Phân tích và thiết kế kết cấu một mẫu tàu câu vỏ gỗ khu vực Đà Nẵng

Đề án tốt nghiệp ngành đóng tàu

TRƯỜG ĐẠI HỌC HA TRAG KHOA KỸ THUẬT TÀU THỦY

Địa chỉ : 45b đường Lý am Đế, Phường Phước Long

ha Trang – Khánh Hòa Tên đề tài: “ Phân tích và thiết kế kết cấu một mẫu tàu câu vỏ gỗ

khu vực Đà ẵng”

Ngành : Đóng Tàu

Giáo viên hướng dẫn: TS Trần Gia Thái

I Đối tượng và phạm vi và mục tiêu của đề tài

1 Đối tượng nghiên cứu: Kết cấu tàu câu vỏ gỗ khu vực Đà Nẵng

2 Phạm vi nghiên cứu: Phân tích và thiết kế kết cấu một mẫu tàu câu vỏ gỗ khu vực

Đà Nẵng

3 Mục tiêu nghiên cứu: Phân tích và thiết kế kết cấu một mẫu tàu câu phù hợp cho khu vực Đà Nẵng, khắc phục nhược điểm và thừa hưởng được các ưu điểm của kết cấu tàu dân gian, phù hợp với yêu cầu quy phạm

II ội dung thực hiện

1 Đặt vấn đề

2 Phân tích đặc điểm kết cấu tàu đánh cá vỏ gỗ khu vực Đà Nẵng

3 Thiết kế kết cấu một mẫu tàu câu vỏ gỗ khu vực Đà Nẵng

4 Thảo luận và đề xuất ý kiến

Chương 1: Đặt vấn đề

1.1 Tổng quan về đề tài nghiên cứu

1.2 Đội tàu đánh cá khu vực Đà Nẵng

1.3 Mục tiêu, nội dung, phương pháp nghiên cứu và giới hạn đề tài

Chương 2: Phân tích đặc điểm kết cấu tàu đánh cá vỏ gỗ khu vực Đà ẵng

2.1 Các mẫu tàu điển hình khu vực Đà Nẵng

2.2 Đặc điểm tàu gỗ Đà Nẵng

2.3 Ưu nhược điểm của kết cấu tàu gỗ đà nẵng

Chương 3: Thiết kế kết cấu tàu câu vỏ gỗ

3.1 Những yêu cầu chung đối với kết cấu

3.3.1 Yêu cầu đặt ra trong thiết kế kết cấu

3.3.2 Yêu cầu đặt ra trong chế tạo

3.3.3 Gỗ và chất lượng của gỗ

3.2 Phương pháp thiết kế kết cấu thân tàu

3.3 Thiết kế kết cấu tàu câu vỏ tàu

3.4 Bài toán sức bền chung thân tàu

3.4.1 Tính sức bền chung vỏ tàu

3.4.1.1 Xác định đường cong phân bố tải trọng tác dụng lên thân tàu (theo khoảng sườn lý thuyết)

3.4.1.2 Xác định đường cong lực nổi theo chiều dài tàu

3.4.1.3 Xác định lực cắt và moment uốn chung của tàu

3.4.1.4 Xác định ứng suất uốn chung trong kết cấu thân tàu 3.4.2 Kết luận về bài toán sức bền chung

3.5 Tính toán kiểm tra sức bền cục bộ của một số kết cấu chính

Chương 4: Thảo luận kết quả và đề xuất ý kiến

4.1 Kết luận

4.2 Đề xuất ý kiến

III Kế hoạch thời gian

1 Tìm hiểu và lập đề cương đề tài: Từ: 01/08/2007 Đến: 26/08/2007

Chương 3: Thiết kế kết cấu một mẫu

tàu câu vỏ gỗ khu vực Đà Nẵng

Từ: 1/10/2007 Đến: 27/10/2007

Chương 4: Thảo luận kết quả

và đề xuất ý kiến

Từ: 28/10/2007 Đến: 31/10/2007

Hoàn thành bản thảo: Trước ngày 10/11/2007

Nha Trang, ngày 26 tháng 08 năm 2007 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN

(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)

TS Trần Gia Thái Lê Quang Đông

HẬ XÉT CỦA CÁ BỘ HƯỚG DẪ

Họ tên sinh viên : Lê Quang Đông lớp: 45 TT-1

Ngành : Cơ khí Đóng Tàu Mã ngành : 18.06.10

Tên Đề tài : Phân tích và thiết kế kết cấu một mẫu tàu câu vỏ gỗ

khu vực Đà ẵng

Hiện Vật :

