Đây là đồ án kết cấu tàu thủy, là một trong những kết cấu tàu chỡ gỗ được áp dụng cho các tàu thủy hiện nay Đồ án này rất chính xác, có bản vẽ kèm theo, được thầy cô giáo đánh giá cao Chúc các bạn thành công...
THIẾT KẾ MÔN HỌC KẾT CẤU TÀU THỦY PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG I-THÔNG SỐ TÀU CHỞ GỖ : Chiều dài thiết kế : L TK = 96,26 m Chiều rộng thiết kế : B TK = 15,53 m Chiều cao mạn : D = 8,63 m Chiều cao mớn nước : d = 6,39 m Hệ số béo thể tích : Cb = 0,7 Vận tốc : V = 12,5 hl/h Công suất máy : EHP = 3500 HP Cấp tầu : Không hạn chế II- LỰA CHỌN HÌNH THỨC VÀ TÍNH TOÁN KẾT CẤU : 1. phạm áp dụng :Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép ( Phần 2A : Kết cấu thân tàu và trang thiết bị tàu dài từ 90 m trở lên ) 2. Vật liệu đóng tàu :Dùng thép các bon có độ bền bình thường và có giới hạn chảy là 235 N/mm 2 3. Tàu mẫu - Hình thức chở hàng :Sử dụng mẫu tàu chuyên chở gỗ với hình thức xếp gỗ dưới khoang hàng sau đó đậy nắp miệng hầm hàng rồi xếp các bó gỗ lên sàn nắp miệng hầm hàng. 4. Lựa chọn hình thức kết cấu : 4.1 Khu vực bố trí các khoang hàng: 4.1.1 Dàn đáy : Thiết kế kết cấu đáy đôi theo hệ thống dọc 4.1.2 Dàn mạn : Thiết kế kết cấu mạn đơn kết cấu theo hệ thống ngang 4.1.3 Dàn boong : Thiết kế kết cấu theo hệ thống kết cấu dọc (tàu chỉ có một boong) 4.2 Khu vực mũi và đuôi : Khu vực mũi và đuôi kết cấu theo hệ thống ngang , đáy đơn , mạn đơn 5. Khoảng sườn : Khoảng sườn được tính theo công thức chuẩn : (Theo điều 5.2.1-1 ) S = 2L + 450 = 2.96,26 + 450 = 642,52 (mm) GVHD: TS.VŨ NGỌC BÍCH SVTH: HỒ VĂN THẮNG Trang 1 THIẾT KẾ MÔN HỌC KẾT CẤU TÀU THỦY L : Chiều dài tàu (m) Chọn : Tại khu vực mũi và lái lấy khoảng sườn S = 600 (mm) Khoảng cách giữa các cơ cấu dọc (Theo điều 4.4.2-1) 2L + 550 = 2.96,26 + 550 = 742,52 mm Chọn : Tại khu vực các khoang hàng và khoang máy khoảng sườn S = 650 (mm) 6. Phân khoang : • Phân khoang theo chiều dài tàu : _ Từ trụ lái đến sườn số 9 : khoang lái (5,4m) _ Từ sườn số 9 đến sườn số 29 : khoang máy (13m) _ Từ sườn số 29 đến sườn số 65 : khoang hàng 1(23,4m) _ Từ sườn số 65 đến sườn số 101 : khoang hàng 2(23,4 m) _Từ sườn số101đến sườn số 137: khoang hàng 3(23,4m) _Từ sườn số 137 đến trụ mũi khoang mũi (7,66 m ) Vậy: Đối với tàu dài L = 96,26 m, theo quy phạm phải có tối thiểu 5vách ngang kín nước. Khoang Từ sườn Đến sườn Chiều dài (m) Khoang lái Trụ lái 9 5.4 Khoang máy 9 29 13 Khoang hàng 1 29 65 23,4 Khoang