Tính toán, thiết kế kết cấu tàu thủy hướng dẫn thực hiện bài tập

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG TÍNH TỐN, THIẾT KẾ KẾT CẤU TÀU THỦY HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN BÀI TẬP PHẠM THANH NHỰT TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ KẾT CẤU TÀU THỦY HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN BÀI TẬP YÊU CẦU: Tính chọn quy cách chi tiết kết cấu tàu theo Quy phạm phù hợp từ vẽ đường hình bố trí kết cấu cho tàu lựa chọn. 1. Giới thiệu chung - Tên tàu: - Cơng dụng: - Vùng hoạt động: - Hình dáng: - Quy phạm áp dụng: 2. Các thơng số tàu + Chiều dài lớn : Lmax, m + Chiều dài thiết kế : LTK, m + Chiều rộng lớn : Bmax, m + Chiều rộng thiết kế : BTK, m + Chiều cao mạn : D, m + Chiều chìm : d, m + Hệ số béo thể tích : Cb () + Lượng chiếm nước : W (), Tấn + Trọng tải (đối với tàu hàng) : Phh (Dw), Tấn + Hành khách (đối với tàu khách) : người + Thuyền viên : người + Công suất máy : Ne, KW (HP,CV) 3. Hệ thống kết cấu, khoảng sườn, phân khoang 3.1. Vật liệu đóng tàu Thân tàu thương tầng đóng vật liệu thép CT3C/composite/gỗ có giới hạn chảy  = …. Tàu kết cấu theo hệ thống ngang/dọc/hỗn hợp/liên hợp Với khoảng cách sườn: S = Và bao gồm 5/6/7… vách ngang/dọc bố trí sườn…… 3.2. Phân khoang Từ: Sau lái đến … Khoang Từ sườn: … đến … Khoang máy Từ sườn: …. đến … Khoang hàng Từ sườn: …. đến …. …… Từ sườn: …. đến mũi Khoang mũi 4. Chiều dày tối thiểu Chiều dày tơn (mm) Tên cấu TT Smin(theo QP) Sthực tế Kết luận Tấm vỏ đoạn đoạn tàu 11 12 Thỏa mãn Tấm mạn đoạn đoạn tàu … … … Dải hơng đoạn tàu … … … Tấm vỏ đoạn đầu tàu … … … Mép mạn, mép boong tàu … … … Tơn vách ngang … … … Tơn boong … … … Dải tơn vách ngang … … … Dải tơn chân vách … … … 10 Tơn ca bin … … … 5. Bảng tính chọn quy cách kết cấu 5.1. Kết cấu giàn đáy 5.1.1. Giàn đáy tàu Dàn đáy thiết kế theo hệ thống ngang/dọc gồm đà ngang đồng nhất. Khoảng cách sống dọc đáy là: … m Khoảng cách đà ngang đáy là: … m a. Đà ngang đáy 1. Mơ men chống uốn đà ngang (kể mép kèm): [W] = 4.2K1K2B12d1(d+r+m) = cm3 Trong đó: B1= … m: Nhịp đà ngang d1= … m: Khoảng cách đà ngang d= … m: Chiều chìm tàu r= … K1= … Hệ số (bảng 2/2.17) K2= … Hệ số (bảng 2/2.18) m= … Tàu cấp SI 2. Mép kèm: Chiều dày S = … mm Chiều rộng b=min{1/6l; 0.5a} Với: 1/6l = … mm 0.5a = … mm VD: đà ngang có qui cách T100x10/250x8 1. B.cánh 2. B.thành 3. M.kèm TT Tổng … cm … cm … cm Fi(cm) … … … … … cm … cm … cm Zi(cm) … … … Eo= … cm J= … cm4 Vậy qui cách đà ngang là: FiZi(cm) FiZi2(cm) Jo(cm) … … … … … … … … … … … Zmax= … W = … Thỏa mãn quy phạm cm cm3 b. Sống phụ đáy 1. Mơ men chống uốn sống phụ đáy khơng nhỏ mơ men chống uốn đà ngang đáy: [W]= … cm3 2. Mép kèm: Chiều dày S = … mm Chiều rộng b = min{1/6l; [ 0.5a+(b-0.5a)j]} với 1/6l = … mm [ 0.5a+(b-0.5a)j ] … mm VD: đà ngang có qui cách T100x10/250x8 1. B.cánh 