HẬ XÉT CỦA CÁ BỘ HƯỚG DẪ ………

………

………

………

………

………

………

………

KếtLuận………

………

………

………

NhaTrang, ngày……tháng……năm 2007 Cán bộ hướng dẫn

TS.Trần Gia Thái

PHIẾU ĐÁH GIÁ ĐỒ Á TỐT GHIỆP

Họ tên sinh viên : Lê Quang Đông lớp: 45 TT-1

Ngành : Cơ khí Đóng Tàu Mã ngành : 18.06.10

Tên Đề tài : Phân tích và thiết kế kết cấu một mẫu tàu câu vỏ gỗ

khu vực Đà ẵng

Hiện Vật :

HẬ XÉT CỦA CÁ BỘ PHẢ BIỆ

Đánh giá chung: ………

………

………

Nha Trang, ngày……tháng……năm 2007

CÁN BỘ PHẢN BIỆN CHỦ TNCH HỘI ĐỒN G ĐIỂM CHUN G

Bằng số Bằng chữ

MỤC LỤC

Trang

LỜI N ÓI ĐẦU 1

Chương 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 2

1.1 TỔN G QUAN VỀ ĐỀ TÀI N GHIÊN CỨU 2

1.2 ĐỘI TÀU ĐÁN H CÁ ĐÀ N ẴN G 3

1.3 MỤC TIÊU, N ỘI DUN G, PHƯƠN G PHÁP N GHIÊN CỨU VÀ GIỚI HẠN N ỘI DUN G ĐỀ TÀI 4

1.3.1 Mục tiêu, nội dung và giới hạn của đề tài 4

1.3.2 Phương pháp nghiên cứu: 5

Chương 2: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT TÀU ĐÁN H CÁ VỎ GỖ KHU VỰC ĐÀ N ẴN G 6

