NHIỆM VỤ THIẾT KẾThiết kế là tàu chở bách hoá hoạt động trong vùng biển không hạn chế có các thông số chủ yếu sau: Chiều dài thiết kế : LTK = 116.8m Chiều rộng thiết kế : BTK = 18,7m Chiều cao mạn : D = 10.2m Chiều chìm thiết kế : d = 8,8m
thuyÕt minh kÕt cÊu th©n tµu NhiÖm vô thiÕt kÕ ThiÕt kÕ lµ tµu chë b¸ch ho¸ ho¹t ®éng trong vïng biÓn kh«ng h¹n chÕ cã c¸c th«ng sè chñ yÕu sau: - ChiÒu dµi thiÕt kÕ : L TK = 116.8m - ChiÒu réng thiÕt kÕ : B TK = 18,7m - ChiÒu cao m¹n : D = 10.2m - ChiÒu ch×m thiÕt kÕ : d = 8,8m 1 thuyết minh kết cấu thân tàu I) Đặc điểm tàu thiết kế và quy phạm sử dụng: Tàu thiết kế là tàu chở bách hoá hoạt động trong vùng biển không hạn chế có các thông số chủ yếu sau : Chiều dài thiết kế : L TK = 116.8 m Chiều rộng thiết kế : B TK = 18,7 m Chiều cao mạn : D = 10.2 m Chiều chìm tàu : d = 8,8 m Với các thông số kích thớc và loại tàu kể trên ta sử dụng Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép TCVN 6259.2003 để tính toán thiết kế là phù hợp. II) Vật liệu đóng tàu: Vật liệu đợc sử dụng làm thép hình và thép tấm đóng tàu là thép cấp A có Reh = 235 MPa . Hệ thống kết cấu : Hệ thống kết cấu trong khoang hàng: -Dàn boong ,dàn đáy kết cấu ở hệ thống dọc -Dàn mạn kết cấu ở hệ thống ngang -Dàn vách kết cấu với sơ đồ nẹp đứng sống nằm Toàn bộ các vùng còn lại kết cấu ở hệ thống ngang bao gồm khoang mũi, khoang đuôi và khoang máy: -Dàn vách khoang máy kết cấu với sơ đồ nẹp đứng xen kẽ nẹp khỏe -Vách mũi ,đuôi kết cấu với sơ đồ nẹp nằm sống đứng. 2) Phân khoang ,khoảng s ờn : 3) Khoảng s ờn : Khoảng sờn vùng giữa tàu: +Khoảng cách cơ cấu ngang : a 0 = 2L + 450 = 683.6 (mm) Trong đó :L = 116.8 m +Khoảng cách cơ cấu dọc : a 01 = 2L + 550 = 783.6 (mm) Khoảng sờn vùng mút : a = min (610, a 0 ) Chọn khoảng cách cơ cấu: +Khoảng sờn khoang hàng : 650mm +Khoảng cách cơ cấu dọc trong vùng khoang hàng :680mm +Khoảng sờn trong vùng khoang máy : 615mm +Khoảng sờn vùng mút : 580mm 4) Phân khoang : -Số lợng vách ngang kín nớc tối thiểu là 6 với tàu có L = 116.8 m Chọn số lợng vách ngang kín nớc là 6 vách -Chiều dài khoang mũi: L m = ( 5 ữ 8 )%L = ( 5,84 ữ 9,344)m -Chiều dài khoang máy : L máy = ( 10 ữ 15 )%L = (11,68 ữ 17,52) m 2 thuyết minh kết cấu thân tàu Chọn : +Chiều dài khoang đuôi : 5,8m +Chiều dài khoang máy : 12,3m +Chiều dài khoang hàngI : 23,4m +Chiều dài khoang hàng II : 23,4m +Chiều dài khoang hàng III : 23,4m +Chiều dài khoang hàng IV : 22,7m +Chiều dài khoang mũi : 5,8m Vậy ta có sơ đồ phân khoang nh sau: - Khoang đuôi : Từ đuôi đến sờn 10,khoảng sờn 580mm - Khoang máy : Từ sờn 10 đến sờn 30,khoảng sờn 615mm. Chiều dài khoang 12,3m - Khoang hàng I : Từ sờn 30 đến sờn 66,khoảng sờn 650mm. Chiều dài khoang : 23,4m - Khoang hàng II : Từ sờn 66 đến sờn 102,khoảng sờn 650mm. Chiều dài khoang : 23,4m - Khoang hàng III : Từ sờn 102 đến sờn 138, khoảng sờn 650mm Chiều dài khoang : 23,4m - Khoang hàng IV : Từ sờn 138 đến sờn 173, khoảng sờn 650mm Chiều dài khoang : 22.7 m - Khoang mũi : Từ sờn 173 đến sờn 183, khoảng sờn 580mm Chiều dài khoang : 5,8m Chiều cao đáy đôi : d 0 =max(710,B/16) = 1168.75mm Chọn chiều cao đáy đôi d 0 = 1200mm III) Kết cấu khoang hàng: V.1) Kết cấu dàn vách : 1) Sơ đồ kết cấu vách: 3 K.Đuôi K.Máy K.Hàng I K.Hàng II K.Hàng III K.Hàng IV K.Mũi 5800 12300 23400 23400 23400 22700 5800 183173138102 66 30100 thuyết minh kết cấu thân tàu Dàn vách kết cấu với sơ đồ nẹp đứng xen kẽ nẹp khỏe -Khoảng cách nẹp thờng vách : 680mm -Khoảng cách nẹp khỏe : đợc trình bày trên hình vẽ 2) Chiều dầy tôn vách : Chiều dầy tôn vách đợc tính theo công thức sau: t = 3,2s h + 2,5 Trong đó : s = 680mm = 0,68m h : Khoảng cách đo từ mép dới của tấm đến boong vách Tấm 1(Tấm d ới cùng ): h = 9 m t = 9,028 mm t 1 = t + 1 = 10,028 (mm) Tấm 2: h = 7.5 m t 2 = 8.5 (mm) Tấm 3: h = 6 m t 3 = 7.8 (mm) Tấm 4: h = 4.5 m t 4 = 7.16 (mm) Tấm 5: h = 3 m 4 2040 2040 560 680 680 680 2600 2720 9400 18800 9000 Boong duới Boong trên Nẹp khỏe Nẹp thuờng thuyết minh kết cấu thân tàu t 6 = 6,3 (mm) Tấm 6: h = 1.5m < 3,4m ; ta lấy h = 3,5m t 7 = 6,57(mm) Chọn : - Tấm 1: b x t = 1500 x 12 Tấm 2 : b x t = 1500 x 10 Tấm 3 : b x t = 1500 x 10 Tấm 4 : b x t = 1500 x 10 Tấm 5 : b x t = 1500 x 8 Tấm 6 : b x t = 1500 x 8 3) Cơ cấu : * >Nẹp thờng: Mô đun chống uốn của nẹp thờng kể cả mép kèm : W = 2,8.c.s.h.l 2 Trong đó : c = 0,8(Hệ số liên kết _Tra bảng 2A/11.2-Quy phạm) s = 0,68m l : Chiều dài nhịp nẹp h : Tải trọng tính toán đo từ trung điểm của nhịp nẹp tới boong vách tại vị trí mặt phẳng dọc tâm +) Khoang nội boong : l = 3.1 m h = 1,6 m h tt = 1,2 + 0,8.h = 2.48 m W = 127,583(cm 3 ) Chọn thép: Thép làm nẹp thờng dàn vách khoang nội boong khoang hàng là L125x80x10 Mép kèm : b MK x t MK = 680 x 8 b MK = min(s , l/5) Bảng tính chọn: Quy cách F i z i F i z i F i z i 2 J 0 (mm) (cm 2 ) (cm) (cm 3 ) (cm 4 ) (cm 4 ) Mép kèm 680x8 54.4 0 0 L 125x80x10 19.7 8.76 172.57 1511.7 312 74.1 8.76 172.57 (A) (B) STT 1823.73072 (C) Tổng e = A B = 2,323(cm) z max = h t + 2 t - e = 10,571(cm) J 00 = C - e 2 .A = 1421,8(cm 4 ) W min = max 00 z J = 134,5(cm 3 ) 5 thuyết minh kết cấu thân tàu W = W W- Wmin .100% = 5,123% Vậy : Thép chọn làm nẹp thờng vách khoang nội boong có quy cách L125x80x10 là phù hợp +) Phần thân chính : l = 5,9m h = 8,138m W = 431,498(cm 3 ) Chọn thép: Thép làm nẹp thờng dàn vách phần thân chính khoang hàng là L200x125x14 Mép kèm : b MK = min(s , l/5) = 680mm. b MK x t MK = 680 x 10 Bảng tính chọn: Quy cách F i z i F i z i F i z i 2 J 0 (mm) (cm 2 ) (cm) (cm 3 ) (cm 4 ) (cm 4 ) Mép kèm 680x10 68 0 0 L 200x125x14 43.9 13.79 605.38 8348.2 1801 111.9 13.79 605.38 (A) (B) STT 10149.20399 (C) Tổng e = A B = 5,41(cm) z max = h t + 2 t - e = 15,09(cm) J 00 = C - e 2 .A = 6874,1(cm 4 ) W min = max 00 z J = 455,54(cm 3 ) W = W W- Wmin .100% = 5,572% Vậy : Thép chọn làm nẹp thờng vách phần thân chính có quy cách L200x125x14 là phù hợp. *> Nẹp khỏe: Mô đun chống uốn của nẹp khỏe kể cả mép kèm : W = 2,8.c.s.h.l 2 Trong đó : c = 0,8 ( Hệ số phụ thuộc vào liên kết) s = 2,72m ( Khoảng cách các nẹp khỏe ) l (Chiều dài nhịp nẹp) h (Tải trọng tính toán) 6 thuyết minh kết cấu thân tàu +) Khoang nội boong : l = 3.1 m h = 1,6 m lấy h =2.8 m W = 509,358(cm 3 ) Chọn thép: Thép làm nẹp khỏe dàn vách khoang nội boong khoang hàng là: T 16 x 200 16 x 100 Mép kèm : b MK = min(s , l/5) = 1000mm b MK x t MK = 1000 x 8 Bảng tính chọn: Quy cách F i z i F i z i F i z i 2 J o (mm) (cm 2 ) (cm) (cm 3 ) (cm 4 ) (cm 4 ) Mép kèm 1000x8 80 0 0 0 4.2667 Bản thành 200x16 32 10.4 332.8 3461 1066.67 Bản cánh 100x16 16 21.2 339.2 7191 3.4133 Tổng 128 672 (A) (B) 11726.507 ( C ) TT e = A B = 5,520(cm) z max = h t + 2 t - e = 15,15(cm) J 00 = C - e 2 .A = 8198,507(cm 4 ) W min = max 00 z J = 541,156(cm 3 ) W = W W- Wmin .100% = 6,243% Vậy :Thép chọn làm nẹp khỏe vách khoang nội boong có quy cách T 16 x 200 16 x 100 là phù hợp . +) Phần thân chính: l = 5,9m h = 8,138m W = 1725,991(cm 3 ) Chọn thép: Thép làm nẹp khỏe dàn vách phần thân chính khoang hàng là: T 16 x 350 16 x 200 Mép kèm : b MK = min(s , l/5) = 1180mm b MK x t MK = 1180 x 10 7 thuyết minh kết cấu thân tàu Bảng tính chọn: TT Quy Cách (mm) F i (cm 2 ) z i (cm) F i z i (cm 3 ) F i z i 2 (cm 4 ) J o (cm 4 ) Mép kèm 1180x10 118 0 0 0 9.833 Bản thành 350x16 56 18 1008.00 18144 5717 Bản cánhC 200x16 32 36.3 1161.6 42166.08 6.827 Tổng 206 (A) 2169.6 (B) 66043.407 (C) e = A B =10,532(cm) z max = h t + 2 t - e = 24,968(cm) J 00 = C - e 2 .A = 43193,1(cm 4 ) W min = max 00 z J = 1729,94(cm 3 ) W = W W- Wmin .100% = 0,229% Vậy :Thép chọn làm