më ®Çu ThuyÕt minh ®å ¸n Xëng ®ãng tµu më ®Çu §å ¸n m«n häc "Xëng ®ãng tµu" lµ mét trong nh÷ng ®å ¸n chuyªn ngµnh quan träng cña sinh viªn ngµnh C¶ng §êng thñy NhiÖm vô chÝnh cña ®å ¸n lµ thiÕt kÕ[.]
Thuyết minh đồ án Xởng đóng tàu mở đầu Đồ án môn học "Xởng đóng tàu" đồ án chuyên ngành quan trọng sinh viên ngành Cảng-Đờng thủy Nhiệm vụ đồ án thiết kế kỹ thuật công trình thủy công nhà máy đóng sửa chữa tàu nh: ụ khô, triền tàu, đà tàu, Kết tính toán thể thuyết minh vẽ khổ A1 Với số liệu đà cho thầy hớng dẫn, nhiệm vụ cụ thể đồ án gồm: 1- Thiết kế kỹ thuật công trình Triền tàu 2- §a kÕt qu¶ mét b¶n vÏ khỉ A1 Sinh viên thực vũ quang đại Chơng xác định kích thớc bảN triềntàu I Xác định quy mô nhà máy sơ đồ công nghệ khai thác công trình Số lợng Công nghệ Triền tàu dọc đờng cong độ Tàu tính toán : Xà lan Trọng tải : 200 T Thuyết minh đồ án Xởng đóng tàu Lợng rẽ nớc : 250 DWT Trọng lợng hạ thuỷ : 50 T KÝch thíc L=32 m B = m Tol = 1,2 m T0m = 0,6 m Tµi liƯu địa chất thủy văn Mặt cắt địa chất số Số liệu thủy văn - Mực nớc cao thiÕt kÕ : + 3,4 m - Mùc níc thÊp thiÕt kÕ : + 0,9 m - Mùc níc h¹ thđy : + 3,0 m - Mùc níc ngÇm cao nhÊt : + 3,4 m - Mùc níc ngÇm thÊp : + 0,9 m Tài liệu khí tợng - Tốc độ dòng chảy song song trục tàu ( m/s ) - Tốc độ dòng chảy vuông góc trục tàu ( m/s ) - Tốc độ gió tính toán theo phơng dọc0.6 (m/s) - Tốc độ gió tính toán theo phơng vuông góc 0.5 ( m/s) II Xác định kích thớc bản( hình vẽ) ChiỊu dµi vµ chiỊu réng bƯ a ChiỊu réng bƯ B1 = Bt + 2b Trong ®ã : Bt : bề rộng tàu tính toán b : Chiều rộng dự chữ bên thành tàu để dựng dàn giáo thi công lấy khoảng m B1 = Bt + 2b = + 2.2 = 12 m b Chiều dài bệ Lb = Lt + 2l Trong : - Lt : chiỊu dµi cđa tµu lín nhÊt đợc đóng bệ - l : đoạn dự trữ hai đầu ( lấy từ 10 m, tùy theo tàu lớn nhỏ hay yêu cầu công việc sưa ch÷a ) L1 = Lt + 2l = 32 + 2.4 = 40 m KÝch thíc cđa triỊn Cao trình mặt triền CTMT = MNCTK + a = +3,4 + = +4,4 m Cao trình đáy triền CT§T = MNTTK - T0l – ( c + a + l x.i ) = 0,9 – 1,2– 1,1 = - 2,0 m Chiều sâu đầu mút đờng trợt Thuyết minh đồ án Xởng đóng tàu Hm = T + k + Hk + a + lx.i Trong ®ã : - T : mín níc h¹ thđy cđa tàu - k : độ sâu dự trữ đệm tàu đáy tàu ( k = 0,20,3 m ) - Hk : chiều cao đệm sống tàu ( Hk = ) - a : chiều cao đầu xe gi¸ b»ng ( 0,8-1,5 m) - lx : chiỊu dµi xe chë tµu lx = (0,85 – 0,9)Bt = m - i : độ dốc đờng trợt Vậy ta cã : Hm = 1.2 + 0,2 + 1.2 +8.1/14 = 3,2 m Chiều dài hình chiếu đờng trợt L= H p Hm i Trong : - Hm : Chiều sâu đầu mút đờng trợt - Hp : độ chênh MNC MNT Vậy : L = 3,2 2,5 = 80 m / 14 Tính số xe phân đoạn Chọn xe giá b»ng cã søc chë 45 t Z= 1,5.50 1,66 VËy chän xe 45 Chän xe gi¸ b»ng cã søc chë 45 t th× cã xe Chän xe có tổ hợp bánh ( tổ bánh có bánh ) chạy hai ray Thuyết minh đồ án Xởng đóng tàu Chơng Chọn kết cấu tính toán kết cấu 2.1 Tính kết cấu 2.1.1 Sự phân bố tải trọng tàu theo chiều dọc Theo lý thuyết với loại tàu có phân bố lực khác nhiên thực tế tính toán khó có đợc đầy đủ sơ đồ này.Vì thiết kế sơ ta dung sơ đồ gần dới 32 %q 40 %q Lt/3 Lt/3 28%q Lt/3 m m Hình 2.1: Sơ đồ phân bố tải trọng