BÀI tập TÍNH kết cấu tàu THỦY THEO QUY PHẠM

Đây là phần bài tập mẫu về cách tính toán kết cấu của tàu thủy dựa theo quy phạm đóng tàu.Đây là phần bài tập mẫu về cách tính toán kết cấu của tàu thủy dựa theo quy phạm đóng tàu.Đây là phần bài tập mẫu về cách tính toán kết cấu của tàu thủy dựa theo quy phạm đóng tàu.Đây là phần bài tập mẫu về cách tính toán kết cấu của tàu thủy dựa theo quy phạm đóng tàu.

1

Bài tập nhằm mục đích hướng dẫn sinh viên cách thức sử dụng Quy phạm đóng tàu để tính chọn các kích thước, lựa chọn quy cách, phương án bố trí và kiểm tra độ bền các kết cấu

Để thực hiện bài tập này, sinh viên cần đọc kỹ phần lý thuyết về đặc điểm kết cấu tàu, phân tích Quy phạm tương ứng để lựa chọn công thức tính kích thước kết cấu phù hợp trên cơ sở đảm bảo được các yêu cầu đặt ra khi thiết kế và bố trí kết cấu về độ bền, tính hợp lý, tính kinh tế v v… Trong phần này có hai bài tập thực hành thường gặp trong thực tế

- Tính kết cấu của tàu đóng mới

- Kiểm tra kết cấu tàu thiết kế

- Tính kết cấu của tàu hoán cải

Bài tập này sẽ hướng dẫn cách tính kết cấu tàu đóng mới theo yêu cầu của Quy phạm TCVN 6259-2B : 2003

2.1.GIỚI THIỆU CHUNG

2.1.1.Công dụng, vùng hoạt động, quy phạm áp dụng

2.1.2.Các thông số cơ bản và tỷ số kích thước của tàu

- Chiều dài thiết kế : LTK = 76,45 m

- Tỷ số chiều rộng - chiều cao :

D

B = 2 < 4

2

2.2.KHOẢNG CÁCH SƯỜN VÀ SƠ ĐỒ PHÂN KHOANG

2.2.1.Khoảng cách sườn

Khoảng cách sườn được tính theo yêu cầu của Quy phạm cụ thể như sau :

 Khoảng cách giữa các sườn ngang s được tính theo điều 5.2.1 của Quy phạm

S = 450 + 2L = 602,9 mm

Chọn khoảng cách sườn S = 550 mm trên toàn bộ chiều dài tàu

 Khoảng cách giữa các dầm dọc S được tính theo điều 5.2.2 của Quy phạm

s = 550 + 2L = 702,9 mm

2.2.2.Sơ đồ phân khoang

Trên cơ sở khoảng cách sườn đã xác định, chia chiều dài tàu thành 130 khoảng sườn thực với khoảng cách sườn ở các khu vực như sau :

- Khoảng sườn vùng đuôi tàu : 0,55 m (từ sườn số 0 đến sườn 28)

- Khoảng sườn vùng giữa tàu : 0,55 m (từ sườn số 28 đến sườn 116)

- Khoảng sườn vùng mũi tàu : 0,55 m (từ sườn số 116 đến sườn 130)

Hình 2.1 : Sơ đồ phân khoang của tàu thiết kế

3

2.3.TÍNH CHỌN CÁC KẾT CẤU

2.3.1.Xác định tải trọng boong

1.Boong thời tiết

Tải trọng boong tính toán được tính theo công thức ghi trong chương 15 của Quy phạm, trong đó tải trọng tính toán tác dụng lên boong thời tiết được xác định theo công thức :

h = a (0,067 bL - y) (KN/m2) (2.1)

trong đó : L - chiều dài tàu, được tính bằng L = 76,45 m

a, b, y - các đại lượng được xác định theo bảng 2.1

Bảng 2.1 : Xác định các đại lượng a, b, y

a

b y (m) Tôn

boong

Xà boong

Cột chống

Sống boong

I Phía trước của 0,5L tính từ

đường vuồng góc mũi 14,7 9,8 4,9 7,35 1,42 3,602

II Từ 0,15L đến 0,3L tính từ

đường vuông góc mũi 11,8 7,8 3,9 5,9 1,20 1,7 III Từ 0,3L đường vuông góc mũi

đến 0,2L đường vuông góc đuôi 6,9 4,8 2,25 3,45 1,00 0,93

IV Từ phía sau 0,2L đường vuông

góc đuôi 9,8 6,6 3,25 4,9 1,15 1,887

Thay giá trị tương ứng trong bảng 5.1 vào công thức tính trên xác định giá trị tải trọng tính toán h (KN/m2) tác dụng lên kết cấu boong theo giá trị các đại lượng a, b, y như ở bảng 2.2

Bảng 2.2 : Giá trị tải trọng tính toán h xác định theo giá trị các đại lượng a, b, y

h(KN/m2) Tôn

boong

Xà boong

Cột chống

Sống boong

I Phía trước của 0,15L từ đường vuông góc mũi 53,97 35,98 17,99 26,99

II Từ 0,15.L đến 0,3L từ đường vuông góc mũi 52,47 34,68 17,34 26,23 III Từ 0,3L đường vuông góc mũi đến 0,2L từ

đường vuông góc đuôi 28,93 20,12 9,43 14,46

IV Từ phía sau 0,2L từ đường vuông góc đuôi 39,23 26,42 13,01 19,62

 Giá trị nhỏ nhất của tải trọng tính toán h

Giá trị nhỏ nhất của tải trọng tính toán h được tính theo công thức :

hmin = C L50 - đối với dòng I, II và III ở bảng dưới đây (2.2)

hmin = C L - đối với dòng IV ở bảng dưới đây (2.3)

boong

Xà boong

Cột, sống dọc, sống ngang boong

I và II Phía trước 0,3L tính từ mũi tàu 2,85 4,2 1,37

III Từ 0,3.L đường vuông góc mũi đến

0,2L từ đường vuông góc đuôi 1,37 2,05 1,18

IV Từ sau 0,2L từ đường vuông góc đuôi 1,95 2,95 1,47

Thay các giá trị C trong bảng 2.3 vào công thức (2.2) và (2.3) nhận được giá trị nhỏ nhất của tải trọng tính toán hmin như trong bảng 2.4

Bảng 2.4 : Giá trị nhỏ nhất của tải trọng tính toán hmin tác dụng lên boong thời tiết

hmin (KN/m2) Tôn

boong

Xà boong

Cột, sống dọc, sống ngang boong

I và II Ở phía trước 0,3L tính từ mũi tàu 32,05 47,23 15,41

III Từ 0,3.L đường vuông góc mũi đến 0,2L

từ đường vuông góc đuôi 15,41 23,05 13,27

IV Từ sau 0,2L từ đường vuông góc đuôi 21,93 33,17 16,53

Kết hợp các giá trị trong bảng 2.3 và bảng 2.4 có thể xác định được giá trị tải trọng boong tính toán h (KN/m2) đối với boong thời tiết theo bảng 2.5

Bảng 2.5 : Giá trị tải trọng boong tính toán h (KN/m2

)

h (KN/m2) Tôn

boong

Xà boong

Cột chống

Sống boong

I Phía trước 0,15L từ đường vuông góc mũi 53,97 47,23 17,99 26,99

II Từ 0,15.L đến 0,3.L từ đường vuông góc mũi 52,47 47,23 17,34 26,23 III Từ 0,3.L đường vuông góc mũi đến 0,2.L từ

đường vuông góc đuôi 28,93 23,05 13,27 14,46

IV Từ phía sau 0,2.L từ đường vuông góc đuôi 39,23 33,17 16,53 19,62

2.Boong vuông kiểu thượng tầng lầu

Tải trọng tính toán h (KN/m2) tác dụng lên boong vuông kiểu thượng tầng lầu được tính theo công thức trị sau :

h = 12,8 m (KN/m2)

5

2.3.2.Chiều dày tôn bao

1.Tôn bao

Tôn bao vùng giữa tàu

Chiều dày các tấm tôn bao đoạn giữa tàu không được nhỏ hơn giá trị tính trong bảng 2.6 Bảng 2.6 : Kết quả tính chiều dày các tấm tôn bao vùng giữa tàu

Khu vực tôn Điều Chiều dày tôn t (mm)

Công thức tính Giá trị Chọn Tôn đáy 14.3.4.1 4,7S d0,035L + 2,5 9,61 10 Dải tôn đáy : - chiều rộng

- chiều dày

14.2.1 4,5L + 775 1119,03 1120

4,7S d0,035L + 2,5 9,61 10 Tôn mạn 4,1S d0,04L+ 2,5 8,86 10 Tôn mép mạn 4,1S d0,035L + 2,5 +1 9,70 11 Tôn mạn dưới boong 14.3.1 0,044L + 5,6 8,55 10

 Tôn bao vùng mũi và đuôi tàu

Chiều dày các các tấm tôn bao (tôn boong, tôn đáy và tôn mạn tàu) vùng mũi và đuôi tàu không được nhỏ hơn các giá trị cho trong bảng 5.7

Bảng 2.7 : Bảng tính chiều dày các tấm tôn bao tàu

Khu vực tôn Điều Chiều dày tôn t (mm)

Công thức tính Giá trị Chọn Tôn bao vùng mũi và vùng đuôi 14.4.1 0,044L + 5,6 8,55 10 Tôn bao vùng 0,3L từ mút mũi tàu 14.4.2 1,34 S L + 2,5 8,94 10 Tôn bao vùng 0,3L từ mút đuôi tàu 14.4.3 1,2 S L + 2,5 8,27 10 Vùng gia cường đáy mũi S = 0,55 m

Boong vùng mũi đặt trục 0,09L + 4,5 11,38 12

Vùng III (từ 0,3L từ mút mũi đến 0,2.L từ mút đuôi) 15.4.I.1.b 1,63S h + 2,5 6,85 10