2. B.thành 3. M.kèm TT Tổng … cm … cm … cm Fi(cm) … … … … … cm … cm … cm Zi(cm) … … … FiZi(cm) FiZi2(cm) Jo(cm) … … … … … … … … … … … Eo= … cm Zmax= … J= … cm W = … Vậy qui cách sống phụ là: Thỏa mãn quy phạm cm cm3 5.1.2. Giàn đáy vùng mũi Dàn đáy thiết kế theo hệ thống ngang/dọc. Khoảng cách sống dọc đáy là: … m Khoảng cách đà ngang đáy là: … m a. Đà ngang đáy Mơ đun chống uốn đà ngang khơng nhỏ mơ đun chống uốn đà ngang đáy vùng tàu. b. Sống đáy Mơ đun chống uốn sống khơng nhỏ mơ đun chống uốn đà ngang đáy. c. Sống phụ đáy Mơ đun chống uốn sống phụ khơng nhỏ mơ đun chống uốn đà ngang đáy. 5.1.3. Giàn đáy khu vực buồng máy Dàn đáy thiết kế theo hệ thống ngang/dọc. Khoảng cách sống dọc đáy là: … m Khoảng cách đà ngang đáy là: … m a. Đà ngang đáy Mơ đun chống uốn đà ngang khơng nhỏ mơ đun chống uốn đà ngang đáy vùng tàu. b. Sống dọc đáy Mơ đun chống uốn sống dọc khơng nhỏ mơ đun chống uốn đà ngang đáy. c. Dầm dọc bệ máy Đà dọc bệ máy có qui cách T… hay L… Chiều dày mép: tm= 1.55.Ne1/3 + 3.6 tm= … Qui cách mép: tm= … Chiều dày thành: tt= (0.1h+0.6)tm tt= … Qui cách mép: tt= … Chiều dày mã gia cường bệ máy: tt= 0.77tt tt= … Qui cách thành: tt= … mm mm Thỏa mãn QP mm mm Thỏa mãn QP mm mm Thỏa mãn QP 5.2. Kết cấu giàn mạn Dàn mạn thiết kế theo hệ thống ngang/dọc. Khoảng cách sườn thường là: … m Khoảng cách sườn khỏe là: … M 5.2.1. Sườn thường 1. Mơ đun chống uốn: Trong đó: W=12.K.a.l = Khoảng cách sườn a = Nhịp sườn l= Hệ số K= (2+0.085L)1/2 2. Mép kèm: S = … mm; b = 0.5a = … mm 1/6l = … mm … cm3 … m … m … 3. Qui cách kết cấu: L… 1. B.cánh 2. B.thành 3. M.kèm TT Tổng … cm … cm … cm Fi(cm) … … … … … cm … cm … cm Zi(cm) … … … FiZi(cm) … … … … FiZi2(cm) … … … … Eo= … cm Zmax= J= … cm4 W = Vậy qui cách sườn thường là: Thỏa mãn quy phạm … … 5.2.2. Sườn khỏe 1. Mo men chống uốn: W=10kd1D1 = … cm3 Trong đó: Khoảng cách sườn d1 = … Nhịp sườn D1 = … 1/2 Hệ số K= (2+0.05L) … 2. Mép kèm: S = … mm Chiều rộng b = min{1/6l; [ 0.5a+(b-0.5a)j]} với 1/6l = … [ 0.5a+(b-0.5a)j ] … 3. Qui cách kết cấu: T… m m mm mm Jo(cm) … … … cm cm3 1. B.cánh 2. B.thành 3. M.kèm TT Tổng … cm … cm … cm Fi(cm) … … … … Eo= … J= … Vậy qui cách sườn khỏe là: … cm … cm … cm Zi(cm) … … … FiZi(cm) … … … … cm Zmax= cm W = Thỏa mãn quy phạm FiZi2(cm) … … … … … … Jo(cm) … … … cm cm3 5.2.2. Sống dọc mạn 1. Kích thước sống dọc mạn khơng nhỏ kích thước sườn khỏe: 2. Qui cách sống dọc mạn: T… 3. Kết luận: Sống dọc mạn thỏa mãn qui phạm 5.3. Giàn mạn vùng mũi: Dàn mạn vùng mũi thiết kế theo hệ thống ngang/dọc gồm sườn đồng sống dọc mạn. Khoảng cách sườn là: … m Khoảng cách sống dọc mạn là: … m 5.3.1. Sườn thường: 1. Mơ đun chống uốn: … cm3 W=12.K.a.l = Trong đó: Khoảng cách sườn a = Chiều cao mạn T.diện xét l = Hệ số K= (2+0.085L)1/2 2. Mép kèm: S = … mm b= 0.5a = … mm 1/6l = … mm 3. Qui cách kết cấu: L …. … m … m … 