hàng 2 65 101 23,4 Khoang hàng 3 101 137 23,4 Khoang mũi 137 Trụ mũi 7,66 GVHD: TS.VŨ NGỌC BÍCH SVTH: HỒ VĂN THẮNG Trang 2 THIẾT KẾ MÔN HỌC KẾT CẤU TÀU THỦY 7.Hình thức kết cấu của tàu : Đáy tàu được kết cấu theo hệ thống dọc, trong đó : • Khoảng cách giữa các đà ngang hở : Từ trụ lái đến sườn số 9 : 1800 mm Từ sườn số 9 đến sườn số 137: 1950 mm Từ sườn số 137đến trụ mũi : 1800 mm PHẦN II.TÍNH TOÁN KẾT CẤU I.DÀN ĐÁY: • Chiều cao đáy đôi- Chiều cao tiết diện sống chính : Dàn đáy kết cấu cấu theo hệ thống dọc, đáy đôi có chiều cao không nhỏ hơn giá trị B/16 = 15,53/16 =0,97(m) ta chọn 1,2 (m) (Theo điều 4.2.2 ) Vậy : T m = 1,2 m, hệ thống đáy đôi kéo dài tối đa từ vách khoang mũi đến vách khoang lái. 1.Dàn đáy vùng buồng máy : 1.1.Bố trí chung : Dàn đáy buồng máy được kết cấu theo hệ thống ngang, các đà ngang được đặt tại mỗi mặt sườn. Mỗi bên đặt hai sống phụ cách nhau : 2,4 m Khoảng cách giữa các sườn : 650 mm Chiều dài khoang : 13 m Chiều cao đáy đôi : 1,2 m 1.2.Tôn bao đáy : GVHD: TS.VŨ NGỌC BÍCH SVTH: HỒ VĂN THẮNG Trang 3 THIẾT KẾ MÔN HỌC KẾT CẤU TÀU THỦY 1.2.1 .Tôn đáy trên : Chiều dầy tôn đáy trên phải không nhỏ hơn trị số tính toán theo các công thức sau đây : ( Theo điều 4.5.1-1) mm mm Trong đó : d 0 : Chiều cao tiết diện sống chính S : khoảng cách giữa các dầm dọc đáy 0,6m h : Quy định như ở 4.4.3-2 : h = D- H = 8,63- 1,2= 7,43m C :Với = 1,19 chọn b 0 hoặc αb 1 do 0,8 < 1,2 với l H là chiều dài khoang bằng 13 m Tra bảng 2A/4.4 được :b 0 = 1,6 Vậy : C = b 0 = 1,6 C ’ : Hệ số tính toán theo công thức sau đây phụ thuộc vào 0,43 +2,5 nếu 1≤ < 3,5 4,0 nếu 3,5 ≤ Với = 1,083 lấy C ’ = 2,96 → =7,76 mm . Chọn chiều dày tôn đáy trên : 8mm Vì khoang hàng không được lát gỗ lên chiều dày tôn đáy trên được tăng 2 mm , vậy lấy chiều dầy tôn đáy trên 10 mm GVHD: TS.VŨ NGỌC BÍCH SVTH: HỒ VĂN THẮNG Trang 4 THIẾT KẾ MÔN HỌC KẾT CẤU TÀU THỦY 1.2.2 .Tôn giữa đáy : ( Theo điều 14.2 ) Trên suốt chiều dài tàu chiều dày tôn giữa đáy bằng chiều dày tôn đáy cộng thêm ít nhất 2mm . Vậy chiều dầy tôn giữa đáy là 12 mm Trên suốt chiều dài tàu chiều rộng của dải tô giữa đáy phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau : b = 2L + 1000 = 1192,52 mm , chọn b = 1200mm 1.2.3 . Bố trí sống chính , sống phụ : Khoảng cách từ sống chính đến sống phụ trong cùng và giữa các sống phụ không lớn hơn 4,6 m , chọn 2,4 m . Vậy trong khoảng 1/2 B có 2 sống phụ (Theo điều 4.2.1-5) 1.2.4 . Chiều cao đáy