Vùng IV (sau 0,2.L từ mút đuôi tàu) 15.4.I.1.c 1,47S h + 2,5 7,56 10

3.Tôn vách

Theo điều 11.2.1 của quy phạm, chiều dày tôn vách không được nhỏ hơn giá trị tính theo công thức :

3,2S h + 2,5 = 7,25 mm

trong đó : S - khoảng cách giữa các nẹp vách, lấy S = 0,55 m

h - khoảng cách lớn nhất từ cạnh dưới tôn vách đến boong vách đo ở đường tâm

Kết quả tính chiều dày tôn vách được trình bày trong bảng 2.9

Bảng 2.9 : Bảng tính chiều dày tôn vách

Vùng tôn Điều

Chiều dày tối thiểu t (mm) Công thức tính theo

quy phạm Giá trị Chọn Chiều dày dải tôn trên 11.2.1 3,2.S h + 2,5 6,16 8 Chiều dày dải tôn cuối 11.2.2 3,2.S h + 2,5 +1 7,16 8

Sống nằm T

8300

10x160

Khoảng cách giữa các chi tiết kết cấu của vách ngăn được lựa chọn như sau :

- Khoảng cách giữa các nẹp đứng, giữa nẹp đứng với sống đứng s = 0,7 (m)

- Khoảng cách giữa các sống đứng của vách là s = 2,1 (m)

- Chiều cao thẳng đứng của sống nằm vách tính ở tâm tàu h = 3,127 (m)

Hình 2.2 là sơ đồ bố trí các chi tiết kết cấu của một vách ngăn ngang khoang hàng trên tàu đang thiết kế

Hình 2.2 : Sơ đồ bố trí các kết cấu của vách ngăn ngang của khoang hàng

h - khoảng cách thẳng đứng từ trung điểm l, là nẹp đứng đến đỉnh của boong vách

đo ở đường tâm tàu

h = 4,503 (m) < 6m nên có thể tính chọn như sau :

h' = 1,2 + 0,8.h = 4,8024 (m)

C - hệ số cho ở bảng 2 - B/11.2, tùy thuộc kiểu của các liên kết mút nẹp C = 1,35

Mép kèm S = 8 mm nên chọn chiều rộng mép kèm b = min (0,2 l ; S) = 569 mm

Fi.Zi (cm3)

Fi.Zi2 (cm4)

io(cm4)

WW(

o



Như vậy, quy cách nẹp đứng của vách lựa chọn ở

trên thỏa mãn được yêu cầu của Quy phạm

h - khoảng cách thẳng đứng từ trung điểm l, là sống đứng đến đỉnh boong vách

đo ở đường tâm tàu(m), lấy h = 3,109 m < 6 m nên lấy như sau :

12x240

Fi.Zi (cm3)

Fi.Zi2 (cm4)

io(cm4)

WW(

o



< 5%

Như vậy, quy cách sống đứng vách lựa chọn thoả mãn

yêu cầu của Quy phạm

h - khoảng cách thẳng đứng từ trung điểm S, là sống nằm đến đỉnh boong vách

đo ở đường tâm tàu(m), lấy h = 4,531 m < 6m nên lấy

10x160

Fi.Zi (cm3)

Fi.Zi2 (cm4)

io(cm4)

WW(

o



Như vậy, quy cách sống nằm lựa chọn ở trên thoả mãn

yêu cầu của Quy phạm

11

2.Dàn boong

Dàn boong được kết cấu theo hệ thống ngang với khoảng cách giữa các xà ngang boong

là S = 550mm với sơ đồ kết cấu như mô tả trên hình 5.3

17600x7800

Hình 2.3 : Kết cấu khung dàn boong tàu

Xà ngang boong thường

Theo điều 8.3.3 của Quy phạm, môđun chống uốn của tiết diện xà ngang boong không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau:

W = 0,43.S.h.l2 = 197,04 cm3

trong đó : S - khoảng cách giữa các xà ngang boong (m), lấy S = 0,55 m

h - tải trọng boong, tính theo bảng 4, lấy h = 47,23 KN/m2

Fi.Zi (cm3)

Fi.Zi2 (cm4)

io(cm4)

%100)

WW( 

%5

%46,



Quy cách trên thoả mãn yêu cầu của Quy phạm

1.Vách ngang 2.Xà ngang boong thường 3.Sống ngang miệng quây 4.Xà ngang khỏe

5.Sống dọc miệng quầy 6.Sống chính

7.Sống dọc boong

trong đó : S - khoảng cách giữa các xà ngang boong (m), S = 0,55 m

l - khoảng cách giữa các đường tâm cột (m), l = 4,4 m

b - khoảng cách giữa hai sống ngang lân cận nhau (m), b = 2,2 m

h - tải trọng boong quy định theo 3.5.1, h = 26,23 KN/m2

- Theo điều 10.3.2, giá trị mô men quán tính của tiết diện sống ngang boong không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau :

I = 4,2 Wl = 9992,49 cm4

với W là môđun chống uốn của tiết diện sống ngang boong quy định theo điều 10.3.1 ở ngoài đường miệng khoang của boong tính toán đoạn giữa tàu lớn hơn trị số tính theo công thức :