1. B.cánh 2. B.thành 3. M.kèm TT Tổng … cm … cm … cm Fi(cm) … … … … … cm … cm … cm Zi(cm) … … … FiZi(cm) … … … … Eo= … cm Zmax= J= … cm W = Vậy qui cách sườn thường là: Thỏa mãn quy phạm FiZi2(cm) … … … … … … Jo(cm) … … … cm cm3 5.3.2. Sống dọc mạn: Kích thước sống dọc mạn khơng nhỏ kích thước sườn khỏe. 10 5.4. Giàn mạn vùng đi: Dàn mạn vùng thiết kế theo hệ thống ngang/dọc gồm sườn đồng sống dọc mạn. Khoảng cách sườn là: … m Khoảng cách sống dọc mạn là: … m 5.4.1. Sườn thường 1. Mơ đun chống uốn: … cm3 W=12.K.a.l = Trong đó: Khoảng cách sườn a = Chiều cao mạn T.diện xét l = Hệ số K= (2+0.085L)1/2 2. Mép kèm: S = … mm b= 0.5a = … mm 1/6l = … mm 3. Qui cách kết cấu: L …. … m … m … 1. B.cánh 2. B.thành 3. M.kèm TT Tổng … cm … cm … cm Fi(cm) … … … … … cm … cm … cm Zi(cm) … … … FiZi(cm) … … … … Eo= … cm Zmax= J= … cm W = Vậy qui cách sườn thường là: Thỏa mãn quy phạm FiZi2(cm) … … … … … … Jo(cm) … … … cm cm3 11 5.4.2. Sống dọc mạn: Kích thước sống dọc mạn khơng nhỏ kích thước sườn khỏe. 5.5. Giàn boong: Dàn mạn vùng thiết kế theo hệ thống ngang/dọc gồm ngang boong, xà ngang boong khỏe songs boong. Khoảng cách xà ngang boong là: … m Khoảng cách xà ngang boong khỏe là: … m 5.5.1. Xà ngang boong thường 1. Mơ đun chống uốn tiết diện xà ngang boong: W=3.6dB12 Trong đó: Khoảng cách xà ngang boong d: Khoảng cách từ sống boong đến mạn B1: S=… b = min{0.5a;1/6l} 1/6l = 0.5a = 3. Qui cách kết cấu: L… cm3 m m 2. Mép kèm: … mm … mm 1. B.cánh 2. B.thành 3. M.kèm TT Tổng … cm … cm … cm Fi(cm) … … … … … cm … cm … cm Zi(cm) … … … FiZi(cm) … … … … FiZi2(cm) … … … … Jo(cm) … … … 12 Eo= … cm J= … cm4 Vậy qui cách xà ngang boong thường là: Zmax= … W = … Thỏa mãn quy phạm cm cm3 5.5.2. Xà ngang boong khỏe 1. Mơ đun chống uốn tiết diện xà ngang boong khoẻ: W=3.6dB12 = … cm3 Trong đó: K.cách xà ngang boong khỏe d= …m K.cách từ sống boong đến mạn B1: …m 2. Mép kèm: S = …; Chiều rộng b=min{1/6l;[0.5a+(a1-0.5a)j]} 1/6l = … mm [ 0.5a+(b-0.5a)j ] = … mm 3. Qui cách kết cấu: T …. 1. B.cánh 2. B.thành 3. M.kèm TT Tổng … cm … cm … cm Fi(cm) … … … … … cm … cm … cm Zi(cm) … … … Eo= … cm J= … cm4 Vậy qui cách xà ngang boong khỏe là: FiZi(cm) … … … … FiZi2(cm) … … … … Zmax= … W = … Thỏa mãn quy phạm Jo(cm) … … … cm cm3 13 5.5.3. Sống dọc boong Mơ đun chống uốn sống dọc boong khơng nhỏ mơ đun chống uốn xà ngang boong khỏe. 5.6. Giàn vách Dàn vách kết cấu gồm nẹp đứng xen kẽ sống đứng sống nằm. Khoảng cách nẹp đứng … m Khoảng cách từ sống đứng đến mạn … m 5.6.1. Nẹp vách 1. Mơ đun chống uốn tiết diện nẹp vách: W=12.K.a.l = Trong đó: Chiều dài nẹp l = Khoảng cách nẹp a = Hệ số K= (2+0.085L)1/2 2. Mép kèm: S = … mm b= 0.5a = … mm 1/6l = … mm 3. Qui cách kết cấu: L …. … cm3 … m … m … 1. B.cánh 2. B.thành 3. M.kèm TT Tổng … cm … cm … cm Fi(cm) … … … … Eo= … J= … Vậy qui cách nẹp vách là: … cm … cm … cm