đôi : Chiều cao đáy đôi không nhỏ hơn giá trị B/16 = 15,53/16 =0,97(m) chọn 1,2 (m) (Theo điều 4.2.2 ) 1.2.5 . Chiều dày tấm sống chính và tấm sống phụ : Chiều dày tấm sống chính và tấm sống phụ phải không nhỏ hơn trị số tính toán theo yêu cầu (1) và (2) sau đây lấy trị số nào lớn hơn : (Theo điều 4.2.3 ) Chiều dày tấm sống được tính theo hai công thức : Công thức (1) : (mm) Trong đó : S : Khoảng cách giữa các tâm của hai vùng kề cận với sống chính hoặc từ sống phụ đang xét đến các sống phụ kề cận hoặc đến đường đỉnh của mã hông (m) d 0 : Chiều cao tiết diện sống chính hoặc sống phụ tại điểm đang xét (m) d 1 : Chiều cao của lỗ khoét tại điểm đang xét (m) l H : Chiều dài khoang (m) x : Khoảng cách theo chiều dọc từ trung điểm của l H mỗi khoang đến điểm đang xét (m) tuy nhiên nếu x < 0,2l H thì x = 0,2l H , nếu x > 0,45l H thì x=0,45l H y : Khoảng cách theo phương ngang từ tâm tàu đến sống dọc (m) C 1 = Hệ số cho theo công thức : GVHD: TS.VŨ NGỌC BÍCH SVTH: HỒ VĂN THẮNG Trang 5 THIẾT KẾ MÔN HỌC KẾT CẤU TÀU THỦY C 1 = Nếu B/l H > 1,4 thì lấy B/l H = 1,4 , nếu B/l H < 0,4 thì lấy B/l H = 0,4. Sống chính : Sống phụ S = 2,4 m S = 2,4 m d 0 = 1,2 m d 0 = 1,2 m d 1 = 0 m d 1 = 0,4 m l H = 13 m l H = 13m x = 5,85 m x = 5,85m y = 0 y = 2,4m C 1 = 0,016 C 1 = 0,016 T sc= 6,5 mm T sp = 8,43 mm Công thức (2) : C ’ 1 d 0 + 2,5 (mm) Trong đó : d 0 : 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 d 0 là khoảng cách từ nẹp nằm đến tôn bao đáy hoặc tôn đáy trên hoặc là khoảng cách giữa các nẹp nằm (m) C ’ 1 : Hệ số tra theo bảng 2A/4.1 phụ thuộc tỉ số S 1 /d 0 S 1 : Khoảng cách giữa các mã hoặc nẹp đặt ở sống chính hoặc sống phụ (m) , chọn S 1 = 0,6 m ⇒ S 1 /d 0 = 0,5 tra bảng ta có : Sống chính C ’ 1 = 6,3 Sống phụ C ’ 1 = 5,1 Vậy chiều dầy : Sống chính: t sc = 6,3.1,2. + 2,5 = 10,06 mm GVHD: TS.VŨ NGỌC BÍCH SVTH: HỒ VĂN THẮNG Trang 6 THIẾT KẾ MÔN HỌC KẾT CẤU TÀU THỦY Sống phụ : t sp = 5,1 .1,2 + 2,5 = 8,62mm So sánh kết quả của công thức (1) và (2) chọn chiều dầy tấm sống chính là 12mm và tấm sống phụ 10mm 1.2.6 . Đà ngang đặc : Khoảng cách các đà ngang đặc bố trí không quá 3,5 m chọn 1,95 m(chọn theo khoảng cách các sườn khỏe - cách 3 khoảng sườn khoang) (Theo điều 4.3.1-1 ) 1.2.6 .1 Chiều dày đà ngang đặc: không nhỏ hơn giá trị tính theo 2 công thức sau lấy giá trị nào lớn hơn ( Theo điều 4.3.2 ) Công thức (1) (mm) Trong đó : B ’ : Khoảng cách giữa các đường đỉnh mã hông đo ở mặt