nẹp khỏe vách phần thân chính khoang hàng có quy cách T 16 x 350 16 x 200 là phù hợp . V.2 ) Kết cấu dàn đáy: 1) Sơ đồ kết cấu đáy đôi : (Xét đáy đôi ở khoang hàng vùng giữa tàu) Dàn đáy kết cấu ở hệ thống dọc có : Khoảng cách các xà dọc đáy : 680mm Khoảng cách các sống đáy : đợc trình bày trên hình vẽ Khoảng cách các đà ngang đáy : 2600mm 8 2720 2600 9350 680 2040 2550 2040 2600 Sống chính đáy Sống phụ đáy Đà ngang đáy Xà dọc đáy thuyết minh kết cấu thân tàu 2) T ính toán chiều dầy tôn đáy : +) Chiều dầy tôn đáy ngoài : Tính theo chiều dầy tôn tối thiểu: t min = L = 10,8 (mm) Tính theo tải trọng cục bộ tác dụng: t 1 = c 1 c 2 s 1 h 0,035L' d ++ + 2,5 = 13,4(mm) t = Max(t min ; t 1 ) = max(10,719 ; 13,4) = 13,4mm Trong đó : +) s = 0,68m +) L = 116.8 m +) d = 8,8 m +) h 1 = 0 ( tải trọng bổ xung tác dụng lên dàn đáy phụ thuộc khu vực đáy tàu +) c 1 = 1 ( Hệ số phụ thuộc chiều dài tàu ) +) c 2 = x15,5f24 13 B = 4,459Hệ số phụ thuộc hệ thống kết cấu đáy với : f B = 1 x = 0,3L' X = 1(m) X : Khoảng cách từ tấm khảo sát đến đờng vuông góc mũi hoặc đờng vuông góc đuôi . Chọn chiều dầy tôn đáy ngoài : t = 14mm +) Chiều dầy tôn đáy trên : Chiều dầy tôn đáy trên tính theo công thức : t = max(t 1 ,t 2 ) = 11,56(mm) t 1 = d d B 1000 c 0 2 . + 2,5 = 8,607(mm) t 2 = cs h + 2,5 = 11,56(mm) Trong đó : +) B = 18,7 m +) c : Hệ số phụ thuộc tỉ số B/l H l H : Chiều dài khoang , l H = 23,4m B/l H = 0,803 c = max(b 0 , b 1 ) = 2,33 b 0 ,b 1 :Tra bảng 2A/4.4_Quy phạm ; b 0 = 2,2; b 1 = 2,2 = f B 1124 13,8 = 1,061 +) d 0 = 1,2m +) d = 8,8m +) s = 0,68m +) h = 9.18 m +) c: Hệ số phụ thuộc tỉ số l/s l/s = 3,823 > 3,5 9 thuyết minh kết cấu thân tàu c = 4 Vay Chọn chiều dầy tôn đáy trên : t = 12mm +) Tôn hông : Chiều dầy tôn hông tính theo công thức sau : t = + + + l )( )( 2 ba R 0,035L'd5,22 3/2 2/5 + 2,5 = 15,52(mm) Trong đó : +) R = 1,9m (R : Bán kính cung hông) +) a = 0,5m +) b = 0,3m ( a, b : Khoảng cách từ cạnh dới và cạnh trên của cung hông đến xà dọc gần nhất) +) l = 2,6 m ( l : Khoảng cách các đà ngang đáy) +) L = 116.9 m +) d = 8,8 m Chọn chiều dầy tôn hông : t = 16 + > Tôn sống nằm : Chiều rộng dải tôn sống nằm đáy tính theo công thức sau : b = 2L + 1000 = 1233.6 (mm) Chiều dày dải tôn sống nằm : t 1 = t + 2 = 16(mm) Trong đó : t là chiều dày tôn đáy ngoài t = 14mm Chọn dải tôn sống nằm có : b x t =1500 x 16mm Tôn sống hông:(Sống hông nghiêng) Chiều dầy tôn sống hông : t = cs h + 2,5 + 2 = 13,56(mm) Chiều rộng : b =0,0035L + 0,3 = 0.7088 m Chọn sống hông : b x t = 750 x 14 mm 3) Tính toán cơ cấu : Sống chính đáy : Chiều cao sống chính đáy : d 0 = 1,2m Chiều dầy tôn bản thành của sống chính đáy : t = max(t 1 ,t 2 ) = (6,992 ; 13,3)mm = 13,3mm t 1 = C 1 . 