W = 0,484.l (l.b.h + kw) = 540,72 cm3

Còn các đại lượng l, b, h trong công thức trên thì được quy định như trên, cụ thể như sau :

h - tải trọng tác dụng lên sống ngang boong

k = 0 h = 26,23 KN/m3

kwo = 0 (tàu có một boong chính)

l - khoảng cách giữa các gối tựa của sống ngang boong (m), l = 2,2 m

b - chiều rộng bản mép không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau :

10x160

Bảng tính chọn thép :

STT Quy cách Fi

(cm2)

Zi (cm)

Fi.Zi (cm3)

Fi.Zi2 (cm4)

io(cm4)

Tổng A = 103 B = 1078 C = 29717,72

WW( 

= 3,31% < 5 %

Quy cách trên thoả mãn yêu cầu của quy phạm

 Sống dọc boong làm thành quầy dọc khoang hàng đối với các khoang hàng I và II

- Theo điều 17.2.3, chiều dày thành miệng khoang t lớn hơn giá trị tính theo công thức

W W

= 2,8 % < 5 %

Quy cách trên thoả mãn yêu cầu của quy phạm

14

Xà ngang boong khoẻ là thành quầy miệng khoang hàng I và II

- Theo điều (10.2.3), chiều dày của bản thành t phụ thuộc vào khoảng cách giữa các nẹp gia cường bản thành S1 và không nhỏ hơn giá trị tính theo công thức :

trong đó : l - khoảng cách giữa các đường tâm cột , l = 4,4 m

b - khoảng cách giữa sống miệng khoang đến vách ngang, b = 2,2 m

h - tải trọng tác dụng lên sống ngang boong, h = 47,23 KN/m2

Fi.Zi (cm3)

Fi.Zi2 (cm4)

%100)

WW( 

= 52,17%

Như vậy, quy cách xà ngang boong khỏe làm thành miệng

khoang hàng lựa chọn ở trên thoả mãn với sống dọc miệng quầy

và thỏa mãn yêu cầu quy phạm

w.233,0

 = 20,23 (cm3)

trong đó : l - chiều cao cột chống có giá trị l = 5,442 (m)

ko - hệ số tính theo công thức

ko =

)F(A

I = 6,17

I - mômen quán tính tối thiểu của tiết diện cột

A(F) - diện tích tiết diện cột, cm2

w - tải trọng boong mà cột đỡ (KN) tính theo công thức quy định ở điều 9.2.2

w = S.b.h = 327,36 (KN)

S - khoảng cách trung điểm hai nhịp kề nhau của sống được cột đỡ, m

b - chiều rộng vùng sống đỡ có giá trị b = 4,2 m

h - tải trọng boong mà cột phải đỡ, h = 17,34 KN/m2

Từ số liệu trên chọn cột chống có tiết diện là tròn rỗng có đường kính cột dp = 250 mm với chiều dày nhỏ nhất của tiết diện cột tính theo điều 9.2.3.1

A2 =  2

t 2

p dd

Sườn thường thuộc khoang hàng trong vùng 0,15L = 11,47 m từ mũi đến vách chống va

Theo điều 5.3.2.1 mômen chống uốn của tiết diện sườn ngang khoang :

STT Quy cách Fi (cm2) Zi (cm) Fi.Zi (cm3) Fi.Zi2 (cm4) io

%100)

WW( 

= 3,676% < 5 %

Chọn thép L160x160x12 làm sườn thường khu vực mũi là thoả mãn yêu cầu Quy phạm

1.Tôn boong 2.Sườn thường 3.Cột chống 4.Tôn đáy 5.Sườn khỏe 6.Sống dọc mạn

17

 Sườn thuộc khoang hàng trong vùng 0,15L = 11,47 m đến vách đuôi

Theo điều 5.3.2.1, giá trị mômen chống uốn của tiết diện sườn ngang khoang hàng trong vùng 0,15L = 11,47 m đến vách đuôi không được nhỏ hơn giá trị tính theo công thức :

Fi.Zi (cm3)

Fi.Zi2 (cm4)

io (cm4)

%100)

WW( 

Trên cơ sở đó, tiến hành chọn quy cách thép như sau :

- Lấy mép kèm S = 10 mm  Chọn chiều rộng mép kèm b = min(0,2l ; S) = 550 mm Chọn mép kèm b = 550 mm

- Chọn sườn khỏe có quy cách T220x12/450x10 và bảng tính chọn thép như sau :

STT Quy cách Fi

(cm2)

Zi (cm)

Fi.Zi (cm3)

Fi.Zi2 (cm4)

io (cm4)

3 220x12 26,4 46,1 1217,04 56106

 A = 126,4 B = 2252,04 C = 87504,29

Từ các số liệu trong bảng trên, có thể tính chọn

các đại lượng như sau :

%100)

WW( 

= 2,17% < 5%

Như vậy, quy cách sườn khỏe được chọn như trên

thoả mãn yêu cầu của Quy phạm

Trên cơ sở đó, tiến hành chọn quy cách thép như sau :