Zi(cm) … … … FiZi(cm) … … … … cm Zmax= cm W = Thỏa mãn quy phạm FiZi2(cm) … … … … … … Jo(cm) … … … cm cm3 14 5.6.2. Sống đứng vách 1. Mơ đun chống uốn tiết diện nẹp sống đứng vách: W=10kd1D1 = … cm3 Trong đó: Khoảng cách sống đứng d1 = … m Nhịp sườn D1 = … m Hệ số K= (2+0.085L)1/2 … 2. Mép kèm: S = 6mm; Chiều rộng b= min{1/6l;[0.5a1(1+0.45(100t/a)2)]} 1/6l = … mm [0.5a1(1+0.45(100t/a)2)] = … 3. Qui cách kết cấu: T… 1. B.cánh 2. B.thành 3. M.kèm TT Tổng … cm … cm … cm Fi(cm) … … … … … cm … cm … cm Zi(cm) … … … FiZi(cm) … … … … Eo= … cm Zmax= J= … cm W = Vậy qui cách sống đứng vách là: Thỏa mãn quy phạm FiZi2(cm) … … … … … … 5.7. Thượng tầng Thượng tầng thiết kế theo hệ thống ngang/dọc. Khoảng cách cấu … m Jo(cm) … … … cm cm3 15 5.7.1. Xà ngang 1. Mơ đun chống uốn xà ngang boong: W=dB12 … cm3 Trong đó: Khoảng cách xà ngang boong d = Nhịp sườn B1 = … m … m 2. Mép kèm: S = 4mm; Chiều rộng b= min{1/6l;[0.5a1(1+0.45(100t/a)2)]} 1/6l = … mm [0.5a1(1+0.45(100t/a)2)] … mm 3. Qui cách kết cấu: L… 1. B.cánh 2. B.thành 3. M.kèm TT Tổng … cm … cm … cm Fi(cm) … … … … Eo= … J= … Vậy qui cách xà ngang là: … cm … cm … cm Zi(cm) … … … FiZi(cm) … … … … cm Zmax= cm4 W = Thỏa mãn quy phạm 5.7.2. Sườn 1. Mơ đun chống uốn: W=14.K.a.D1 Trong đó: Khoảng cách sườn a = … cm3 … m FiZi2(cm) … … … … … … Jo(cm) … … … cm cm3 16 Nhịp sườn D1 Hệ số K= (2+0.085L)1/2 2. Mép kèm: S = 6; Chiều rộng b=min{1/6l;0.5a} 1/6l = 0.5a = 3. Qui cách kết cấu: L… … m … … mm … mm 1. B.cánh 2. B.thành 3. M.kèm TT Tổng … cm … cm … cm Fi(cm) … … … … Eo= … J= … Vậy qui cách sườn là: … cm … cm … cm Zi(cm) … … … FiZi(cm) … … … … cm Zmax= cm W = Thỏa mãn quy phạm FiZi2(cm) … … … … … … Jo(cm) … … … cm cm3 [...]... [0.5a1(1+0.45(100t/a)2)] = … 3 Qui cách kết cấu: T… 1 3 2 1 B.cánh 2 B.thành 3 M.kèm TT 1 2 3 Tổng … cm … cm … cm Fi(cm) … … … … … cm … cm … cm Zi(cm) … … … FiZi(cm) … … … … Eo= … cm Zmax= 4 J= … cm W = Vậy qui cách sống đứng vách là: Thỏa mãn quy phạm FiZi2(cm) … … … … … … 5.7 Thượng tầng Thượng tầng được thiết kế theo hệ thống ngang/dọc Khoảng cách giữa các cơ cấu là … m Jo(cm) … … … cm cm3 15 5.7.1... cách kết cấu: T … 1 3 2 1 B.cánh 2 B.thành 3 M.kèm TT 1 2 3 Tổng … cm … cm … cm Fi(cm) … … … … … cm … cm … cm Zi(cm) … … … Eo= … cm J= … cm4 Vậy qui cách xà ngang boong khỏe là: FiZi(cm) … … … … FiZi2(cm) … … … … Zmax= … W = … Thỏa mãn quy phạm Jo(cm) … … … cm cm3 13 5.5.3 Sống dọc boong Mô đun chống uốn của sống dọc boong không nhỏ hơn mô đun chống uốn xà ngang boong khỏe 5.6 Giàn vách Dàn vách được kết. .. Dàn mạn vùng đuôi được thiết kế theo hệ thống ngang/dọc gồm các sườn đồng nhất và sống dọc mạn Khoảng cách giữa các sườn là: … m Khoảng cách giữa các sống dọc mạn là: … m 5.4.1 Sườn thường 1 Mô đun chống uốn: … cm3 W=12.K.a.l = Trong đó: Khoảng cách sườn a = Chiều cao mạn tại T.diện đang xét l = Hệ số