BÀI tập lớn kết cấu tàu THỦY

Lựa chọn HỆ THỐNG kết cấu: - Theo quan điểm sức bền tàu 1.Khoang hàng Dàn boong, dàn đáy kết cấu hệ thống dọc Dàn mạn kết cấu hệ thống ngang.. Vách ngang, vách dọc tâm kết cấu sóng đứn

BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU TÀU THỦY

Sinh viờn thực hiện : NGUYỄN THÁI DUY

Lớp : 12KTTT

Giỏo viờn hướng dẫn: NGUYỄN TIẾN THỪA

Đề số 4

I Đặc điểm tàu thiết kế, quy phạm thiết kế:

- Tàu thiết kế là tàu dầu hoạt động trong khu vực khụng hạn chế

- Các thông số chủ yếu của tàu

+ Chiều dài thiết kế Lpp = 102 m

+ Chiều rộng tàu B = 17.6 m

+ Chiều cao mạn H = 7.2 m

+ Chiều chìm tàu T = 8.5m

II Vật liệu đóng tàu:

- Thép CT3C Giới hạn chảy ch = 2400 kg/cm2

- Tàu thiết kế theo quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép TCVN – 2010 phần 2A

III Phân khoang:

1 Khoảng s-ờn:

- Khoảng cách cơ cấu ngang

a = 2L + 450 = 654 mm

- Khoảng cách cơ cấu dọc

b = 2L + 550 = 754 mm Vậy chọn

+ Khoảng s-ờn vùng khoang máy, khoang mũi, khoang cách ly, khoang bơm

là 600 mm

+ Khoảng s-ờn vùng khoang hàng là 700 mm

+ Khoảng cách các xà dọc đáy, xà dọc boong là 720 mm

+ Khoảng cách các sống dọc mạn không lớn hơn 0,9 L T

Trong mạn kép các sống dọc không lớn hơn 1,1 L T

+ Các đà ngang đáy = min (0,55B ; 0,75B) = min (2,56 ; 2,53 )m

- Khoản cách giữa các cơ cấu th-ờng

Theo 5.2.11 phần B quy phạm kết cấu thân tàu và trang thiết bị ta có:

a0 = 450 + 2Lpp = 723,2 (m)

- Chọn khoảng s-ờn trên suốt chiều dài tàu a = 700 mm

2 Sơ đồ phõn khoang

Tên khoang Từ s-ờn

đến s-ờn

Chiều dài (m)

Khoảng cách (mm)

Khoang hàng VII #150  #168 Lh = 12.6 a0 = 700 Khoang hàng VIII #168  #186 Lh = 12.6 a0 = 700

IV Lựa chọn HỆ THỐNG kết cấu:

- Theo quan điểm sức bền tàu

1.Khoang hàng

Dàn boong, dàn đáy kết cấu hệ thống dọc

Dàn mạn kết cấu hệ thống ngang

Vách ngang, vách dọc tâm kết cấu sóng đứng

2 Khoang máy, khoang bơm

Dàn boong kết cấu hệ thống dọc

Dàn mạn, dàn đáy kết cấu hệ thống ngang

3.Khoang mũi, khoang đuôi, khoang cách ly mũi

Dàn boong kết cấu hệ thống dọc

Dàn mạn, dàn đáy kết cấu hệ thống ngang

Dàn vách kết cấu nẹp nằm, sống đứng

4 Th-ợng tầng

Kết cấu hệ thống ngang

- Tàu có một vách dọc tâm tại mặt phẳng dọc tâm

- Theo điều 11.1.1 phần 2A quy phạm kết cấu thân tàu và trang thiết bị quy định tàu có các vách (vách dọc và vách ngang) không đ-ợc lớn hơn 1,2 Lpp = 14,02(m)

- Chọn vách dọc tâm

- Các vách ngang đặt tại giới hạn khoang hàng

- Đáy đôi: Theo điều 4.1.1 phần 2A quy phạm kết cấu và trang thiết bị thì chiều cao đáy đổi H đđ >

20

'

B

= 1,04 (m)

- Chọn Hđđ = 1,4 (m)

- Khoang hàng hình thức kết cấu

Dàn vách : Nẹp đứng sống nằm

Dàn boong: Hệ thống dọc

Đáy : Hệ thống dọc

Mạn : Hệ thống ngang

- Khoang máy, đuôi, mũi: kết cấu hệ thống ngang

V TÍNH CHỌN KẾT CẤU DÀN ĐÁY KHOANG HÀNG

1 Dàn đáy khoang hàng:

1.1 Sơ đồ dàn đỏy: Dàn đáy kết cấu hệ thống ngang và các đà ngang đặt tại

mỗi khoang sườn:

1.2 Bố trí kết cấu:

Dàn đáy kết cấu hệ thống ngang, đà ngang đáy đặt tại mỗi khoảng s-ờn cách nhau

1 khoảng 700(mm) Sống chính và sống phụ chuyển tiếp từ khoang hàng sang

- Bố trí một sống chính đáy tại mặt phẳng dọc tâm

- Bố trí các sống phụ cách nhau 2,1 (m)

- Khoảng cách giữa các đà ngang đáy = 0,7 (m)

- Đặt thêm 2 dầm dọc máy

2 Tính toán cơ cấu

2.1 Chiều dày tôn đáy:

- Theo điều 2A/4.5.1

- Tôn đáy trên

t = max(t1 , t2 )

* t1 =

0

2

.

1000 d

d B C

+ 2,5 +2 mm

C = max(bo , .b1) phụ thuộc vào B/lH

Với l H chiều dài khoang mỏy

d0 : chiều cao tiết diện sống chính , d0=1,4 (m)

d: chiều chìm tàu đo tại đ-ờng n-ớc thiết kế, d = 8,45 (m)

- bo , b1 tra bảng 2-A/4.4

bo = 1,1.2,2 = 4,42

b1 = 1,1.2,2 = 4,42

 =

B f

11 24

8 , 13

 = 1,06

C = .b1 = 4,68

Vậy ta cú t1 = 16,7 mm

* t2 = C’.S h + 2.5 + 2 mm

C’ phụ thuộc vào l/S = 2,1/0,7 = 3

C’ = 0,43.l/S + 2,5 = 3.79

S = 0,7

h = 12 m

h: khoảng cách từ tôn đáy trờn đến boong thấp nhất tại tâm tàu

h = d + 0,026.L' = 8,45 + 0,026.136,6 = 12 m

Chọn t = 16,7 mm

1.2 Tôn đáy trờn

t = max(t1 , t2 )

* t1 = C1 C2.S d 0 , 035 Lh'+2,5 +2 mm

C1 = 1

C1: Hệ số phụ thuộc vào chiều dài tàu với L< 250 m

C2 =

B f

5 , 15 24

8 , 13

f B = 1

h’ = 0

t1 = 16,5 mm

* t2 =

0

2

.

1000 d

d B C

+ 2,5 + 2 mm

C = .b1

 =

B f

5 , 15 24

8 , 13

C = 1,6.2,42 = 3,9

t2 = 14,7 mm

Chọn t = 16,5 mm

2.2 Tính toán sống chính và sống phụ dàn đáy khoang hàng:

Theo điều 27.6.3 phần 2 -A

Chiều dày sống chính và sống phụ đáy không nhỏ hơn trị số xác định theo công thức sau:

t = max(t1, t2, t3)

1 t1 = C1.K

1 0

.

d d

x h

S B

 + 2,5 Với + S: khoảng cách giữa các tấm của 2 vùng lân cận S = 2,1 (m)

+ x: khoảng cách từ trung điểm của LTđến điểm đang xét.Do x<0,25lT ,nên lấy x=3,15 m

+ LT chiều dài khoang đang xột

+ hB = 12 (m)

+ d0 chiều cao tiết diện sống chính, sống phụ đáy d0 = 1,4 (m)

+ d1 = 0 không có lỗ khoét

+ K = 1 phụ thuộc vào vật liệu

+ C1: hệ số phụ thuộc tra bảng 2 - A/27.5

b: khoảng cách từ vách dọc của mạn kép đến vách dọc tâm b = 9,2 (m)

T L

B

= 0,73

 C1 = 0,073

 t1 = 6,49 (mm)

2 t2 = 8,6 3 1

'

2 2

) 5 , 2 (

1



t K C

a H

+ 2,5

+ a: chiều cao sống chính tại điểm đang xét a = 1,4 (m)

+ H = 1

+ C1' hệ số đ-ợc tính theo bảng 2A/27.6 phụ thuộc

4 , 1

2 , 1

a

S

= 0,86  C1' = 10 + t1 = 6,49 (mm)

 t2 = 8,6 3 ( 6 , 49 2 , 5 )

1 10

4 , 1





+ 2,5 = 8,93 (mm)