2 4 B y 10,7 l X 2,6 dd sBd H10 + 2,5 = 6,992(mm) t 2 = Cd 0 + 2,5 = 13,3mm Trong đó : +) s = 2,04m +) d 0 = 1,2m +) d 1 = 0 +) l H = 23,4m 10 [...]... Chọn mã có kích thớc 500x500x12, Chiều rộng mép bẻ :70 IV.4) Kết cấu dàn boong : 1,Sơ đồ kết cấu : 2600 Xà ngang conxon 680 LMK x BMK = 18200 x 13600 2040 2720 2600 Boong trên 2040 6350 2550 550 Boong duới 21 thuyết minh kết cấu thân tàu - Dàn boong của boong trên kết cấu theo hệ thống dọc _vùng giữa hai thanh quây dọc kết cấu theo hệ thống ngang - Boong dới kết cấu thep hệ thống ngang Kích thớc... tính theo công thức : 0,6 L + 2,5 Vậy chiều dày mã hông là t = 0,6 L + 2,5 + 1,5 = 10,48 (mm) 14 thuyết minh kết cấu thân tàu Chọn kích thớc của mã 1000x1000x12 (theo bảng 2A/1.3_ Quy phạm ) Trong các mã hông không có đà ngang đặc, dới chân mã hông đặt các mã liên kết và gia cờng kéo tới cặp xà dọc đáy gần nhất và hàn V.3) Kết cấu dàn mạn : 1.Sơ đồ kết cấu : Sơ đồ kết cấu dàn mạn khoang hàng I,II,III Suon.. .thuyết minh kết cấu thân tàu +) X = 10,53m (Khoảng cách đo theo phơng dọc tàu từ trung điểm của chiều dài khoang đến tiết diện khảo sát) 0,2lH X 0,45lH ;lH : Chiều dài khoang +) y = 0 +) B = 18,7 m B lH +) C1 = 103 = 0,021(Hệ số phụ thuộc hệ thống kết cấu của đáy và tỉ số 3 kích thớc vành đế B/lH _ Theo 2A/4.2.3-Quy phạm) +) C : Hệ số phụ thuộc tỉ số s1/d0(Tra bảng 2A/4.1) s1/d0... vùng từ thanh quây dọc ra đến mạn : Chiều dầy bản thành của xà ngang boong khỏe không nhỏ hơn trị số sau : t = 10s1 + 2,5 = 5,3(mm) Trong đó : s1 = 0,28m (s1 : Chiều cao tiết diện bản thành) Chiều rộng bản cánh : Chiều rộng bản cánh phải không nhỏ hơn trị số tính dl theo công thức sau : 85,4 0 = 72,8658(mm) do = 0,28m (Chiều cao tiết diện bản thành) l = 2,6m ( Chiều dài nhịp của xà ngang) Môđun chống... phụ kề cận +) d0 = 1,2m (Chiều cao sống phụ đáy ) +) d1 = 0,45m (Chiều cao lỗ khoét ) +) lH = 23,4m (Chiều dài khoang ) +) X = 10,53m +) B = 18,7m B lH 103 = 0,021 +) C1 = 3 +) C : Hệ số phụ thuộc tỉ số s1/d0(Tra bảng 2A/4.1) s1/d0 = 0,542 C = 5,42 +) y : Khoảng cách từ tâm tàu đến sống khảo sát Sống phụ thứ nhất : y = 2,04m s = 2,04m t11 = 5,04mm 11 thuyết minh kết cấu thân tàu t1 = max(5,04 ; 9,004)mm... thuộc chiều dài tàu 23 thuyết minh kết cấu thân tàu L' c = 0,905 + 2430 = 0,99965 (Vì chiều dài tàu L = 116.8m < 230 nên lấy L = 