tôn đáy trên ở đoạn giữa tầu 15,53 (m) B ’’ : Khoảng cách giữa các đường đỉnh mã hông đo tại vị trí của đà ngang đặc 15,096 (m) S : Khỏang cách giữa các đà ngang đặc 1,95 (m) y : Khoảng cách theo phương ngang từ đường tâm tàu đến điểm đang xét 7,765 (m) d 0 : Chiều cao tiết diện đà ngang tại điểm đang xét 1,2 (m) d 1 : Chiều cao lỗ khoét tại điểm đang xét 0,4 (m) C 2 = 0,024 hệ số lấy theo bảng 2A/4.2 phụ thuộc vào B/l H → =3,12 mm Công thức (2) mm Trong đó : t 1 : chiều dày tính theo công thức (1) d 0 : chiều cao tiết diện định nghĩa ở (1) GVHD: TS.VŨ NGỌC BÍCH SVTH: HỒ VĂN THẮNG Trang 7 THIẾT KẾ MÔN HỌC KẾT CẤU TÀU THỦY C ’ 2 : Hệ số cho theo bảng tùy thuộc vào tỷ số giữa khoảng cách nẹp S 1 (m) chia cho d 0 , lấy S 1 = 0,6 m ta có S 1 /d 0 = 0,5 , tra bảng C 2 ’ = 25 Chọn hình thức kết cấu đà ngang có những lỗ khoét không có gia cường bồi thừơng nên H được tính theo công thức : = 1,167 φ : là đường kính của lỗ khoét lớn (m) chọn φ = 0,4 m → Công thức (2) = 9,68mm So sánh các kết quả chọn chiều dầy các đà ngang 10 mm 1.2.6.2 Nẹp đứng : Vì đáy kết cấu theo hệ thống dọc nên các nẹp đứng được đặt tại mỗi vị trí dầm dọc cách nhau 0,6m Chiều cao tiết diện không nhỏ hơn 0,08d 0 = 0,08.1,2 = 0,096m Trong đó d 0 là chiều cao tiết diện đà ngang. 1.3.Kết cấu bệ máy : Tại bệ máy các đà ngang đặc bởi thép chứ T( 150X14 /400X14)được đặt tại mỗi mặt sườn. Khoảng cách giữa các đà ngang đặc là 650 mm Thông số máy chính : GVHD: TS.VŨ NGỌC BÍCH SVTH: HỒ VĂN THẮNG Trang 8 THIẾT KẾ MÔN HỌC KẾT CẤU TÀU THỦY M odel BHP rpm B(m) H(m) 4L35MC-VBS 3520 210 1,98 5,025 Kết cấu bệ máy : theo quy phạm Nhật • Chiều dày bản mép bệ máy được xác định : t = t 0 + =19,0025 mm Trong đó : t 0 = = 18,996 mm BHP = 3520 – công suất máy GVHD: TS.VŨ NGỌC BÍCH SVTH: HỒ VĂN THẮNG Trang 9 THIẾT KẾ MÔN HỌC KẾT CẤU TÀU THỦY S = 0,65 m – khoảng sườn C = 200- , chọn C= 100 khi hệ số khi BHP > 2000 ML N = 6 – số xi lanh Vậy chọn chiều dày bản mép là 20mm • Chiều dày bản thành bệ máy : t 1 = 0,65t = 12,6 mm Trong đó : h = 1,2m – chiều cao thành đứng bệ máy Vậy chọn chiều dày bản thành là 14mm • Cột trong khoang: Diện tích tiết diện cột chống phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau : ( theo điều 9.2.1) A = = 15,96 cm 2 Trong đó : l = 7,29 m – khoảng cách từ tôn đáy trên đến cạnh dưới của xà ngang boong khỏe. k 0 – bán kính tối thiểu của cột chống. Được tính theo công thức : k 0 = = 190,34 w– tải trọng boong mà cột phải đỡ. Được tính theo công thức : ( theo điều 9.2.2) w = kw 0 + Shb = 15,015 kN/m 2 GVHD: TS.VŨ NGỌC BÍCH SVTH: HỒ VĂN THẮNG Trang 10 [...]