Kết cấu tàu dầu, vùng hoạt động cấp II

Đây là làm đồ án kết cấu tàu dầu, vùng hoạt động cấp II, do sinh viên tính toán và thiết kế Bài làm có kèm theo bản vẽ chi tiết... Được thầy cô đánh giá cao chúc các bạn thành công... Đây là tài liệu hay... giúp các bạn hoàn thành tốt đồ án kết cấu

Thiết kế môn học Kết cấu tàu GVHD: Vũ Ngọc Bích I) Phần I .GIỚI THIỆU CHUNG : 1.1 Loại tàu thiết kế : Tàu Dâầu ( M. Oil carrier ) 1.2 Các thông số của tàu : Chiều dài lớn nhất : L max = 97,67(m) Chiều dài thiết kế : L pp = 92,03 (m) Chiều rộng thiết kế : B =16,5 (m) Chiều cao mạn : D = 6,5 (m) Chiều cao mạn khô : T = 4,95 (m) Hệ số béo : C B = 0,74 Lương chiếm nươc :D W = 5700T Vận tốc : 14 HL/h Công suất máy chính :N=3200 HP Vùng hoạt động ( cấp tàu ) : VRH II • p dụng quy phạm phân cấp & đóng tàu biển vỏ thép VN TCVN 6259-2-1997 Phần 2A – Kết cấu thân và trang thiết bò ( tàu trên 90m ) – Bộ khoa học công nghệ & môi trường . • Tàu có vùng hoạt động không hạn chế. II) Hệ thống kết cấu – khoảng sườn – phân khoang : 1.1 Vật liệu đóng tàu : Thép sử dụng cho công việc đóng tàu có cơ tính : .230MPa ch ≥ δ • Hệ thống kết cấu : Vò trí buồng máy : Đuôi tàu Hệ thống kết cấu : hỗn hợp Dàn mạn kết cấu ở hệ thống ngang, dàn boong ,dàn đáy kết cấu ở hệ thống dọc . Đáy đôi suốt chiều dọc tàu từ vách đuôi đến vách trước khoang hàng Hệ thống sườn :2 sườn thường và 1 sườn khỏe vùng khoang hàng Vùng khoang đuôi , khoang máy và khoang mũi một sườn khoẻ và một sườn thường Khoảng cách sườn chuẩn : Khoảng cách sườn theo hệ thống ngang: S = 2L + 450 = 634 mmm Khoảng cách sườn theo hệ thống doc: S = 2L + 550 = 734 (mm) Thực tế chọn : 700mm Chọn khoảng cách sườn vùng khoang đuôi , và vùng mũi là : 550mm Chọn khoảng cách sườn vùng khoang hàng và vùng máy : 600mm • PHÂN KHOANG THEO CHIỀU DÀI: Theo QP 2A 11.1.4 tổng số vách ngang kín nước của tàu :90m 102L ≤≤ m bằng hoăc lớn hơn 5. Theo QP 2A27.1.2 trong vùng dầu hàng ,khoảng cách giữa hai vách ngang không lớn hơn :1,2 L = 1,2 03,92 = 11,5 m L = 92,03 m : chiều dài tàu Chọn chiều dài vách ngang kín nước : L H = 10,8 m(18 khoảng sườn ) Tàu có 10 vách ngang SVTH : Nguyễn Hoài Thanh Lớp: 171 Trang:1 Thiết kế môn học Kết cấu tàu GVHD: Vũ Ngọc Bích +Từ sau lái đến sườn 8 : Khoang lái (4,4m) +Từ sườn 8 đến sườn 28 : Khoang máy (12m) +Từ sườn 28 đến sườn 31 : Khoang cách li đuôi (1,8m) +Từ sườn 31đến sườn 49 : Khoang hàng 1 (10,8m) +Từ sườn 49 đến sườn 67 : Khoang hàng 2 (10,8m) +Từ sườn 67 đến sườn 85 : Khoang hàng 3 (10,8m) +Từ sườn 85 đến sườn 103 : Khoang hàng 4 (10,8m) +Từ sườn 103 đến sườn 121 : Khoang hàng 5 (10,8m) +Từ sườn 121 đến sườn 138 : Khoang hàng 6 (10,2m) +Từ sườn 138 đến sườn 144 : Khoang