Lấy mép kèm S = 10 mm  Chọn chiều rộng mép kèm b = min(0,2l ; S) = 550 mm Chọn b = 550 mm

Chọn sống dọc mạn có quy cách T150x12/380x10 và bảng tính chọn thép

STT Quy cách Fi

(cm2)

Zi (cm)

Fi.Zi (cm3)

Fi.Zi2 (cm4)

io (cm4)

%100)

WW( 

= 3,8% < 5%

Như vậy, quy cách của sống dọc mạn chọn lựa ở trên

thoả mãn được yêu cầu khoét lỗ để sườn thường có quy cách

100x100x8 chui qua

- Chiều dày tôn đáy ngoài

Chiều dày tôn tối thiểu :

21

Sống chính đáy

Chọn sống chính đáy có quy cách chữ T

10x900

12x350

- Chiều dày tấm sống chính (điều 4.24)

tmin = 0,5.L + 6 = 9,8225 mm, chọn t = 10 mm

- Bản thành (chiều cao sống chính đáy)

Theo điều 4.2.3, chiều cao sống chính do không được nhỏ hơn giá trị B/16 = 823,75 mm nhưng trong mọi trường hợp không nhỏ hơn 700 mm Chọn do = 900 mm

- Nẹp gia cường sống chính

Các nẹp gia cường cho sống chinh đáy được đặt trên sống chính giữa các đà ngang khoẻ, với chiều dày của nẹp bằng chiều dày tấm sống chính, chiều cao tiết diện nẹp không nhỏ hơn 0,08do = 72 mm (do - chiều cao sông chính) Chọn kích thước nẹp là 100x100x10

Sống phụ đáy

Chọn sống phụ đáy có quy cách dạng chữ T

10x900

12x300

với quy cách tính chọn như sau :

22

- Nẹp gia cường sống phụ

Theo điều 4.3.4/2 trong Quy phạm, chiều dày của các nẹp gia cường cho sống phụ đáy bằng chiều dày tấm sống phụ, còn chiều cao của tiết diện phải không nhỏ hơn 0,08.do = 72 mm Vậy chọn quy cách của nẹp gia cường sống phụ là 100x100x10

- Lỗ khoét giảm trọng lượng

Theo điều 4.3.5, lỗ khoét giảm trọng lượng có đường kính không lớn hơn 1/3 chiều cao tiết diện sống nhưng ở khoang ngăn hoặc ngoài phạm vi 0,75L có thể lấy đường kính lỗ khoét lớn hơn giá trị yêu cầu trên

Đà ngang khoẻ (tấm)

Theo điều 4.4.1, đà ngang đặc dạng chữ T bố trí cách nhau không quá 3,5 m với quy cách

- Chiều dày bản thành đà ngang khỏe (điều 4.42)

t  0,6 L + 2,5 = 7,746 mm ; chọn t = 10 mm

- Môđun chống uốn của tiết diện

W  4,27.Shl2 = 1729,98 cm3

trong đó : S - khoảng cách giữa các đà ngang tấm, S = 0,55 m

l - khoảng cách giữa các đỉnh giữa các mã sườn hai mạn l = 11,2 + 0,3 = 11,5 m

h - tải trọng tác dụng lên đà ngang khỏe, h = max(d ; 0,66D) = 5,57

- Chiều dày bản mép (điều 3.4.3) : chọn t = 10 mm

Lấy mép kèm S = 10 mm  Chọn chiều rộng mép kèm b = min(0,2l ; S) = 550 mm Chọn đà ngang khoẻ có quy cách T220x10/900x10 và lập bảng tính

STT Quy cách Fi

(cm2)

Zi (cm)

Fi.Zi (cm3)

Fi.Zi2 (cm4)

io (cm4)

%100)

WW( 

= 3,469% < 5 %

Quy cách trên thoả mãn yêu cấu của quy phạm

Liên kết giữa mạn và đà ngang đáy bằng mã sườn

23

- Nẹp đứng gia cường đà ngang khoẻ

Theo điều 4.4.3, đề bên các nẹp đứng lớn hơn độ bền thanh thép dẹt có chiều dày bằng chiều dày đà ngang tấm, chiều cao tiết diện lớn hơn 0,08do = 72 mm (do - chiều cao sống chính) Chọn nẹp đứng gia cường đà ngang đặc L75x75x10

- Lỗ khoét giảm trọng lượng

Theo điều 4.4.4 Quy phạm, lỗ khoét giảm trọng lượng trong phạm vi 0,1B từ tôn mạn, chiều cao lỗ khoét không lớn hơn 1/5 chiều cao tiết diện đà ngang bằng 180 mm

Đà ngang khung

Do đáy đôi được kết cấu theo hệ thống ngang nên theo điều 4.5.1 của Quy phạm thì tại mỗi mặt sườn giữa của các đà ngang khoẻ phải bố trí các đà ngang khung với kích thước của dầm ngang đáy trên và đáy dưới tính theo điều 4.5.2