2.1 CÁC MẪU TÀU GỖ ĐIỂN HÌN H KHU VỰC ĐÀ N ẴN G .6

2.2 ĐẶC ĐIỂM TÀU ĐÁN H CÁ ĐÀ N ẴN G 11

2.2.1 Khoảng sườn 11

2.2.2 Sống chính 12

2.2.3 Sống mũi 13

2.2.4 Sống đuôi 15

2.2.5 Đà ngang đáy 17

2.2.6 Đà máy: 19

2.2.7 Sườn 21

2.2.8 Xà ngang boong 25

2.2.9 Kết cấu các thanh dọc 27

2.2.10 Ván vỏ và ván boong 31

2.2.11Vách 33

2.2.12 Thượng tầng 34

2.3 ƯU N HƯỢC ĐIỂM CỦA KẾT CẤU TÀU GỖ ĐÀ N ẴN G 37

2.3.1 Kết cấu của vòm đuôi tàu: 37

2.3.2 Kết cấu thượng tầng: 39

2.3.3 Khung giàn phơi: 40

Chương 3:THIẾT KẾ KẾT CẤU TÀU CÂU VỎ GỖ 44

3.1 N HỮN G YÊU CẦU CHUN G ĐỐI VỚI KẾT CẤU 44

3.1.1 N hững yêu cầu chung trong thiết kế kết cấu: 44

3.1.2 N hững yêu cầu trong bố trí kết cấu .45

3.1.3 Gỗ và chất lượng của gỗ .46

3.2 PHƯƠN G PHÁP THIẾT KẾ KẾT CẤU THÂN TÀU 46

3.3 THIẾT KẾ KẾT CẤU TÀU CÂU VỎ GỖ 47

3.3.1 Giới thiệu chung 47

3.3.2 Các kích thước kết cấu chính 55

3.4 BÀI TOÁN SỨC BỀN CHUN G THÂN TÀU 60

3.4.1 Tính sức bền chung thân tàu .60

3.4.1.1 Xác định đường cong phân bố tải trọng tác dụng lên thân tàu (theo khoảng sườn lý thuyết) 61

3.4.1.2 Xác định đường cong lực nổi theo chiều dài tàu .64

3.4.1.3 Xác định lực cắt và moment uốn chung của tàu 84

3.4.1.4 Xác định ứng suất uốn chung trong kết cấu thân tàu 88

3.4.2 N hận xét kết cấu tàu qua bài toán sức bền chung .95

3.5 KHÁI QUÁT BÀI TOÁN SỨC BỀN CỤC BỘ CÁC KẾT CẤU THÂN TÀU .95

3.5.1 Lựa chọn phương pháp tính .95

3.5.1.1 Trình tự giải bài toán độ bền kết cấu bằng phương pháp phần tử hữu hạn 96

3.5.1.2 Xây dựng mô hình và tính sức bền cục bộ một số kết cấu chính 97

3.5.2 Tính sước bền cục bộ cho một số chi tiết chính: 97

3.5.2.1 Tải trọng tác dụng lên các chi tiết kết cấu 98

3.5.2.2 Mô hình và tính sức bền cục bộ sống chính tàu thiết kế 98

3.5.2.3 Mô hình và tính sức bền cục bộ đà ngang đáy tàu thiết kế 102

3.5.2.4 Mô hình và tính sức bền cục bộ sườn tàu thiết kế 105

3.5.3 Kiểm tra sức uốn toàn tàu 108

Chương 4: THẢO LUẬN KẾT QUẢ 109

VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 109

4.1 KẾT LUẬN 109

4.2 ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 109

TÀI LIỆU THAM KHẢO 110

LỜI ÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây nền kinh tế biển nói chung và nghề khai thác thủy sản của nước ta đã đóng góp vai trò quan trọng trong thu nhập quốc dân cũng như góp phần bảo vệ lãnh hải của tổ quốc Đối với ngành khai thác thủy sản thì việc phát triển đội tàu khai thác là một trong những yêu cầu hàng đầu Hiện nay việc đóng mới tàu cá ở nước ta được tổ chức đều khắp các địa phương có nghề cá, tuy nhiên các loại tàu đánh cá vỏ gỗ chủ yếu được được đóng theo kinh nghiệm dân gian, các tàu này nhìn chung là đáp ứng được các yêu cầu về sử dụng và khai thác, tuy nhiên vẫn có nhiều hạn chế Để chế tạo ra những con tàu ngày càng tốt hơn, hoàn thiện hơn đảm bảo các yêu cầu cũng như tính năng khai thác thì vấn đề kết cấu của con tàu có vai trò rất quan trọng trước yêu cầu như trên nay tôi được nhà trường giao thực hiện đề tài tốt nghệp “Phân tích và thiết kế kết cấu một mẫu tàu câu khu vực Đà N ẵng”

Sau thời gian thực nay em đã hoàn thành đề tài Qua đây cho em gửi lời cảm

ơn tới tất mọi người đã giúp đỡ, chỉ bảo cho em trong suốt thời gian thực hiện đề tài Trước tiên em xin chân thành cảm ơn sự chỉ bảo hướng dẫn của thầy hướng dẫn

TS Trần Gia Thái, và em cũng chân thành cảm ơn các thầy trong khoa kỹ thuật

tàu thủy, các anh chị trong sở thủy sản Đà N ẵng, cán bộ quản lý thư viện đã tạo mọi điều kiện cho em trong suất quá trình làm đồ án này

Cảm ơn các bạn trong và ngoài lớp đã giúp đỡ em một cách nhiệt tình, để em hoàn thành đề tài đạt kết quả

Cảm ơn bố mẹ đã tạo điều kiện, khuyến khích và luôn ở bên tạo sức mạnh, niềm tin cho con

N ha Trang , tháng 11 năm 2007 Sinh viên thực hiện

Lê Quang Đông

Chương 1: ĐẶT VẤ ĐỀ 1.1 TỔG QUA VỀ ĐỀ TÀI GHIÊ CỨU

Thiết kế kết cấu tàu có ý nghĩa quan trọng chế tạo tàu, để đảm bảo cho tàu hoạt động an toàn, tin cậy trong điều kiện khai thác tàu thì việc xác định kích thước, hình dáng kết cấu, lựa chọn hình thức bố trí hợp lý các kết cấu và liên kết của thân tàu là rất quan trọng vì vậy quá trình thiết kế kết cấu cần được đặc biệt quan tâm Tuy nhiên trong thực tế hầu hết các kết cấu tàu đánh cá vỏ gỗ chưa được tính toán mà thường đóng theo kinh nghiệm dân gian, cho nên trước những cơn bão lớn thường xuyên xuất hiện,di chuyển và thay đổi hướng đột ngột ở vùng biển miềm Trung thì đội các tàu đánh cá vẫn gặp những thiệt hại lớn, tàu vẫn bị nước cuốn đi, bị va đạp mạnh vỡ tàu hay chìm tàu,…

