BÀI tập lớn kết cấu THÂN tàu

BTL kết cấu thân tàu GVHD: GV Bùi Văn Nghiệp LỜI NÓI ĐẦU Tàu hàng tàu thủy nói chung là một công trình kỹ thuật nổi đặc biệt, có thể nổi và di chuyển được trên nước, các kết cấu phức t

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA KỸ THUẬT TÀU THỦY



BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU THÂN TÀU

Gvhd: Gv Bùi Văn Nghiệp

Sv thục hiện : Đặng Ngọc Thiết

Mssv : 50131399 Lớp 50ttdt2

BTL kết cấu thân tàu GVHD: GV Bùi Văn Nghiệp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA KỸ THUẬT TÀU THỦY

BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU THÂN TÀU TÀU HÀNG 20000 TẤN,KHOẢNG SƯỜN 650

GVHD:KS.BÙI VĂN NGHIỆP SVTH : ĐẶNG NGỌC THIẾT

MSSV :50131399 LỚP :50 ĐT2

BTL kết cấu thân tàu GVHD: GV Bùi Văn Nghiệp

LỜI NÓI ĐẦU

Tàu hàng (tàu thủy nói chung) là một công trình kỹ thuật nổi đặc biệt, có thể nổi

và di chuyển được trên nước, các kết cấu phức tạp và hoạt động trong môi trường khắc nghiệt, chịu sự tác động của nhiều yếu tố như sóng, gió, …

Kết cấu thân tàu là một môn học quan trọng chương trình đào tạo kĩ sư ngành đóng tàu Kết cấu thân tàu nghiên cứu các hệ thống kết cấu và đặc điểm các chi tiết kết cấu thân tàu Và mục đích cuối cùng là giúp cho sinh viên thực hiện được yêu cầu tính toán thiết kế kết cấu theo quy phạm Yêu cầu quan trọng của việc thiết kế kết cấu là nghiên cứu các phương pháp lựa chọn hình dáng kết cấu, xác định kích thước, tính toán tối ưu kích thước, bố trí hợp lý các kết cấu và liên kết của thân tàu để đảm bảo tàu hoạt động an toàn trong môi trường khắc nghiệt đó Có nhiều phương pháp thiết kế kết cấu thân tàu và một phương pháp thiết kế kết cấu đảm bảo bền, an toàn, đạt hiệu quả và rút ngắn thời gian là thiết kế theo quy phạm phân cấp và đóng tàu

Đề bài: Tính toán, thiết kế kết cấu thân tàu theo quy phạm TCVN 6259_2003

với tàu hàng 20000 tấn

Nội dung của bài tập gồm 2 phần như sau:

Chương 1: Giới thiệu chung

Chương 2: Thiết kế kết cấu theo Quy phạm

Qua những kiến thức đã học cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy Bùi Văn

Nghiệp và sự giúp đỡ của bạn bè trong lớp tôi đã hoàn thành bài tập này Mặc dù đã rất

cố gắng nhưng do kiến thức còn hạn chế và đây là lần đầu tiên thực hiện việc tính toán thiết kế kết cấu nên khó tránh khỏi sai sót Rất mong nhận được sự góp ý của thầy giáo

và các bạn

Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên : Đặng Ngọc Thiết

BTL kết cấu thân tàu GVHD: GV Bùi Văn Nghiệp

Mục lục

LỜI NÓI ĐẦU 3

PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG 4

PHẦN II: THIẾT KẾ KẾT CẤU THEO QUY PHẠM 5

1 Phần mũi tàu: 6

1.1 Sống mũi tấm. 6

1.2 Khoảng cách sườn: 6

PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG

Tàu thiết kế là tàu hàng bách hóa 20000T, kết cấu vỏ thép

I.1 Công dụng, vùng hoạt động và phạm quy áp dụng

- Tàu thiết kế thuộc loại tàu chở hàng khô,vỏ thép, hai boong, kết cấu đáy đôi, buồng máy được đặt ở phía đuôi

- Vùng hoạt động là vùng không hạn chế (biển), tàu được phép hoạt động trong vùng cách nơi trú ẩn lớn hơn 200 hải lý

- Kết cấu tàu được tính theo Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép của Việt Nam TCVN 6259-2A : 2003

- Vật liệu đóng tàu theo quy phạm TCVN 6259-2A : 2003 quy đ ịnh trong phần

I.2 Các thông số cơ bản:

Chiều dài lớn nhất : LMAX = 165.45 m

Chiều dài thiết kế : Ltt = 160.93 m

Tải trọng DWT = 20000 T

Máy chính 8320Zcd-8 china

Công suất 2x 3000 HB

Vòng quay 525 v/ph

BTL kết cấu thân tàu GVHD: GV Bùi Văn Nghiệp

+Phần kết cấu mũi tàu theo hệ thống ngang

+phần kết cấu đuôi tàu theo hệ thống ngang

PHẦN II: THIẾT KẾ KẾT CẤU THEO QUY PHẠM

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 được tính theo điều 5.2.1 của quy phạm





Mà theo đề khoảng sườn : 650 mm (hợp lý)

Khoảng cách sườn mà cho nhỏ hơn khoảng cách sườn được tính theo quy phạm cho thấy tàu thiết kế ra dư bền

-Khoảng cách giữa các dầm dọc S được tính theo điều 5.2.2 của quy phạm

S = 2L +550 = 2.156 + 550 = 862.00 mm

Chọn S = 850 mm

- Theo điều 5.2.1 :Các khoang mũi và khoang đuôi không được lớn hơn

610 mm

Ta chọn khoảng sườn khoang mũi và khoang đuôi là 600 mm

2.Sơ đồ phân khoang

Trên cơ sở khoảng cách sườn đã xác định chia chiều dài tàu ra làm 240

khoảng sườn thực với khoảng cách sườn ở các khu vực như sau:

- Khoảng sườn vùng đuôi 0,60m (từ sườn số 0 đến sườn 42)

- Khoảng sườn vùng giữa tàu 0,65m (từ sườn số 42 đến sườn 214)

- Khoảng sườn vùng mũi 0,60m (từ sườn số 214 đến sườn240) -Theo điều 11.1.4(vách khoang) trong quy phạm, phân tàu chia làm 8 vách ngăn nước với chiều dài các khoang như sau:

BTL kết cấu thân tàu GVHD: GV Bùi Văn Nghiệp

III , TÍNH TOÁN KẾT CẤU

1 Phần mũi tàu :

1.1 Sống mũi tấm

Theo quy phạm điều 2.1.1

Theo quy phạm chiều dày t của sống mũi tại ví trị chở hangf thiết kế đường nước lớn nhất khôngnhỏ hơn trị số tính theo công thức sau:

1.2 Khoảng cách sườn:

Theo quy phạm điều 5.2.1 ta có khoảng cách sườn không quá 610 mm

khoảng cách chuẩn của các sườn s= 2L+450 = 771,86 mm

So với quy phạm ta chọn S = 600 mm

1.3 Chiều dày t của đà ngang đáy và sống mũi :

-Theo quy phạm 7.2.2 :

BTL kết cấu thân tàu GVHD: GV Bùi Văn Nghiệp

Ta chọn t = 12 mm

2 Phần đuôi:

2.1 Khoảng sườn :

Theo điều 5.2.1 (Quy phạm) các khoang mũi và khoang đuôi,bầu đuôi khoảng

cách sường không lớn hơn 610 mm Ta chọn khoảng sườn khoang đuôi là

600mm

2.2 Trụ Chân Vịt

Theo điều 2.2.2 chiều dày ụ đỡ trục chân vịt tại vị trí mặt phẳng dọc tâm đỡ trục chân vịt được xác định bằng công thức:

t = 0,9 L + 10 =154,837 (mm)

Chọn t=160 (mm)

 Trụ đỡ chân vịt của sóng đuôi tàu:

Theo điều 2.2.2 trụ đỡ chân vịt của sống đuôi tàu bằng thép đúc có các kích thước được xác định theo các công thức sau:

W=2,20.L+88=442.046 (mm)

t = 0,18.L+15=43.9674 (mm)

R= 0,40.L +16=80.372 (mm)

c Liên kết của sống đuôi với đà ngang tấm:

Theo Quy phạm 2.2.6 quy định: sống đuôi phải được kéo từ trục chân vịt lên

phía trên và hàn chắc chắn với đà ngang vòm đuôi và có chiều dày không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau:

0.035L+8.5 = 14,13 (mm)