chứa nước (3,6m) +Từ sườn 144đến sườn 147 : Khoang cách li mũi(1,8m) +Từ sườn 147 đến sườn 155 : Khoang mũi (4,4m) • PHÂN KHOANG THEO CHIỀU RỘNG TÀU: Theo QP 2A27.1.2 trong vùng dầu hàng ,khoảng cách giữa hai vách dọc không lớn hơn :1,2 L = 1,2 03,92 = 11,5 m Vì : B = 16,5m > 11,5m : chiều rộng tàu, nên tàu có 1 vách dọc, đặt ở tâm tàu kéo dài từ vách trước khoang cách li , đến vách trước khoang dầu hàng số 6 Tàu có mạn kép Chiều rộng mạn kép tính theo cách : b = 0,5 + 20000 DWT (m) = 0,785 m hoặc : b = 2 m : chọn giá trò nào nhỏ hơn tuy nhiên trong mọi trường hợp không được nhỏ hơn 1m . chọn :b = 1,2m với DWT = 5700 T : lượng chiếm nước PHÂN KHOANG THEO CHIỀU CAO TÀU: Tàu dầu có 1 boong Tàu kết cấu đáy đôi đi từ vách mũi đến vách đuôi với chiều cao đáy đôi là: B\20 ≥ 0,825m ; Chọn: h = 1 m. Phần II . Tính toán kết cấu : I.Kết cấu dàn vách : A. Vách thường A 1. Vách ngang khoang hàng: Tàu được thiết kế theo hệ thống : nẹp đứng, sống đứng,sống nằm Khoảng cách giữa các nẹp đứng : 0,7(m) Khoảng cách giữa các sống đứng : 2,1(m) Khoảng cách giữa các sống nằm : 2,25(m) 1.Tôn vách Chiều dày tôn vách: Với: S = 0,7 m : khoảng cách các nẹp gia cường vách h : khoảng cách thẳng đứng từ mép dưới của tấm tôn vách đang xét đến mép trên của miệng khoang dầu hàng Do là tầu dầu nên không cần tính đến độ cong ngang boong B/50 (đối với tàu biển) Chiều cao miệng khoang hàng dầu : 0.5m SVTH : Nguyễn Hoài Thanh Lớp: 171 Trang:2 5.3 21 +≥ hSCCt Thiết kế môn học Kết cấu tàu GVHD: Vũ Ngọc Bích + Tấm tôn dưới cùng của vách h 1 = D – h đ + 0.5 = 6,5-1 + 0,5 = 6 m : 1 C Hệ số phụ thuộc vào chiều dài tàu L , được xác đònh như sau : 1 C = 1 nếu L < 230 m 6,316,36,3 2 === KC Với K = 1 : Hệ số phụ thuộc vào độ bền của vật liệu t 1 = 9,67 mm ; chọn t 1 = 12 mm + Các tấm tiếp theo h 2 =0,85( hh ∆+ 1 ) Trong đó : h ∆ : Cột nước bổ xung xác đònh theo công thức sau: )10(25,0)10( 16 −+−=∆ tt bl L h t l = 10,8 m : chiều dài khoang t b =7,05m : chiều rộng khoang , nếu t b nhỏ hơn 10 mét thì được lấy bằng 10 mét h ∆ = 0,14 m 2 h = 5,22 m t 2 = 9,25 ; chọn t 2 = 10 mm h 3 = L3,0 = 2,88 m t 3 =7,8 mm ; chọn t 3 = 8 mm Kết luận : Chọn chiều dày tôn vách t = 12 mm 2. Nẹp đứng : a) Môdun chống uốn của tiết diện nẹp vách: Theo QP 2A/27.5.2 : W = 2 321 125 ShlCCC = 100 cm 3 • Khoảng cách của sống : l = 2,25m • Khoảng cách giữa các nẹp S = 0,7 m • Khoảng cách thẳng đứng từ trung điểm của l đến mép trên của miệng khoang hàng đo ở đường tâm tàu : h = 6,5+ 0,5 – 1 – 2,25/2 = 4,875 m < 6m ⇒ h=1,2+0,8.h = 5,1m • 1 C =1 • = 2 C K/18 = 1/18 ( đối với vách ngang) • 3 C = 0.8(lk mã) (bảng 2-A/11.2) Do tầu họat động ở vùng biển hạn chế II , nên khi tính tóan