Vì thế, thiết kế và tính toán kết cấu hợp lý cho ra đời những chiếc tàu đủ an toàn cho ngư dân đi biển là trăn trở, băn khoăn của không ít các nhà nghiên cứu tàu thủy trong nước

Với đề tài ” Phân tích và thiết kế kết cấu một mẫu tàu câu khu vực Đà N ẵng” tôi mong muốn có thể chia sẻ những trăn trở đã nêu trên, tuy nhiên chỉ đáp ứng môt phần nhỏ là giới hạn đối với tàu câu vỏ gỗ trong khu vực Đà N ẵng nhằm đáp ứng nhu cầu của người dân trong việc đảm bảo an toàn trên biển tránh sóng gió, bão biển

Để đảm bảo cho kết cấu tàu thiết kế ra là hợp lý nhất trên cơ sở đảm bảo độ bền, mức độ an toàn khi đi biển là cao nhất, đồng thời tiết kiệm được vật liệu, nhờ vậy làm giảm được trọng lượng kết cấu và nâng cao tính năng hàng hải của tàu, nhất

là tốc độ tàu, trong đề tài này tôi tiến hành phân tích các mẫu tàu được đóng theo kết cấu dân gian tìm ra những ưu điểm, nhược điểm của kết cấu này và vận dụng nó vào để thiết kế, tính toán kết cấu tàu vừa thừa hưởng được những ưu điểm vừa khắc phục được các nhược điểm của kết cấu tàu dân gian, phù hợp với quy phạm, tiết kiệm vật liệu, khả năng thi công dễ dàng, có tính năng tàu hợp lý, hoạt động an toàn, mang lại hiệu quả kinh tế và sử dụng

1.2 ĐỘI TÀU ĐÁH CÁ ĐÀ ẴG

Đội tàu đánh cá của thành phố Đà N ẵng là một trong những đội tàu mạnh trong cả nước về cả số lương lẫn chất lượng nhưng bị thiệt hại rất lớn trong năm vừa qua nên hiện tại chưa khôi phục hoàn toàn lại được Với số lượng tàu được cấp giấy phép đến năm cuối năm 2007 và năm 2008 của thành phố có hơn 1200 chiếc tàu trên 20 (Ml) nhưng hiện tại thì chỉ còn trên 500 chiếc (số liệu thống kê lấy đến ngày 28/8/2007) cho ta thấy sự thiệt hại vô cùng to lớn do thiên nhiên đem lại Thiệt hại này là do kết cấu không đủ bền hay quá trình thiết kế tàu có hạn chỉ thiết kế với tàu chỉ chịu đựng được các cơn bão cấp 6 trở lại?

Theo thống kê của bộ thủy sản thành phố cho thấy số lượng tàu hiện tại của thành phố:

Bảng 1.1 Bảng thống kê số lượng tàu thành phố theo dải công suất

Với tổng công suất lên đến 43738 CV

Theo nghề với những tàu có công xuất >20CV

Bảng 1.2 Bảng thống kê số lượng tàu thành phố theo nghề

Lưới Quét 4

Theo số lượng thống kê tàu trên lượng tàu câu trong số lượng tàu cá thành phố Đà N ẵng chiếm tỉ lệ lớn đứng thứ 2 trong các tàu nghề cá Với tổng công suất lên đến 6577 (ML) Các tàu có chiều dài lớn và công xuất cao ngày càng được chú trọng sản xuất, tàu có chiều dài lớn hơn 18m ngày càng nhiều Tàu câu có chiều dài

từ 14 ÷ 18 m chiếm đa số và chủ yếu là tàu câu mực, từ 18m trở nên chiếm 1/4 số lượng tàu câu, điều này cho thấy phát triển ngành câu trong thành phố là một trong những mũi nhọn khai thác hải sản xa bờ

Chính vì vậy thiết kế kết cấu mẫu tàu câu mực có ý nghĩa thực tiễn, đáp ứng được nhu cầu số nhiều của ngành nghề góp phần khắc phục hậu quả của thiên tai, tạo ra công cụ tin cậy cho chương trình khai thác hải sản xa bờ, nhằm tăng mạnh đội tàu lớn với những kết cấu đảm bảo an toàn, kinh tế