... = 25 Chọn hình thức kết cấu đà ngang có những lỗ khoét không có gia cường bồi thừơng nên H được tính theo công thức : = 1,167 φ : là đường kính của lỗ khoét lớn (m) chọn φ = 0,4 m GVHD: TS.VŨ NGỌC BÍCH SVTH: HỒ VĂN THẮNG Trang 31 THIẾT KẾ MÔN HỌC KẾT CẤU TÀU THỦY → Công thức (2) : = 10,68mm So sánh các kết quả chọn chiều dầy các đà ngang 11 mm • Nẹp đứng đà ngang đặc : Vì đáy kết cấu theo hệ thống dọc... 17 THIẾT KẾ MÔN HỌC KẾT CẤU TÀU THỦY 2.9.1 Mô đun chống uốn của tiết diện dầm dọc đáy dưới không được nhỏ hơn trị số tính toán theo công thức sau đây : (Theo điều 4.4.3-1) (cm3 ) W= Trong đó : C = 0,5 : ở các vùng không thuộc quy định như mục 4.4.4 fB : Tỷ số giữa mô đun chống uốn của tiết diện ngang thân tàu và mô đun chống uốn thực của tiết diện ngang thân tàu lấy đối với đáy tàu , chọn fB =1 L’... có thanh chống, lấy bằng 0,5 L = 96,26 m – chiều dài tàu GVHD: TS.VŨ NGỌC BÍCH SVTH: HỒ VĂN THẮNG Trang 29 THIẾT KẾ MÔN HỌC KẾT CẤU TÀU THỦY l = 1,95 m – khoảng cách giữa các đà ngang đặc S = 0,6 m – khoảng cách giữa các dầm dọc fB = 1 Mép kèm : Chiều dày : S = 12 mm Chiều rộng : b = min(0,5a; 0,2l; 50s) = 300 mm Quy cách kết cấu L140x90x10 1 Bản cánh (cm) 90 10 2 Bản thành (cm) 140 10 3 Mép kèm (cm)... GVHD: TS.VŨ NGỌC BÍCH SVTH: HỒ VĂN THẮNG nếu 1≤ Trang 12 < 3,5 THIẾT KẾ MÔN HỌC KẾT CẤU TÀU THỦY 4,0 nếu 3,5 ≤ = 1 lấy C’ = 2,93 Với → =7,76 mm chọn chiều dày tôn đáy trên : 8mm Vì khoang hàng không được lát gỗ lên chiều dày tôn đáy trên được tăng 2 mm , vậy lấy chiều dầy tôn đáy trên 10 mm 2.3.Tôn bao đáy : Những tàu có kết cấu hệ thống dọc thì chiều dày tôn đáy cần tính phải không nhỏ hơn trị số tính... nhịp của dầm dọc đáy trên 1950 mm s : Chiều dầy mép kèm 12 mm Với : 0.5a = 300 mm 50s = 600 mm 0,2l = 390 mm GVHD: TS.VŨ NGỌC BÍCH SVTH: HỒ VĂN THẮNG Trang 20 THIẾT KẾ MÔN HỌC KẾT CẤU TÀU THỦY Quy cách kết cấu L160x100x12 1 Bản cánh (cm) 100 12 2 Bản thành (cm) 160 12 3 Mép kèm (cm) 300 12 Zi (cm) Fi.Zi(cm3) Fi.Zi’(cm4) Jo (cm4) 1 2 3 x TT Fi(cm) 1 12 16 192 3072 1.44 2 17.76 8 142.08 1136.64 409.60... SVTH: HỒ VĂN THẮNG Trang 25 THIẾT KẾ MÔN HỌC KẾT CẤU TÀU THỦY R = 60 mm Chiều dày thành ụ đở trục chân vịt phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau: (Theo điều 2.2.2-2) t = 0,9L + 10 = 96,634 mm Chọn t = 100 mm là