3 t3 =

K

a

C1” tra bảng 2 – A/27.6 phụ thuộc vào

a

S1

C1” = 8,6 sống chính

C1” = 7,0 sống phụ

a = 1,4 Chiều cao sống chính và phụ

 t3 =

1

1 6 ,

8  + 2,5 = 11,1 (mm)

 t3 =

1

1 0 ,

7  + 2,5 = 9,5 (mm)

- Chiều dày sống chính t = max(t1; t2; t3) = 12 (mm)

- Chiều dày sống phụ t = max(t1; t2; t3) = 10 (mm)

2.3 Chiều dày đà ngang đáy:

Chiều dày đà ngang:

t = max(t1;t2)

t1 = 2 '' 2 5

1 0

'











 B

y d d

d SB

t2 = 8 6 3  2 5 2 5

1 ' 2

2 0

2





t C

d H

(mm)

S = 0.7(m) khoảng cách các đà ngang

B’ = 18,4 (m) khoảng cách các đ-ờng đỉnh mã hông ở giữa tàu

B’’= 7,6 (m) khoảng cách các đ-ờng đỉnh mã hông tại đà ngang

y = B’’/2 = 3.8(m) (Lấy khoảng cách lớn nhất)

C2 = 0.022 (Tra bảng 2-A/4.2) phụ thuộc vào B/lH = 0,84

C’2 = 19 (Tra bảng 2-A/4.3) phụ thuộc vào S1/d0 = 0,6

H = 1

t1 = 4,6 (mm)

t2 = 7,91(mm)

Chọn t = 10 (mm)

* Gia c-ờng cho đà ngang : Đà ngang đ-ợc gia c-ờng bằng các nẹp đặt cách nhau 0,72 m

Chiều dày mã t  0,6 L + 2,5 = 9,5mm chọn t = 10 mm

Chiều cao = 0,08.d0 = 112mm

Chiều rộng chọn = 80 mm

Quy cách mã

112x10

Bẻ 80

2 Kết cấu dàn vách

Vách bao gồm:Tôn vách rải theo phương ngang và nẹp đứng vách được hiển thị trong sơ đồ kết cấu dàn vách khoang hàng

Chiều dày tôn vách không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau:

t = 3,2.S h + 2,5 mm

 S (m) khoảng cách giữa các nẹp vách

 h (m) tải trọng tác dụng lên tờ tôn đang xét, h 3,4 m

 Rải dưới cùng chọn tăng so với giá trị trên 1mm

Ta tính toán và chọn tôn theo bảng sau:

Bảng 2: Bảng tính chọn chiều dày tôn vách khoang hàng

STT Rải tôn S(m) Tải trọng h (m) t (mm) theo công thức (11.2.1) Chọn t(mm)

2.3 Nẹp vách (điều 11.2.3)

Mô đun chống uốn Z của tiết diện nẹp vách phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức:

Z = 2,8.C.S.h,l2 cm3

 l (m) Chiều dài nhịp nẹp

 S (m) Khoảng cách các nẹp

 C hệ số phụ thuộc vào liên kết mút nẹp ( Chọn liên kết bằng mã ốp )

 h (m) Tải trọng tính toán cho nẹp

Ta có bảng tính sau:

Chiều cao mạn D= 7.2 m

Chiều rộng tàu B= 17.6 m

Chiều cao đáy đôi h 0 = 1.4 m

Chiều dài nhịp nẹp l = 6.15 m

Khoảng cách các nẹp S = 0.75 m

Hệ số C = 1 Liên kết bằng mã ốp

Tải trọng tính toán cho nẹph = 5.626 m

Mô đun tiết diện yêu cầu Z = 447 cm3

Chiều rộng mép kèm b = min(0,2.l; S) = 750 mm

Chiều dày mép kèm t = 7 mm

Bảng 3: Bảng chọn nẹp vách khoang hàng

Thành phần F i z i F i z i J 0

cm2 cm cm3 cm4 Mép kèm 52.5 0.35 18.375 2 Thép mỏ 94.1 27.4 2578 17260

146.6 2597

e = 17.7 (cm)

Zmax = 25.3 (cm)

J = 41920 (cm4)

WCC = 1658 (cm3)

Vậy ta chọn thép có quy cách: B.F 430 x 15 là thoả mãn.

750 x 7

Fizi2

cm4 6.43 70647 87915

B.F 430 x 15 S

Quy cách mm

750 x 7