các cơ cấu thân tàu các trị số có thể được giảm 10% . Vì vậy W = 90 cm 3 b) Mép kèm: Chiều dày : S = 12 mm Chiều rộng mép kèm : b = min(0.5a ; 0.2l) = 350 mm 0.5a = 350 mm; 0.2l = 450 mm c) Quy cách kết cấu SVTH : Nguyễn Hoài Thanh Lớp: 171 Trang:3 Thiết kế môn học Kết cấu tàu GVHD: Vũ Ngọc Bích 3. Sống đứng : a) Môđun chống uốn của tiết diện sống đứng: theo QP2A-/11.2.6 : W = 4.75Shl 2 = 4,75.2,1.3, 4.5,5 2 = 1026 cm 3 Do tàu hoạt động vùng biển hạn chế II nên tính toán cơ cấu có thể giảm 10%,vì vậy W= 923 cm 3 Chiều dài nhòp sống l = 5,5m • Chiều rộng của vùng mà sống phải đỡ : S = 2,1 m • K/c thẳng đứng đo từ trung điểm l của sống đứng đến đỉnh boong vách ở đường tâm tàu : h = 2,75m<6m Lấy: h=1,2+0,8.2,75=3,4m b) Mômen quán tính tiết diện sống đứng: 10hl 4 = 10.3, 4.5,5 4 = 31112,2 cm 4 c) Chiều dày bản thành không nhỏ hơn: 10S 1 + 2.5 = 9,5 mm Khoảng cách nẹp gia cường S 1 = 0.7 m => Chọn chiều dày bản thành : S ≥ 10 mm SVTH : Nguyễn Hoài Thanh Lớp: 171 Trang:4 L110x70x8 TT Quy cách Fi(cm 2 ) Zi(cm) FiZi(cm 3 ) FiZi 2 (cm 4 ) Jo(cm 4 ) 1.Thép L 110x70x8 13,9 7,99 111,06 887,4 172 2.Mép kèm 350x12 42 0 0 0 5,04 ∑ 55,9 7,99 111,06 887,4 177,04 Eo= 1,98 cm Zmax= 9,2 cm J= 843,8 cm 4 W = 92 cm 3 Vậy quy cách kết cấu : thõa mãn quy phạm Thiết kế môn học Kết cấu tàu GVHD: Vũ Ngọc Bích Thỏa mãn qui phạm d) Mép kèm: Chiều dày : S = 12 mm Chiều rộng mép kèm : b = min (0.5a ; 0.2l) = 1050 mm 0.5a = 1050 mm 0.2l = 1100 mm e) Quy cách kết cấu: T 10500 10120 x x Quy cách kết cấu được lấy lớn để thỏa mãn moment quán tính. 4. Sống nằm : - Môđun chống uốn W = 4.75Shl 2 = 1540 cm 3 Giảm 10% còn W = 1386 cm 3 Chiều dài nhòp sống : l=7,05m Chiều rộng của vùng mà sống phải đỡ : S = 2,25 m SVTH : Nguyễn Hoài Thanh Lớp: 171 Trang:5 TT Quy cách Fi(cm 2 ) Zi(cm) FiZi(cm 3 ) FiZi 2 (cm 4 ) Jo(cm 4 ) 1.B.cánh 120x10 12 51,1 613,2 31334,5 1 2.B.thành 500x10 50 25,6 1280 32768 10417 3.M.kèm 1050x12 126 0 0 0 15,12 ∑ 188 76,7 1893,2 64102,5 10433,12 Eo= 10 cm Zmax = 41 cm J= 74535 cm 4 W = 1352 cm 3 Vậy quy cách kết cấu là: thõa mãn quy phạm 1 3 2 Thiết kế môn học Kết cấu tàu GVHD: Vũ Ngọc Bích Khoảng cách thẳng đứng đo từ trung điểm của sống nằm thấp nhất đến đỉnh boong vách ở đường tâm tàu :h = 2,125m<6m lấy h=1,2+0,8.2,125=2,9m Mômen quán tính tiết diện sống nằm : 10hl 4 = 10 .2,9.7,05 4 =71640 cm 4 d) Mép kèm: Chiều dày : S = 12 mm Chiều rộng mép kèm : b = min (0.5a ; 0.2l) =1125 mm 0.5a = 1125 mm 0.2l = 1410 mm e) Quy cách kết cấu: T 10500 10130 x x II.Vách chống va : SVTH : Nguyễn Hoài Thanh Lớp: 171 Trang:6 TT Quy cách Fi(cm 2 ) Zi(cm) FiZi(cm 3 ) FiZi 2 (cm 4 ) Jo(cm 4 ) 1.B.cánh 130x10 13 51,1 613,2 31334,5 1,083 