1.3 MỤC TIÊU, ỘI DUG, PHƯƠG PHÁP GHIÊ CỨU VÀ GIỚI HẠ

ỘI DUG ĐỀ TÀI

1.3.1 Mục tiêu, nội dung và giới hạn của đề tài

Hiện nay đội tàu đánh bắt xa bờ đang phát triển rất nhanh cả về số lượng và chất lượng, giúp ngư dân có thể khai thác được một cách tốt nhất nguồn lợi từ biển mang lại Song song với sự phát triển này là những đòi hỏi về tính an toàn cho các con tàu khi ra khơi Kinh nghiệm dân gian trong ngành đóng tàu của ngư dân Đà

N ẵng được đúc kết từ lâu đời mà ngày nay đã tạo ra được những con tàu hoạt động hiệu quả đáp ứng được yêu cầu đi biển, tuy kinh nghiệm dân gian trên thực tế là đúng và rất hay nhưng nó có nhược điểm là thiếu cơ sở khoa học, vì vậy kết cấu còn nhiều điểm chưa hợp lý, tốc độ chưa cao, tai nạn còn xảy ra, hiệu quả kinh tế còn thấp Do đó, để rút ra được những kinh nghiệm và khắc phục những nhược điểm trên, đồng thời để bổ sung các kinh nghiệm quý báu của dân gian vào trong công tác nghiên cứu khoa học nên tôi đã chọn đề tài “ Phân tích và thiết kế kết cấu một mẫu tàu câu khu vực Đà N ẵng “

Lĩnh vực nghiên cứu trong đề tài này khá rộng, trong khoảng thời gian có hạn

đề tài này chỉ giới hạn ở một số nội dung sau:

Chương 1 Đặt vấn đề

Chương 2 Phân tích đặc điểm kết cấu tàu đánh cá vỏ gỗ khu vực Đà N ẵng Chương 3 Thiết kế kết cấu một mẫu tàu câu vỏ gỗ khu vực Đà N ẵng

Chương 4 Thảo luận và đề xuất ý kiến

Công nghệ đóng tàu thủy từ trước đến nay đã có một vai trò hết sức quan trọng đối với Việt N am nói chung và Đá N ẵng nói riêng đặc biệt trong lĩnh vực tàu

gỗ N gày nay trước những yêu cầu của cuộc sống đòi hỏi tàu đóng mới ngày càng nhiều nếu một con tàu không đảm bảo tất cả các tính năng thì hiệu quả sản xuất của

nó sẽ giảm, đặc biệt là nó hoạt động trong điều kiện sóng gió rất phức tạp cũng như ngày dài trên biển, chính vì vậy mà nhiệm vụ đề tài cần đạt được là làm cơ sở cho

sự lựa chon các kích thước của kết cấu của một con tàu cụ thể để sao cho nó hoạt động tốt trong mọi điều kiện đủ bền an toàn, giá thành đóng mới không cao nhưng hiệu quả kinh tế tốt

1.3.2 Phương pháp nghiên cứu:

Đề tài được nghiên cứu trên cơ sở lý thuyết được trang bị tại trường Đại Học

N ha Trang , qua sự phân tích kết cấu chung của tàu thuyền đặc biệt là tàu gỗ khu vực Đà N ẵng và bên cạnh đó kế thừa kinh nghiệm quý báu của ngư dân khu vực thành phố Đà N ẵng kết hợp với yêu cầu của Qui phạm phân cấp và đóng tàu cá biển

cỡ nhỏ (TCVN 7111:2002), sau đó kiểm tra bài toán sức bền bằng tính toán lý thuyết, từ đó lựa chọn kết cấu hợp lý nhất cho tàu

Chương 2: PHÂ TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT TÀU ĐÁH

CÁ VỎ GỖ KHU VỰC ĐÀ ẴG 2.1 CÁC MẪU TÀU GỖ ĐIỂ HÌH KHU VỰC ĐÀ ẴG

Qua quá trình phân tích tàu thuyền tại khu vực Đà N ẵng do Chi cục bảo vệ nguồn lợi thủy sản thành phố Đà N ẵng cung cấp cùng với việc thực tế tại một số cơ

sở đóng, tham quan trên một số tàu đỗ trên sông Hàn, chúng tôi thấy ở khu vực Đà

N ẵng có 3 mẫu tàu điển hình thường gặp như sau:

Mẫu số 1

Hình 2.1 Kết cấu cơ bản của mẫu số 1

Mẫu số 2

Hình 2.2 Kết cấu cơ bản của mẫu số 2

Mẫu số 3

Hình 2.3 Kết cấu cơ bản của mẫu số 3

Thống kê các kích thước của các mẫu tàu được thể hiện ở bảng sau:

Bảng 2.1 Kích thước của các mẫu tàu

Các điểm hình học Mẫu số 1 Mẫu số 2 Mẫu số 3

2.2 ĐẶC ĐIỂM TÀU ĐÁH CÁ ĐÀ ẴG

2.2.1 Khoảng sườn

Khoảng sườn ảnh hưởng đến số lượng kết cấu, kích thước kết cấu cũng như đảm bảo độ bền của con tàu, tàu có khoảng sườn càng nhỏ thì số lượng kết cấu, thời gian thi công càng nhiều tuy nhiên tàu có độ bền cao, có thể giảm đi kích thước của kết cấu, ngược lại tàu có khoảng sườn quá lớn thì độ bền kết cấu giảm vì vậy kích thước kết cấu cần tăng lên Do đó vấn đề đặt ra là phải dung hòa để có được kết cấu hoàn chỉnh và hiệu quả

Theo yêu cầu của quy phạm phân cấp và đóng tàu cá biển cỡ nhỏ (TCVN

7111- 2:22002) quy định đối với tàu cá vỏ gỗ:

Khoảng sườn (khoảng cách giữa hai tâm của hai tiết diện thanh sườn kề nhau) không được lớn hơn trị số tính theo công thức sau đây:

a = L + 20 (cm)

Trong đó: L là chiều dài tàu tính theo mét

Ở vùng buồng máy và ở vùng có miệng lỗ khoét có chiều dài bằng và lớn hơn 5m thì khoảng sườn không đươc vươt quá: 0,9(L+20), cm

Đối với sườn xiên, khoảng cách sườn được xác định như sau:

i) Ở độ cao của bong trên : a = L + 20 (cm)

ii) Ở độ cao của đường đáy tàu: a = 2(L + 20)/3 (cm)

Khoảng sườn của tàu dân gian khu vực Đà N ẵng từ (300-450)mm

Xét với các tàu mẫu, khoảng cách sườn của các mẫu được theo bảng sau:

Bảng 2.2 Khoảng cách sườn của các tàu mẫu

Tàu L(m) Khoảng sườn theo quy phạm

Đối với tàu đang xét khoảng sườn đều là 400mm, vậy là lớn hơn quy phạm quy định nhưng tàu vẫn đảm bảo bền thậm chí là dư bền, N hưng việc dư bền đó là

do ảnh hưởng của nhiều yếu tố cộng lại N hư vậy với kết cấu như của tàu dân gian

ta vẫn có thể tăng thêm khoảng sườn để giảm bớt số lương kết cấu ngang tàu

2.2.2 Sống chính

Sống chính là một thanh gỗ thẳng dài có mặt cắt ngang là hình chữ nhật hoặc hình vuông, kích thước tùy thuộc vào chiều dài tàu Sống chính nằm dọc theo mặt cắt dọc giữa tàu, nó chạy dài từ mũi đến đuôi tàu Sống chính là một kết cấu chịu uốn dọc chính của tàu, có tác dụng liên kết và đỡ tất cả các chi tiết khung xương như: sườn, đà ngang đáy, ván…Phía mũi của sống chính liên kết với sống mũi, ở phía lái sống chính liên kết với sống đuôi tạo nên khung xương chính của tàu

Hình 2.4 sống chính

Theo quy phạm phân cấp và đóng tàu cá biển TCVN 6718-2:2000, kích thước sống chính đáy được cho theo bảng sau:

Bảng 2.3 Kích thước sống chính đáy

Tiết diện sống chính đáy tấm đáy

Chiều dài tàu

Bảng 2.4 Giá trị môđun chống uốn (m 3 )

Chiều dài tàu L (m) Giá trị môđun chống uốn (m3)

Giá trị môđun chống uốn tính theo kích thước tàu mẫu (m3)

Tuy nhiên sống chính ở đây quá dư bền xét về khía cạnh khác thì sống chính làm cho khối lượng tàu lớn, rất tốt cho việc hạ trọng tâm tàu nhưng ảnh hưởng đến tính kinh tế trong việc sản xuất tàu