thỏa quy phạm 4.Dàn đáy vùng gia cường chống va mũi đồng thời là khoang hàng 3 : 4.1.Bố trí chung : -Vùng đáy vùng gia cường chống va được kết cấu theo hệ thống dọc, đáy đôi có chiều... KẾ MÔN HỌC KẾT CẤU TÀU THỦY S = 0,6 m – khoảng cách giữa các dầm dọc đáy h = 7,43m – khoảng cách thẳng đứng từ mặt tôn đáy đến boong C = 3,3 m – bằng b0 hoặc b1 tùy thuộc vào tỉ số B/Lh (Vì B/Lh = 0,66 nên lấy C= b0 = 3,3) C’ = 2,93 – hệ số được tính phụ thuộc vào Với l = 1,95 m – khoảng cách giữa các đà ngang đặc vậy chiều dày tôn đáy trên : 8mm Do tàu được thiết kế để chở gỗ với hình thức gỗ được xếp... HỌC KẾT CẤU TÀU THỦY -Liên kết giữa đáy và mạn bằng mã hông thông qua tấm sống hông, bán kính cong cung hông có kích thước R = 1,2 m -Khoảng cách giữa các dầm dọc đáy : 0,6 m -Khoảng cách giữa các sống phụ dọc đáy 2,4 m -Khoảng cách giữa các đà ngang đặc : 1,95 m -Chiều cao đáy đôi : 1,2 m -Chiều dài khoang hàng : 23,4 m 2.2 Tôn đáy trên : Chiều dày tôn đáy trên phải không nhỏ hơn trị số tính toán theo... nhịp của dầm dọc đáy dưới 1950 mm s : Chiều dầy mép kèm 10 mm Với: 0,5a = 300 mm 50s = 500 mm 0,2l = 390 mm GVHD: TS.VŨ NGỌC BÍCH SVTH: HỒ VĂN THẮNG Trang 18 THIẾT KẾ MÔN HỌC KẾT CẤU TÀU THỦY Quy cách kết cấu L140x90x10 1 Bản cánh (cm) 90 10 2 Bản thành (cm) 140 10 3 Mép kèm (cm) 300 10 Zi (cm) Fi.Zi(cm3) Fi.Zi’(cm4) Jo (cm4) 1 2 3 x TT Fi(cm) 1 9 14 126 1764 0.75 2 13 7 91.00 637.00 228.67 3 30 0 0... VĂN THẮNG Trang 33 THIẾT KẾ MÔN HỌC KẾT CẤU TÀU THỦY a) α = 15,5.fB = 11,175 b) α = 6 với L< 230 m yB = 4,301 m – khoảng cách thẳng đứng từ mặt giữa tôn đáy đến đường trung hòa nằm ngang của tiết diện thân tàu y = 1,2 m – khoảng cách từ mặt tôn giữa đáy đến cạnh dưới của tấm tôn mạn fB = 1 – tỉ số modul chống uốn tiết diện ngang thân tàu với modul chống uốn thực của tàu x được xác định theo công thức . THỨC VÀ TÍNH TOÁN KẾT CẤU : 1. phạm áp dụng :Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép ( Phần 2A : Kết cấu thân tàu và trang thiết bị tàu dài từ 90 m trở lên ) 2. Vật liệu đóng tàu :Dùng thép. 7,66 GVHD: TS.VŨ NGỌC BÍCH SVTH: HỒ VĂN THẮNG Trang 2 THIẾT KẾ MÔN HỌC KẾT CẤU TÀU THỦY 7.Hình thức kết cấu của tàu : Đáy tàu được kết cấu theo hệ thống dọc, trong đó : • Khoảng cách giữa các đà ngang. Lựa chọn hình thức kết cấu : 4.1 Khu vực bố trí các khoang hàng: 4.1.1 Dàn đáy : Thiết kế kết cấu đáy đôi theo hệ thống dọc 4.1.2 Dàn mạn : Thiết kế kết cấu mạn đơn kết cấu theo hệ thống ngang