thân tàu theo chiều dọc Gọi m lực phân bố đoạn phía lái 0,6m, phía mũi 0,5m m 0,4.Q 1,2.Q , (t / m) L L t t Trong : Q - trọng lợng hạ thuỷ cđa tµu (T) Lt - chiỊu dµi tµu (m); 1,2.Q 1,2.50 m 1.875(t / m) L 32 t - Phía mũi lực phân bố mm = 0,5.m =0,5*1.875=0.94 t/m - Phía lái lực phân bố ml = 0,6.m = 1,125 t/m 2.1.2 Sù ph©n bè tải trọng tàu theo chiều ngang Xe giá phân đoạn theo chiều dọc , chiều ngang liên tục, đặt đờng ray, ray trùng với đệm sống tàu nên ta có Xà lan đáy : Thuyết minh đồ án Xởng đóng tàu R2 = 0,65.Q = 0,65.50 = 32.5 t R1 = 0,25Q = 0,25.50 = 12.5 t 2.1.3 Tính số xe phân đoạn tổ hợp đờng ray Chiều dài xe phân ®o¹n l P .n.r K ' '.mo Trong ®ã [P]: tải trọng cho phép bánh xe n: sô bánh xe xe tì lên ray r: sè ®êng ray tỉ ray(r = 2) K’’: hệ số phân bố tải trọng không goữa bánh xe(K = 1) mo : Tải trọng mÐt dµi ; mo= mt+ ( k , m + k ,, m + k ,,, m ).m Tra c¸c hệ số trang 92 Công trình thuỷ công Tính toán suy ;mo = 5.625(t) l 20 * * 28m * 5.625 Số xe phân đoạn Z= 0.85 Lt 0.97 l Chän xe Chän xe gi¸ b»ng cã søc chë 45 t Chän xe cã tổ hợp bánh ( tổ bánh có bánh ) chạy hai ray Triền dọc, chọn sức chở xe 45 t nên ta có áp lực bánh xe : Pk = mo k ,, l [ Pk] n.r Trong ®ã : - mo : Tải trọng mét dài ; mo= mt+ ( k , m + k ,, m + k ,,, m ).m Tra c¸c hƯ sè trang 92 Công trình thuỷ công Tính toán suy ;m o = 5.625(t) - n : Sè b¸nh xe cđa mét xe tì ray - r : Số đờng mét tæ ray(hay mét d·y xe) - k ,, : Hệ số phân bố tải trọng không bánh xe Tra hệ số trang 93 Công trình thuỷ công ta có k ,, = 1,0 - [Pk] = 2R.br.[σ] R : b¸n kÝnh b¸nh xe R = 40 cm br = cm(chiÒ réng bé phËn công tác đỉnh ray) [] : ứng suất cho phép vật liệu làm bánh xe lấy theo bảng (V-6) sách CTTC Thuyết minh đồ án Xởng đóng tµu VËy Pk = 5.625 * * 12 = 8.5 t < [Pk] = 40 55 = 26.4 t 4.2 VËy Pk = 8.5 t 2.2.TÝnh b¶n ( dầm dầm )trên thiên nhiên Do địa chất khu vực xây dựng xởng tốt (phía lớp cát dày 9m) tải trọng tàu thiết kế tơng đối nhỏ nên ta chọn kết cấu dầm bê tông cốt thép đá dăm Chọn kết cấu triền dầm bê tông cốt thép chịu tảI trọng di động Đây kết cấu dầm bán không gian tính theo biến dạng phẳng.Ta dùng phơng pháp tính dầm đàn hồi Nền MóngNền Móng Chia triền làm phân đoạn phân đoạn dài 10 m Chọn sơ dầm có kích thớc BxH = 0.6 m x m, dầm dài 10 m Trình tự tính toán *Chọn sơ kích thớc dầm *Tính áp lực bánh xe Pk *Tính độ lún đơn vị yi , yq *Tính lực cắt đầu dầm Q= y i y q Pk Trong ®ã : - Q : lực cắt đầu dầm ngoại lực gây - Pk : áp lực bánh xe - yi : độ lún đầu dầm Pki = gây y=- k Pk - yq : độ lún đầu dầm lực Q = gây *Tính P, M, Q ( dïng b¶ng Gorbunov – Poxatdo) ë phơ lơc cđa Poxatdo) ë phơ lơc cđa tµi liƯu “NỊn Móng Nền Móng *Tổ hợp biểu đồ để đợc biểu đồ bao tổng cộng; *Tính toán bố chí cốt thép - Tính toán dầm theo phơmg pháp GORBUNÔV-PÔXAĐÔV ( sách Nền Móng ) - Phân loại dầm Dầm cứng t 0,5 Hoặc 0,5 t nhng 1 0,15 0,3 >2 0,3 < 0,5 >3,5 Thuyết minh đồ án Xởng đóng tàu Trong t- độ mảnh dầm, xác định theo công thức t E a 3b 2(1 )E J L 3 2E J1 , bE a b b b, L 2L a L Trong ®ã : a,b.