- Giá trị môđun chống uốn của dầm ngang đáy dưới lớn hơn giá trị tính theo công thức :

W = CShl2 = 149,70 (cm3)

trong đó : C - hệ số có giá trị C = 6

l - khoảng cách lớn nhất giữa nẹp gia cường sống phụ với mã, l = 2,45 m

S - khoảng cách các dầm ngang đáy dưới, S = 0,55 m

h - tải trọng tác dụng lên dầm ngang đáy dưới, tính theo công thức

Fi.Zi (cm3)

Fi.Zi2 (cm4)

io (cm4)

%100)

WW( 

= 1,93% < 5%

Như vậy, quy cách của dầm ngang đáy dưới

L100x100x10 là thoả mãn yêu cầu Quy phạm

24

- Giá trị môđun chống uốn đà ngang đáy trên lớn hơn giá trị tính theo công thức sau :

W = C.S.h.l2 = 127.25

trong đó : C - hệ số có giá trị C = 5,1

l - khoảng cách lớn nhất giữa nẹp gia cường sống phụ với mã, l = 2,45 m

S - khoảng cách các dầm ngang đáy dưới, S = 0,55 m

h - tải trọng tác dụng lên đà ngang đáy trên, tính theo công thức h = d + 0,026.L

Lấy mép kèm S = 10 mm  chọn chiều rộng của mép kèm b = min(0,2l ; S) = 550 mm Trên cơ sở đó có bảng tính chọn thép như sau :

STT Quy cách Fi

(cm2)

Zi (cm)

Fi.Zi (cm3)

Fi.Zi2 (cm4)

io (cm4)

%100)

WW

10x120

Hình 2.6 : Kết cấu khu vực mũi tàu

 Chiều dày tôn boong (điều 15.4.1)

t = 1,25S h + 2,5 = 1,25.0.55 + 2,5 = ; chọn t = 10 mm

 Xà ngang boong

Điều 8.3.3 quy định giá trị môđun chống uốn tiết diện xà ngang boong không nhỏ hơn :

Wo = 0,43 Shl2 = 144,76 (cm3)

trong đó : S - khoảng cách giữa các xà ngang boong, S = 0,55 m

h - tải trọng boong tính theo bảng 3.5.1, h = 47,23 KN/m2

l - khoảng cách nằm ngang từ đỉnh trong của mã xà đến sống dọc boong hoặc là

Fi.Zi (cm3)

Fi.Zi2 (cm4)

io (cm4)

%100)

WW( 

= 19,91%

Quy cách trên thoả mãn yêu cấu quy phạm

trong đó : l - khoảng cách giữa các đường tâm cột, l = 4,4 m

b - khoảng cách giữa trung điểm hai nhịp kề nhau được đo bởi sống, b = 2,35 m

h - tải trọng tác dụng lên sống dọc boong, tính theo bảng 3.5.1, h = 26,99 KN/m2

10x140

ta có bảng tính chọn thép như sau :

STT Quy cách Fi

(cm2)

Zi (cm)

Fi.Zi (cm3)

Fi.Zi2 (cm4)

io (cm4)

Từ các số liệu trong bảng tính trên có thể tính

được các đại lượng như sau :

%100)

WW( 

= 2,95% < 5 %

Như vậy, quy cách sống dọc boong T

10x350

10x140

nêu trên là thoả mãn yêu cầu của quy phạm

Hình 2.7 : Kết cấu dàn mạn khu vực mũi tàu Quy cách các cơ cấu khu vực mũi tàu được tính chọn như sau :

Chiều dày tôn mạn (điều 14.4.2)

t = 10 mm

Sườn mạn (sườn ngang)

Điều 5.6.1 quy định môđun chống uốn tiết diện sườn ngang dưới boong mạn khô nhỏ hơn

W = 8.S.h.l2 = 219,43 (cm3)

trong đó : S - khoảng cách sườn, S = 0,55 m

l - khoảng cách hai gối tựa của sườn mạn, l = 2,7 m

Fi.Zi (cm3)

Fi.Zi2 (cm4)

io (cm4)

%100)

WW( 

= 2,6 % < 5 %

Quy cách trên thoả mãn quy phạm

28

Sống dọc mạn

Giá trị môđun chống uốn tiết diện sống dọc mạn lớn hơn giá trị tính theo công thức sau :

W = 8Shl2 = 480,31 cm3

trong đó : S - chiều rộng diện tích được đỡ bởi sống mạn (m), S = 2,845 m

l - khoảng cách các gối tựa của sống (m), l = 1,65 m

h - tải trọng tác dụng, h = 0,12L - S/2 = 7,752 m

L - khoảng cách tính từ trung điểm S đến điểm 0,12L cao hơn mặt tôn giữa đáy

Mép kèm 10 mm  chiều rộng mép kèm b = min (0,2l ; S) = 330 mm, chọn b = 350 mm Chọn sống dọc mạn có quy cách T120x10x300x10, ta có bảng tính

STT Quy cách Fi

(cm2)