Ta chon t= 15 mm là hợp lý

3.Kết cấu giữa tàu

3.1 Kết cấu đáy tàu

3.1.1 Sống chính đáy:

- Theo quy phạm 4.2.2 quy định :

Chiều cao tiết diện sống chính không nhỏ hơn B/16 = 1562.50 mm

Ta chọn do = 1600 mm

-Theo điều 4.2.3 trong quy phạm quy định

BTL kết cấu thân tàu GVHD: GV Bùi Văn Nghiệp

+Chiều dày tấm sống chính được tính theo công thức sau :

mm

Trong đó :

S ; là khoảng cách giữa các tâm của 2 vùng kế cận với song chính hoặc từ các sống phụ đang xét đến các sống phụ kề cận hoặc đến đường đỉnh của mã hông (m)

do : chiều cao tiết diện của sống chính hoặc sống phụ đang xét (m)

d 1 : chiều cao của lỗ khoét tại điểm đang xét (m)

l H : chiều dài của khoang (m)

x : khoảng cách theo chiều dọc từ trung điểm của l H của mỗi khoang đến

điểm đang xét (m) Tuy nhiên nếu x<0,2 l H thì lấy x=0,2l H và nếu x<0,45 l H thì lấy

x<0,45 l H

y : khoảng cách theo phương ngang từ tâm đến sống dọc (m)

C1 : là hệ số cho theo công thức sau Tuy nhiên nếu B/ l H >1,4 thì lấy 1,4 còn nếu nhỏ hơn 0,4 thì lấy 0,4

Hệ thống kết cấu dọc :

103

3 1

l

B





Hệ thống kết cấu ngang :

90

3

1

l

B





Chiều dày song chính còn phải được tính theo công thức sau đây :

- Chiếu dày tấm sống chính còn được tính theo công thức :

t = C1’do +2.5 = 11,14 mm Chọn t =18 mm

Với C1’ = 5,4

Trong đó :

d0 : chiều cao tiết diện sống tại điểm đang xét (m)

C1, : hệ số tính theo bảng 2A/4.1 tùy thuộc vào tỉ số S1/d0 Với các trị số trung

gian S1/d0 thì C1, được tính theo phương pháp nội suy tuyến tính

S1 : là khoảng cách giữa các mã hoặc nẹp của song chính hay sóng phụ (m)

























































5 2 4

1 17 0 6 2

2

1 0 1

B

y l

d d

C

H

x SBd

t

BTL kết cấu thân tàu GVHD: GV Bùi Văn Nghiệp

sống chính 4,4 5,4 6,3 7,1 7,7 8,2 8,6 8,9 9,3 9,6 9,7

C1, sống phụ 3,6 4,4 5,1 5,8 6,3 6,7 7,0 7,3 7,6 7,9 8,0

3.1.2; sống phụ đáy

Với sống phụ thì hệ số C1, = 4,4

Khi đó thì chiều dài của sống phụ là :

t = C1’do +2.5 = 9,54 (mm)

ta chọn t = 16 (mm)

3.1.3 nẹp dọc đáy

- Theo điều 4.2.4.3 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 = 128 mm (do - chiều cao sống chính) Chọn kích thước

nẹp là L300x90x11/16

a; nẹp dọc đáy dưới: tùy theo lượng dày của tôn mà ta xét từng nẹp Ở đây ta xét khoảng

cách giữa 2 sống phụ

Theo quy phạm điều 4.4.3.1 Môđun chống uốn của tiết diện dầm dọc phía dưới

phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức

5 15 24

100

L d

C

f B :Tỉ số giữa môđun chống uốn của tiết diện ngang thân tàu và môđun chống

uốn thực của tiết diện ngang thân tàu

L’:Lấy bằng chiều dài tàu (165.45m)

l : Khoảng cách giữa các đà ngang đặc (0.71m)

S : Khoảng cách giữa các dầm dọc (0.70m)

C : Hệ số Vì khoảng cách giữa các đà ngang đáy có thanh chống như quy định

ở 4.4.4 nên C = 0.5

5 15 24

5 0

* 100



2

*0.7)

Kiểm tra độ bền của dầm:

hsc

sc =18 mm

hsp

sc =16 mm

BTL kết cấu thân tàu GVHD: GV Bùi Văn Nghiệp

Momen quán tính của mặt cắt nẹp dọc đáy được tính theo bảng sau:

Thành đứng