- nửa chiều rộng chiều dài dầm; E0 Poxatdo) phụ lục môdun đàn hồi hệ số poisson đất ; E1 mođun đàn hồi vật liệu dầm; J-momen quán tính tiết diện dầm; Dầm ngắn không thuộc loại Nguyên tắc dùng để tính toán dầm đàn hồi theo GORBUNÔVPÔXAĐÔV nh Nhng nhanh xác ta sử dụng phần mềm Sap2000 để tính toán Với số liệu đầu vào : Dầm có chiều rộng 4,5 m, dầm có đờng ray xe triền chạy Ta chia dầm theo chiều dọc làm phân đoạn để tính ( nh hình vẽ ) Ta tính cho nửa dầm lấy đối xứng 2.3 Tính toán tải trọng tác dụng lên đờng trợt + Tính toán kết cấu ứng với trờng hợp tải trọng thứ ba (Tính toán cho phần chịu áp lực đầu tầu) + đờng trợt có tiết diện 600*1000 + Chiều dài đoạn dầm chịu áp lực đầu tầu lín nhÊt lµ l = 2/5 l = 2/5*40 = 16 m phần tính toán mômen cho dầm dới đờng trợt đợc giải sap2000 Nh phân đoạn dầm có kích thớc tải trọng tác dụng nh sau: - Dầm dài 10 m, rộng 0,6 m cao 1,0 m - HƯ sè nỊn cđa líp ®Êt 20000 t/m3 - Ap lực lên bánh xe 8.5 t ( xe triền có bánh xe chia làm hàng cách 1,0 m ) Thuyết minh đồ án Xởng đóng tàu P=8.5 t 10 Q Sơ đồ tải trọng tác dụng lên dầm Sau tính toán ta thu đợc số liệu sau - Mômen âm lớn 23,09 tm - Lực cắt lớn 16.65 t Ta dùng giá trị để tính thép cho dầm 10 Thuyết minh đồ án Xởng đóng tàu chơng Tính toán cốt thép 3.1 Tính cốt thép cho dầm +Thép chịu lực AII có Ra = 2800kg/cm2 +Bê tông dầm Mac 300 có Rn = 130 kg/cm2 3.1.1 Tính toán cốt thép cho cấu kiện chịu mô men dơng lớn + Giá trị mô men dơng lín nhÊt Mmax = 23,09 tm Mtt=kn.n.nc.md.Mmax=1,2.1,1.0,85.1,2.23,09 =31,1 tm + chọn chiều dày lớp bảo vệ a = cm + chiều cao làm việc dầm ho = h – a = 93 cm ChiÒu cao vïng nÐn x=h0 - h 2.k n nc M tt mb Rnb b Trong ®ã : ma : Hệ số điều kiện làm việc thép ; ma = 1.1 mb : Hệ số điều kiện làm việc bê tông ; mb = 0.9 x=93 - Fa= 93 mb Rnp b m a Ra x 2.1,2.1,2.31,1.10 0,9.130.60 7,56(cm) 0,9.130.60 * 7.56 17,23 (cm2) 1,1.2800 Chän 20 cã Fa=18,85 cm2 -KiĨm tra ®iỊu kiƯn vết nứt theo công thức at = k.Cđ.n a bd 7(4-100) Ea d Trong ®ã : k : Hệ số kể đến lệch tâm k =1 Cđ : Hệ số phụ thuộc vào mômen M dh Ta lÊy an toµn Cd = 1.3 Mp Mdh , Mp : Là mô men uốn tải trọng dài hạn cố định tải trọng toàn phần n :Hệ sè phơ thc lo¹i thÐp , thÐp cã gê ; n = a :øng suÊt cèt thÐp chÞu kÐo; M M 31,1.10 a = F z = F ( h 0.5 x) = =2023.1(kg/cm2) 17 , 23 ( 93 , , 56 ) a a 11 Thuyết minh đồ án Xởng đóng tàu bd : ứng suất ban đầu cốt thép trơng nở bê tông; bd= 200(kg/cm2) : Hàm lợng cốt thép ; = Fa 17,23 * 100% = * 100% = 0,31% b.h0 60.93 d : §êng kÝnh cèt thÐp ; d = 20mm at = 1*1,3*1* 2023 200 7.(4- 0,31) 3,1.10 20 = 0.07(mm)< [at] = 0.08(mm) thoả mÃn điều kiện mở rộng vết nứt Trong tính toán không thấy xuất mômen âm nhng để an toàn ta bố trí thép dầm đối xứng 20 08 a=200 020 1000 600 020 12 ThuyÕt minh đồ án Xởng đóng tàu Tài liệu tham khảo Công trình thuỷ công ( Đại học Hàng Hải ) Nền móng ( NXB Giáo Dục ) Bê tông cốt thép cho công trình thuỷ công ¦ng dơng tin häc thut minh tÝnh toán thiết kế kết cấu công trình ( Hồ Đình Thái Hòa ) Mục Lục Lời nói đầu Chơng Xác định kích thớc triền tàu Chơng Chọn kết cầu tính toán tải trọng tác dụng Chơng Tính toán thép cho dầm vµ cäc 12 13