’1 = 9,65

 t2 = 9,65.1,6+2,5 = 17,94 (mm)

Vậy chọn chiều dày tấm sống chính: t = max (t1,t2) = 17,94 (mm)  Chọn t = 18(mm)

+Gia cường cho sống chính:

1.Đáy đôi được kết cấu hệ thống dọc nên giữa các đà ngang đặc phải đặt những mã ngang cách nhau không quá 1,75m liên kết tấm sống chính với tôn đáy và với các dầm dọc đáy lân cận.Tuy nhiên khi khoảng cách các

mã đó lớn hơn 1,25m thì tấm sống chính phải được gắn nẹp bổ sung

Chọn khoảng cách giữa các mã bằng 1,6 (m) > 1,25 (m) nên cần có nẹp bổ sung

2.Chiều dày của mã nêu ở -1 phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau đây.Tuy nhiên,chiều dày đó không cần phải lớn hơn chiều dày của đà ngang đặc ở vùng đó:

t L = 0,6 125, 4 2,5 = 9,22(mm)Chọn chiều dày của mã: t = 10 mm)

3.Nẹp bổ sung nêu ở phần -1 phải là thanh thép dẹt có chiều dày bằng chiều dày của tấm sống chính và chiều cao tiết diện không nhỏ hơn 0,08d0,trong đó d0 là chiều cao tiết diện sống chính,(m),hoặc tương đương như vậy.Chọn nẹp có kích thước:

d0- Chiều cao của sống phụ đang xét d0 = 1,6 (m)

y-Khoảng cách theo phương ngang từ tâm tàu đến sống phụ.(m).y = 0,8 (m)

C’1- Hệ số tính theo Bảng 2A/4.1 tùy thuộc vào tỉ số S1/d0.Với các trị số trung gian của S1/d0 thì C’1

được tính theo phép nội suy tuyến tính

Ta có: S1

d =

0,80,51,6 

Trang 15

Theo điều 4.3.1.1 Đà ngang đặc phải được đặt cách nhau không xa quá 3,5 m

Theo điều 4.3.1.2 đà ngang đặc còn phải được đặt ở những vị trí sau đây:

- Đáy đôi được kết cấu theo hệ thống dọc thì ở ngoài vùng bệ máy,đà ngang đặc có thể được đặt ở mỗi mặt sườn thứ 2

- Dưới bệ ổ chặn và bệ nồi hơi

- Dưới các vách ngang

- Trong vùng từ vách chống va đến mút cuối của đoạn đáy gia cường mũi tàu,đà ngang đặc phải được đặt xa nhau nhất là ở mặt sườn thứ 2 (do tàu kết cấu hệ thống dọc)

Chọn khoảng cách của các đà ngang đặc là: 2,1(m)

Theo điều 4.3.1.3 Đà ngang kín nước phải được đặt sao cho sự phân khoang của đáy đôi tương hợp với sự phânkhoang của tàu

+Chiều dày của đà ngang đặc:

Chiều dày của đà ngang đặc phải không nhỏ hơn trị số tính theo các yêu cầu (1) và (2) sau đây,lấy trị số nào lớnhơn:

(1) Chiều dày phải được tính theo công thức sau đây phụ thuộc vào vị trí của đà ngang trong khoang:

' 2( ) 2,5( )''

B’: Khoảng cách giữa các đường đỉnh mã hông đo ở mặt tôn đáy trên ở đoạn giữa tàu (m)

Lấy: B’ = B = 25,5 mB”: khoảng cách các đường đỉnh mã hông đo ở mặt tôn đáy trên tại vị trí của đà ngang đặc (m)

Lấy: B” = B = 25,5 mS: Khoảng cách giữa các đà ngang đặc S = 2,1(m)y: Khoảng cách theo phương ngang từ đường tâm tàu đến điểm đang xét.(m)

do: Chiều cao tiết diện đà ngang đặc tại điểm đang xét.(m) do =1,6 (m)

d1: Chiều cao của lỗ khoét tại điểm đang xét.(m) d1 = 0,8 (m)

C2: Hệ số lấy theo Bảng 2A/4.2 tùy thuộc vào "

khoang:

0 3

Trang 16

d0: Chiều cao tiết diện định nghĩa ở (1)

C2’: Hệ số cho ở Bảng 2A/4.3 tùy thuộc vào tỉ số của khoảng cách nẹp S1(m) chia cho d0.Với các trị số trung gian của 1

Vậy chọn chiều dày đà ngang đặc: t = max(t1,t2) = 18 (mm)

+ Gia cường cho đà ngang đáy:

Ở đà ngang tấm các nẹp đứng phải được đặt tại mỗi vị trí dầm dọc do đáy đôi được kết cấu theo hệthống dọc

Nẹp đứng quy định ở trên phải là thanh thép dẹt có chiều dày bằng chiều dày đà ngang,có chiều cao không nhỏ hơn 0,08d0 trong đó d0 là chiều cao tiết diện đà ngang tại điểm đang xét (m) hoặc tương đương như vậy.Do dầm dọc đáy đôi nên chiều cao và chiều dày của nẹp đứng phải theo quy định 1.1.14-3

Chọn kích thước cho nẹp bổ sung:

Chiều dày: t = 18 (mm)Chiều cao: h  0,08d0 = 128 (mm)  Chọn h = 130 (mm)-Dầm dọc đáy:

Trong đó:

C: Hệ số cho như sau:

C = 1 Nếu giữa khoảng cách của đà ngang đáy không đặt thanh chống

C = 0,625: Ở phía dưới của két sâu

b = min(0,2l;S) = min(420;800) = 420 (mm)

Chiều dày của mép kèm: t = tmin(chiều dày tôn đáy ngoài mỏng nhất) = 15(mm)

Vậy kích thước mép kèm là: b x t = 420 x 15 (mm)

Trang 17

Chọn thép làm dầm dọc đáy dưới là thép chữ L có quy cách:

2 3



Trong đó:

C’: Hệ số được lấy như sau:

C’= 0,9 Nếu ở khoang hàng giữa của các đà ngang đáy không có thanh chống

C’= 0,54 Nếu ở khoảng cách giữa của đà ngang đáy có thanh chống

Tuy nhiên,nếu chiều rộng của các nẹp đứng ở đà ngang đáy và của các thanh chống là quá lớn thì hệ số C’ có thể được giảm thích đáng

 Chọn C’ = 0,54

fB,l và S : Như ở dầm dọc đáy dưới.fB = 1;l = 2,1 (m);S = 0,8 (m)

h: Khoảng cách thẳng đứng từ mặt tôn đáy trên đến boong thấp nhất đo ở đường tâm tàu (m).Tuy nhiên,nếu hàng hóa được xếp cao hơn boong thấp nhất thì h phải được đo từ mặt tôn đáy trên đến boong ở ngayphía trên lớp hàng hóa,đo ở đường tâm tàu.h = 6,5 (m)

Trang 18

- Tham gia đảm bảo độ bền chung thân tàu với tư cách là bản thành thanh tương đương

- Tham gia đảm bảo độ bền cục bộ của tàu

- Cùng với các dàn khác đảm bảo kín nước cho tàu( chống hắt nước vào khoang) tăng khả năng chống chìm

- Làm vành đế cho các dàn khác

2.Điều kiện làm việc:

- Thường xuyên chịu ứng suất phát sinh do uốn dọc chung thân tàu

- Chịu ứng suất phát sinh do các tải trọng cục bộ của nước ngoài mạn(và hàng trong khoang nếu có),tải trọng vađập gây ra vv

- Chịu ứng lực của các dàn khác truyền tới

II) Sơ đồ bố trí:

Dàn mạn có thể kết cấu ở hệ thống dọc hoặc ngang tùy thuộc vào điều kiện chất tải và kích thước vành đế

Do tỉ số: L/B = 125,5/12,6 = 9,96 > 2 ta sử dụng sơ đồ (a).Đồng thời phải có các sườn khỏe đặt trong mỗi mặt phẳng của xà ngang boong khỏe

III)Kết cấu dàn mạn:

1.Chiều dày tôn mạn:

Theo điều 14.3.1 chiều dày tối thiểu (tmin) của tôn bao ở dưới boong tính toán phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau đây:

min

t  L  125,5 11, 2( mm)Theo điều 14.3.2 ta có chiều dày tôn mạn được xác định như sau:

Chiều dày tôn mạn,trừ tôn mép mạn,ở dưới boong tính toán ở đoạn giữa tàu phải thỏa mãn các yêu cầu (1) và (2) sau đây:

(1) Chiều dày tôn mạn phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau đây:

t= C1C2S d 0,125D0,05 'L h 1 + 2,5 (mm)

Trong đó:

S: Khoảng cách giữa các sườn ngang (m).S = 0,7 (m)L’: Chiều dài của tàu (m).Tuy nhiên nếu L’> 230m thì lấy L’ = 230mChọn L’ = L = 125,5m

C1: Hệ số được cho như sau:

2

 = 10,5 nếu L  400m

 Do L = 125,5m <230m nên Chọn 2 = 6 (mm)

Định dạng
Số trang	22
Dung lượng	749 KB