Zi (cm)

Fi.Zi (cm3)

Fi.Zi2 (cm4)

io (cm4)

%100)

WW( 

10x802

10x8021

10x120

3.Sống đứng T

8300

10x160

Hình 2.8 : Sơ đồ kết cấu vách ngang

Quy cách các cơ cấu vách ngang được tính chọn như sau :

Chiều dày tôn vách (điều 11.2.1) : t = 8 mm

 Nẹp vách

Điều 11.2.3 quy định giá trị môđun chống uốn tiết diện nẹp vách lớn hơn trị số :

W = 2,8.CShl2 = 79,91 (cm3)

S - khoảng cách giữa các nẹp đứng thường (m), S = 0,7m

l - chiều dài nhịp nẹp, đo giữa các đế lân cận nẹp kể cả chiều dài liên kết, l = 2,845 (m)

h - khoảng cách thẳng đứng tính từ trung điểm của nẹp đứng l cho đến đỉnh boong vách,

đo ở đường tâm tàu h = 4,5 m Theo quy phạm h < 6m, lấy h' = 1,2 + 0,8h = 4,82 (m)

C - hệ số cho ở bảng 2 - B/11.2 tuỳ thuộc kiểu các liên kết mút nẹp bằng mã C = 0,8

Mép kèm 8 mm  chiều rộng mép kèm b = min (0,2l ; S) = 569 mm, chọn b = 600 mm Chọn nẹp vách có quy cách L80x80x8

STT Quy cách Fi

(cm2)

Zi (cm)

Fi.Zi (cm3)

Fi.Zi2 (cm4)

io (cm4)

%100)

WW

( 

= 4,29% < 5 %

Quy cách trên thoả mãn yêu cầu quy phạm

trong đó : S - chiều rộng vùng mã sống phải đỡ (m), S = 2,845 m

l - chiều dài nhịp đo giữa các gối lân cận của sống (m), l = 2,1 m

h - khoảng cách thẳng đứng tính từ trung điểm l của sống đứng đến đỉnh của

boong vách đo ở đường tâm tàu h = 3,1 m

Theo quy phạm h < 6m, lấy

h' = 1,2 + 0,8h = 3,7 m

- Chọn thép

Mép kèm 8 mm  chiều rộng mép kèm b = min (0,2l ; S) = 420 mm, chọn b = 450 mm Chọn sống nằm vách có quy cách T

8260

10x120

Bảng tính chọn thép :

STT Quy cách Fi

(cm2)

Zi (cm)

Fi.Zi (cm3)

Fi.Zi2 (cm4)

io (cm4)

%100)

WW( 

= 1,75 % < 5 %

Như vậy, quy cách của sống nằm vách T

8260

10x120

được lựa chọn thoả mãn yêu cầu của Quy phạm

- Liên kết

Sống nằm của vách ngang được liên kết với sống mạn tàu bằng mã chữ T

trong đó : S - chiều rộng vùng mã sống phải đỡ (m), S = 2,1 m

l - chiều dài nhịp đo giữa các gối lân cận của sống (m), l = 4,83 m

h - khoảng cách thẳng đứng từ trung điểm của sống đứng l đến đỉnh boong vách

đo ở đường tâm tàu (m), h = 3,2 m < 6m nên lấy h' = 1,2 + 0,8.h = 3,6872 (m)

- Chọn thép

Mép kèm 8 mm  chiều rộng mép kèm b = min (0,2l ; S) = 550 mm, chọn b = 550 mm Chọn sống đứng (sống khoẻ) vách có quy cách T

10x450

12x240

Bảng tính chọn thép

STT Quy cách Fi

(cm2)

Zi (cm)

Fi.Zi (cm3)

Fi.Zi2 (cm4)

io (cm4)

%100)

WW( 

= 1,42 % < 5 %

Quy cách sống nằm vách T

8260

10x120

thoả mãn Quy phạm

Sống mũi

Theo điều 2.1.1, quy cách sống mũi tàu được tính chọn như sau :

- Chọn kiểu sống mũi tấm có chiều dày tôn t = 0,1L + 4 = 11,65 mm, chọn t =12 mm

- Chiều rộng bản thành sống mũi bằng 600 mm

- Gia cường sống mũi bằng các mã cách nhau 650mm và các mã ngang cách nhau 1m

Chiều rộng mã theo phương ngang tàu b = 0,5L + 25 = 63,23 mm Chiều dài mã theo phương dọc tàu l = 1,6L + 100 = 222,3 mm

và sống phụ đáy T

10x900

12x300

Đà ngang đáy

- Đà ngang đặc lấy tương tự vùng khoang hàng chuyển sang

- Đà ngang khoẻ có quy cách T

10x900

10x220

- Đà ngang giảm nhẹ thay đà ngang khung có quy cách T

10x900

10x220

và được khoét các lỗ giảm trọng và lỗ cho người chui với chiều cao lỗ trong phạm vi