K= (2+0.085L)1/2 2 Mép kèm: S = … mm b= 0.5a = … mm 1/6l = … mm 3 Qui cách kết cấu: L … … m … m … 1... khỏe 5.6 Giàn vách Dàn vách được kết cấu gồm các nẹp đứng xen kẽ sống đứng và sống nằm Khoảng cách giữa các nẹp đứng … m Khoảng cách từ sống đứng đến mạn … m 5.6.1 Nẹp vách 1 Mô đun chống uốn tiết diện nẹp vách: W=12.K.a.l = Trong đó: Chiều dài nẹp l = Khoảng cách giữa các nẹp a = Hệ số K= (2+0.085L)1/2 2 Mép kèm: S = … mm b= 0.5a = … mm 1/6l = … mm 3 Qui cách kết cấu: L … … cm3 … m … m … 1 3 2 1 B.cánh... boong thường 1 Mô đun chống uốn tiết diện xà ngang boong: W=3.6dB12 Trong đó: Khoảng cách giữa các xà ngang boong d: Khoảng cách từ sống boong đến mạn B1: S=… b = min{0.5a;1/6l} 1/6l = 0.5a = 3 Qui cách kết cấu: L… cm3 m m 2 Mép kèm: … mm … mm 1 3 2 1 B.cánh 2 B.thành 3 M.kèm TT 1 2 3 Tổng … cm … cm … cm Fi(cm) … … … … … cm … cm … cm Zi(cm) … … … FiZi(cm) … … … … FiZi2(cm) … … … … Jo(cm) … … … 12 Eo= …... W=dB12 … cm3 Trong đó: Khoảng cách các xà ngang boong d = Nhịp sườn B1 = … m … m 2 Mép kèm: S = 4mm; Chiều rộng b= min{1/6l;[0.5a1(1+0.45(100t/a)2)]} 1/6l = … mm [0.5a1(1+0.45(100t/a)2)] … mm 3 Qui cách kết cấu: L… 1 3 2 1 B.cánh 2 B.thành 3 M.kèm TT 1 2 3 Tổng … cm … cm … cm Fi(cm) … … … … Eo= … J= … Vậy qui cách xà ngang là: … cm … cm … cm Zi(cm) … … … FiZi(cm) … … … … cm Zmax= cm4 W = Thỏa mãn quy phạm... W=14.K.a.D1 Trong đó: Khoảng cách sườn a = … cm3 … m FiZi2(cm) … … … … … … Jo(cm) … … … cm cm3 16 Nhịp sườn D1 Hệ số K= (2+0.085L)1/2 2 Mép kèm: S = 6; Chiều rộng b=min{1/6l;0.5a} 1/6l = 0.5a = 3 Qui cách kết cấu: L… … m … … mm … mm 1 3 2 1 B.cánh 2 B.thành 3 M.kèm TT 1 2 3 Tổng … cm … cm … cm Fi(cm) … … … … Eo= … J= … Vậy qui cách sườn là: … cm … cm … cm Zi(cm) … … … FiZi(cm) … … … … cm Zmax= 4 cm W = Thỏa... thường là: Thỏa mãn quy phạm FiZi2(cm) … … … … … … Jo(cm) … … … cm cm3 11 5.4.2 Sống dọc mạn: Kích thước của sống dọc mạn không nhỏ hơn kích thước của sườn khỏe 5.5 Giàn boong: Dàn mạn vùng đuôi được thiết kế theo hệ thống ngang/dọc gồm các và ngang boong, xà ngang boong khỏe và songs boong Khoảng cách giữa các xà ngang boong là: … m Khoảng cách giữa các xà ngang boong khỏe là: … m 5.5.1 Xà ngang boong . TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ KẾT CẤU TÀU THỦY HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN BÀI TẬP PHẠM THANH NHỰT 1 TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ KẾT CẤU TÀU THỦY HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN BÀI TẬP YÊU CẦU: Tính. 10 Tôn ca bin … … … 3 5. Bảng tính chọn quy cách kết cấu 5.1. Kết cấu giàn đáy 5.1.1. Giàn đáy giữa tàu Dàn đáy được thiết kế theo hệ thống ngang/dọc gồm các đà ngang đồng. Tính chọn quy cách các chi tiết kết cấu tàu theo Quy phạm phù hợp từ bản vẽ đường hình và bố trí kết cấu cho một tàu đã lựa chọn. 1. Giới thiệu chung - Tên tàu: - Cơng dụng: - Vùng hoạt