230m) Chọn chiều dầy tôn boong trên vùng từ thanh quây dọc miệng hầm hàng đến mạn là: t = 8mm Chiều dầy tôn boong vùng giữa thanh quây ngang miệng hầm hàng : t = 1,25cs h + 2,5 = 6,88642(mm) Trong đó : s = 0,65m(khoảng cách giữa các xà ngang boong) Chọn chiều dầy tôn boong... đồ kết cấu dàn mạn khoang hàng IV Suon khỏe đỡ xà ngang conxon Suon khỏe Boong trên Suon thuờng 5900 9000 Boong duói 650650650650 2600 2600 2600 23400 15 thuyết minh kết cấu thân tàu Dàn mạn kết cấu ở hệ thống ngang gồm sờn thờng, sờn khỏe và hệ thống sờn conxon: Khoảng sờn : 650mm Khoảng cách giữa các sờn khỏe : 2,6m Khoảng cách giữa các sờn conxon : 7,8m Các kích thớc khác dợc ghi trên hình vẽ 2 .Chiều. .. dọc boong vùng giữa hai thanh quây dọc : Chiều dầy bản thành của sống dọc boong không nhỏ hơn trị số sau: t = 10s1 + 2,5 = 4,9(mm) Chọn t = 8mm Trong đó : s1 = 0,25m (s1 : Chiều cao tiết diện bản thành) Chiều cao bản thành của sống không nhỏ hơn 2,5 lần chiều cao lỗ khoét cho xà ngang boong thờng chui qua: d0 = 2,5d1 = 325 (mm) Chiều rộng bản cánh : Chiều rộng bản cánh phải không nhỏ hơn trị số tính... thuộc tỷ số s1/d0(Tra bảng 2A/4.3) (s1/d0 = 0,567) C 2 = 23 s1= 0,68m (s1:Khoảng cách các nẹp gia cờng ) ' 12 thuyết minh kết cấu thân tàu Vậy chọn : Chiều dầy đà ngang đáy : t = 14mm Chọn nẹp gia cờng cho đà ngang khỏe : Khoảng cách giữa các nẹp : s1 = 680mm Chiều cao tiết diện của nẹp : hn 0,08do = 96mm Chiều dầy nẹp : t = 14mm Chọn nẹp gia cờng cho đà ngang khỏe là thép bản có quy cách 100x14mm... 110530.98 7 171013.365 thuyết minh kết cấu thân tàu B e = A = 15,562(cm) t zmax = ht + 2 - e = 35,038(cm) J00 = C - e2.A = 109595,181(cm4) J00 Wmin = zma x = 3127,922(cm3) Wmin - W W 100% = 3,777% W = Vậy : Chọn thép làm khỏe đỡ xà ngang boong 300 x 14 khỏe phần thân chính có quy cách T 500 x 14 là phù hợp Liên kết : Sờn thờng liên kết với xà ngang boong 2 và dàn đáy bằng mã có mép bẻ Chiều dài mã: lmã > l/8 . 17,52) m 2 thuyết minh kết cấu thân tàu Chọn : +Chiều dài khoang đuôi : 5,8m +Chiều dài khoang máy : 12,3m +Chiều dài khoang hàngI : 23,4m +Chiều dài khoang hàng II : 23,4m +Chiều dài khoang. 8,8m 1 thuyết minh kết cấu thân tàu I) Đặc điểm tàu thiết kế và quy phạm sử dụng: Tàu thiết kế là tàu chở bách hoá hoạt động trong vùng biển không hạn chế có các thông số chủ yếu sau : Chiều dài. 23,4m 10 thuyết minh kết cấu thân tàu +) X = 10,53m (Khoảng cách đo theo phơng dọc tàu từ trung điểm của chiều dài khoang đến tiết diện khảo sát) 0,2l H X 0,45l H ;l H : Chiều dài khoang +)