2.B.thành 500x10 48,79 25,6 1250 31975 10416,67 3.M.kèm 1125x12 135 0 0 0 16,2 ∑ 195,79 76,7 1862,2 6331010434 Eo= 9,51 cm Zmax= 41,6 cm J = 56031 cm 4 W = 1390 cm 3 Vậy quy cách kết cấu là: thõa mãn quy phạm 1 3 2 Thiết kế môn học Kết cấu tàu GVHD: Vũ Ngọc Bích Quy cách : Dàn vách được thiết kế như vách ngang khoang hàng theo hệ thống : nẹp nằm , sống đứng , sống nằm. Khoảng cách các nẹp nằm : 0,6 m Khoảng cách hai sống đứng : 2,1m Khoảng cách sống nằm : 1,2 m Chỉ có:h cv =1,25h vì vậy mô đun chống uốn và mô men quán tính lớn hơn a) Nẹp vách:  Chiều dày tôn vách khôngđược nhỏ hơn mmhS 6,75.225.12.3 =+ Chọn:t = 12 mm Modun chống uốn tiết diện nẹp vách: W= 2 321 125 ShlCCC = 91,6 cm 3 • 1 C =1 • = 2 C K/18 = 1/18 ( đối với vách ngang) • 3 C = 0.8(lk mã) (bảng 2-A/11.2) • l = 2,1 m : chiều dài nhòp cơ cấu Mép kèm : Chiều dày :s = 12 mm Chiều rộng :b = min(0.5a;0.2l) = 300 mm 0.5a = 300 mm 0.2l = 420 mm J=702.48 cm 4 Zmax=8.79 cm Eo=2.10 cm W =79.85 cm 3 Vậy quy cách kết cấu là: thõa mãn quy phạm SVTH : Nguyễn Hoài Thanh Lớp: 171 Trang:7 Quy cách kếtcấu L125x80x8 TT Quy cách Fi(cm 2 ) Zi(cm) FiZi(cm 3 ) FiZi 2 (cm 4 ) Jo(cm 4 ) 1.Thép L 125x80x8 16 8,45 135,2 1142,44 256 2.Mép kèm 300x12 36 0 0 0 4,32 ∑ 52 8,45 135,2 1142,44 260,32 Eo= 2,6cm Zmax= 10,9 cm J = 1051,24 cm 4 W = 96,4(cm 3 ) 1 2 Thiết kế môn học Kết cấu tàu GVHD: Vũ Ngọc Bích b) Sống đứng: Mô đun chống uốn của tiết diện sống đứng phải không nhỏ hơn W= 1,25.4.75Shl 2 = 1282,5 cm 3 Mép kèm : Chiều dày : S = 12 mm Chiều rộng mép kèm : b = min (0,5a ; 0,2l) = 1050 mm Quy cách kết cấu : e) Quy cách kết cấu: T 10500 10130 x x SVTH : Nguyễn Hoài Thanh Lớp: 171 Trang:8 TT Quy cách Fi(cm 2 ) Zi(cm) FiZi(cm 3 ) FiZi 2 (cm 4 ) Jo(cm 4 ) 1.B.cánh 130x10 13 51,1 664,3 33945 1,083 2.B.thành 500x10 48,79 25,6 1250 31975 10417 3.M.kèm 1050x12 126135 0 0 0 15,12 ∑ 187,79 76,7 1913,3 65920 10433 Eo= 10,2 cm Zmax= 40,9 cm J = 56860 cm 4 W = 1390 cm 3 Vậy quy cách kết cấu là: thõa mãn quy phạm 1 3 2 Thiết kế môn học Kết cấu tàu GVHD: Vũ Ngọc Bích c) Sống nằm: Mô đun chống uốn của tiết diện sống nằm phải không nhỏ hơn W = 1,25. 4.75Shl 2 = 1027 cm 3  Modun quán tính tiết diện sống nằm phải không nhỏ hơn : 10hl 4 = 89550 cm 4  Chiều dày bản thành phải không nhỏ hơn : 10S 1 + 2.5 = 8, 5mm.Chọn t = 10 mm Khoảng cách giữa các nẹp gia cường bản thành : S 1 = 0.6m Thỏa mãn qui phạm  Mép kèm: Chiều dày : S = 12 mm Chiều rộng mép kèm : b = min (0.5a ; 0.2l) = 600m  Quy cách kết cấu: T 10500 10100 x x SVTH : Nguyễn Hoài Thanh Lớp: 171 Trang:9 1 3 2 Thiết kế môn học Kết cấu tàu GVHD: Vũ Ngọc Bích III. Vách dọc : Dàn vách được thiết kế theo hệ thống : nẹp đứng, sống đứng và