0,1B kể từ mạn tàu, chiều cao của lỗ khoét hlỗ phải nhỏ hơn 1/5

lần chiều cao của tiết diện đà ngang : hlỗ  1/5.do = 180 mm

Giữa các nẹp đứng có khoét lỗ chui có quy cách 1080x540

 Bệ máy

Do tàu có kết cấu đáy đôi nên theo điều 18.2.2, các sống phụ bổ sung được đặt ở đáy đôi, với máy chính có các kích thước là LxBxH = 3069x960x1544 đặt trực tiếp lên tôn đáy trên Chiều cao của đường tâm thành bệ máy được xác định bằng 900mm sao cho khi đặt máy thì chiều cao của đường tâm trục máy trùng với đường trục chân vịt trong tuyến hình tàu thiết kế Dựa vào các kích thước từ đáy cácte tới đường tâm trục ta có các kích thước cụ thể như sau :

- Chiều cao thành bệ máy do = 900 mm

- Chiều dày tấm thành bệ máy

S1  a 3 Q + k = 6,875 mm, chọn S1 = 18 mm (Q = 4,25 tấn, k = 2, a = 3)

- Chiều dày bản cánh a = 4,65 ; S2 = 9,528 mm, chọn S2 = 16 mm

- Chiều dày mã và tấm mã a = 2,50 ; S3 = 6,084 mm, chọn S3 = 16 mm

1.Băng máy 2.Sống chính 3.Sống phụ 4.Đà ngang đáy

33

2.Dàn mạn

Dàn mạn được kết cấu hệ thống ngang với khoảng cách giữa các sườn S = 550 mm, gồm các sườn thường xen kẽ với sườn khoẻ và sống dọc mạn đặt cách tôn đáy trên 2,845 m Các sườn thường cách nhau 0,55m , còn các sườn khoẻ đặt cách nhau 1,65 m (hình vẽ)

1.Sống dọc mạn 2.Sườn thường 3.Sườn khoẻ 4.Vách ngang

Hình 2.10 : Kết cấu dàn mạn khoang máy

STT Quy cách Fi

(cm2)

Zi (cm)

Fi.Zi (cm3)

Fi.Zi2 (cm4)

io (cm4)

%100)

WW( 

= 4,93 % < 5 %

Quy cách trên thoả mãn yêu cầu của quy phạm

34

Sườn khoẻ (điều 5.4.2.2)

- Chiều dày bản thành t của của sườn khỏe là giá trị lớn nhất trong hai giá trị sau :

ShlC + 2,5 = 8,5988 mm, chọn t1 = 10 mm

t2 = 8,63 1

2 ok

)5,2t(

+ 2,5 = 6,74 mm

S - khoảng cách các sườn khoẻ, S = 1,65 m

l - khoảng cách thẳng đứng từ tôn đáy trên đến mút sườn khoẻ, l = 5,744 m

h - khoảng cách thẳng đứng từ trung điểm của l đến điểm ở d + 0,044.L - 0,54

cao hơn mặt tôn giữa đáy, h = max (1,43.l, d + 0,044L - 0,54 - l/2) = 8,394 m

L - chiều dài tàu, L = 76,45 m

do - chiều cao tiết diện sườn khoẻ, do = 0,1.l = 0,574 m

C1, C2 - hệ số có giá trị C1 = 4,7 ; C2 = 45 đối với sườn khoẻ ở sau 0,15L từ mũi tàu

10x450

12x280

STT Quy cách Fi

(cm2)

Zi (cm)

Fi.Zi (cm3)

Fi.Zi2 (cm4)

io (cm4)

4  A = 133,6 B = 2584 C = 102805,806

%100)

WW( 

= 4,76 % < 5 %

Quy cách trên thoả mãn yêu cầu của Quy phạm

4.Xà ngang boong thường 5.Sống dọc miệng khoang máy 6.Sống dọc boong

Hình 2.11 : Kết cấu dàn boong khoang máy

 Tơn boong

Chiều dày tơn boong của khoang máy thuộc vùng 0,2.L kể từ đường vuơng gĩc đuơi và

đã được tính trong phần trước là t = 8 mm

Xà ngang boong thường

Theo điều (8.3.3), mơđun chống uốn của tiết diện xà ngang boong lớn hơn giá trị

W = 0,43.Shl2 = 113,28 (cm3)

trong đĩ : S - khoảng cách giữa các xà ngang boong (m), S = 0,55 m

h - tải trọng boong tính theo bảng (3.5.1), h = 33,17 KN/m2

l - khoảng cách nằm ngang từ đỉnh trong của xà đến sống dọc boong hoặc giữa

các sống dọc boong (m), l = 3,8 m

Mép kèm 8 mm  chiều rộng mép kèm b = min (0,2l ; S) = 550 mm, chọn b = 550 mm Chọn xà ngang boong thường cĩ quy cách L100x100x8

STT Quy cách Fi

(cm2)

Zi (cm)

Fi.Zi (cm3)

Fi.Zi2 (cm4)

io (cm4)

%100)

WW( 

= 1,41 % <5 %

Quy cách trên thoả mãn quy phạm

KHOANG MÁY 4400x2000