sống nằm Khoảng cách giữa các nẹp đứng là : 0,6 m Khoảng cách giữa các sống đứng là : 1,8 m Khoảng cách giữa các sống nằm là : 2.2 5m Chiều cao nẹp đứng, sống đứng là : 5,5m Chiều dày tôn vách khôngđược nhỏ hơn: mmhS 75.22.3 =+ h = 5,5m Chọn :t = 10 mm a) Nẹp đứng: Khoảng cách nẹp : S = 0,6 m • Khoảng cách thẳng đứng từ trung diểm l đến đỉnh boong vách tại tâm tàu : h = 2,75m lấy h =1,2+0,8.2,75=3,4m Chiều dài nhòp nẹp: l = 2,25m C=0,8(lkmã) Modun chống uốn tiết diện nẹp vách: W= 2 321 125 ShlCCC = 72 cm 3 SVTH : Nguyễn Hoài Thanh Lớp: 171 Trang:10 TT Quy cách Fi(cm 2 ) Zi(cm) FiZi(cm 3 ) FiZi 2 (cm 4 ) Jo(cm 4 ) 1.B.cánh 100x10 12 51,1 613,2 31334 0,833 2.B.thành 500x10 50 25,6 1280 32768 1041775 3.M.kèm 600x12 72 0 0 0 8,64 ∑ 134 76,7 1893,2 64102 10426 Eo= 14,12cm Zmax= 37cm J = 47780 cm 4 W = 1292 cm 3 Vậy quy cách kết cấu là: thõa mãn quy phạm [...]... dọc đáy lân cận Kích thước nẹp: 120x14mm KHOANG ĐUÔI Đáy được kết cấu theo hệ thống ngang Khoảng cách đà ngang : l= 0,55m Quy cách kết cấu như vùng mũi KẾT CẤU DÀN MẠN (mạn kép ) SVTH : Nguyễn Hoài Thanh Lớp: 171 Trang:23 Thiết kế môn học A Kết cấu tàu GVHD: Vũ Ngọc Bích A KẾT CẤU MẠN KHOANG HÀNG (mạn ngoài ) Dàn mạn khoang hàng được kết cấu theo hệ thống ngang : 2 thường 1 khoẻ : • Khoảng cách sườn... X=0,1L: cho vùng mũi X=0,3L: cho các vùng khác C B =0,74 :hệ số béo ⇒ h 1 =4,4 :cho vùng mũi h 1 =0 :cho các vùng khác d=4,95m:chiều cao đường nước thiết kế 13 c2 = ; 24 − 15,5 f B x SVTH : Nguyễn Hoài Thanh Lớp: 171 Trang:14 Thiết kế môn học Kết cấu tàu GVHD: Vũ Ngọc Bích x=1 :cho vùng khoang hàng x=1/3 :cho vùng mũi f B =1:tỉ số mô đun chống uốn tiết diện ngang thân tàu vậy : c 2 =4,46 :cho vùng khoang... đáy là :2,1m d) chiều cao đáy Tàu kết cấu đáy đôi đi từ vách mũi đến vách đuôi với chiều cao đáy đôi là: B\20 = 0,825m; Chọn: h = 1 m TÍNH TOÁN TÔN ĐÁY: 1) tôn đáy dưới: theo điều 14.3.4 QP2A tàu kết cấu theo hệ thống dọc chiều dày tôn đáy phải không nhỏ hỏn trò số tính toán sau: t ≥ c 1 c 2 s d + 0,035L + h1 + 2,5 (mm) S=0,7m :khoảng cách giữa các dầm dọc L=92,03mchiều dài tàu c 1 = 1 (vì L . chính :N=3200 HP Vùng hoạt động ( cấp tàu ) : VRH II • p dụng quy phạm phân cấp & đóng tàu biển vỏ thép VN TCVN 6259-2-1997 Phần 2A – Kết cấu thân và trang thiết bò ( tàu trên 90m ) – Bộ. Tàu có vùng hoạt động không hạn chế. II) Hệ thống kết cấu – khoảng sườn – phân khoang : 1.1 Vật liệu đóng tàu : Thép sử dụng cho công việc đóng tàu có cơ tính : .230MPa ch ≥ δ • Hệ thống kết. CHIỀU CAO TÀU: Tàu dầu có 1 boong Tàu kết cấu đáy đôi đi từ vách mũi đến vách đuôi với chiều cao đáy đôi là: B20 ≥ 0,825m ; Chọn: h = 1 m. Phần II . Tính toán kết cấu : I .Kết cấu dàn vách