2.2.3 Sống mũi

Sống mũi là thanh gỗ lớn có tiết diện ngang khá lớn để đảm bảo độ cứng vững cho mũi tàu, sự va đập của sóng gió, vật cản, đâm va…

Hình 2.5 sống mũi

Sống mũi được liên kết với sống chính bằng bu lông, đươc đặt nghiêng về phía trước một góc từ 150 đến 200 so với phương thẳng đứng, với góc độ này thì thuận lợi cho liên kết với ván vỏ tạo kết cấu vòm mũi dạng thủy khí động học làm cho tàu cắt sóng tốt, có dáng khỏe và đẹp

Mối nối sống chính với sống đáy phải là mối nối gài và được táp hai miếng thép ở hai bên, miếng táp này phải có độ bền tương đương với độ bền của cơ cấu gỗ tại tiết diện được nối Trong thực tế có một số tàu trong mối nối sống mũi có dùng tấm thép táp hai bên, nhưng một số tàu lại không, theo tôi nên sử dụng quy cách này theo quy phạm sẽ đảm bảo độ an toàn hơn

Theo quy phạm phân cấp và đóng tàu biển cỡ nhỏ TCVN 6718-2:2000, kích thước sống mũi được cho theo bảng:

Sống chính

Bảng 2.6 Kich thước sống mũi

Chiều dài tàu

Kích thước sống mũi tàu mẫu được ghi theo bảng sau:

Bảng 2.7 Kich thước sống mũi các tàu mẫu

2.2.4 Sống đuôi

Sống đuôi là xương sống của tàu ở phía đuôi

Hình 2.6 Kết cấu, vị trí sống đuôi

Sống đuôi ở khu vực Đà N ẵng là một thanh thẳng không được uốn cong để tạo dáng nên tiết kiệm được thời gian và công sức, sống đuôi hiện rõ bên ngoài vòm đuôi, chiều cao lớn thuận lợi cho việc liên kết với ván vỏ

Sống đuôi được nâng cao lên về phía đuôi so với sống chính một góc khoảng

từ 150 đến 200 nhằn tạo không gian để cho chân vịt hoạt động bình thường, tránh rung động vòm đuôi

Theo quy phạm phân cấp và đóng tàu biển cỡ nhỏ TCVN 6718-2:2000, kích thước sống đuôi được cho theo bảng:

Bảng 2.7 Kich thước sống đuôi

Chiều dài tàu L (m) Chiều rộng, chiều cao của tiết diện sống đuôi (mm)

Kích thước sống đuôi của tàu mẫu được ghi trong bảng sau:

Bảng 2.8 Kich thước sống đuôi các tàu mẫu

Tàu L(m) Chiều rộng tiết diện sống đuôi

Kích thước sống đuôi của tàu mẫu so với quy phạm lớn hơn, Sống đuôi đảm bảo độ bền

Kích thước sống đuôi của tàu được tăng về chiều rộng, điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc liên kết với sống chính dẽ dàng

Cần giảm chiều cao của sống đuôi đến mức hơp lý chỉ cần đảm bảo tính uốn dọc với môđun chống uốn bằng môđun chống uốn của sống đuôi với kích thước cho trong quy phạm, hoặc đảm bảo diện tích mặt cắt ngang so với quy phạm quy định, với chiều rộng lớn dễ dàng bố trí lỗ khoét trục chân vịt

2.2.5 Đà ngang đáy

Đà ngang đáy khu vực mũi là đà ngang theo dạng chữ V, liên kết với sống chính bằng 2 bulông, liên kết với sườn trực tiếp bằng bu lông hoặc thông qua thanh táp

Hình 2.7 Đà ngang đáy chữ V

Đà ngang đáy khu vực thân và vòm đuôi có dạng hình một thanh thẳng tiết diện ngang hình chữ nhật

Tại khu vực buồng máy các đà ngang đáy liên kết với thanh đà máy thì có kích thước lớn hơn nhằm giảm chiều cao của thanh đà máy và tạo độ cứng vững tránh rung động tạo cho con tàu khi chạy êm hơn

Hình 2.8 Đà ngang đáy buồng máy và thân tàu

Đà ngang đáy liên kết với sống chính và sống đuôi bằng 2 bu lông

Kích thước của đà ngang đáy phụ thuộc vào tàu có sử dụng thanh dọc đáy hay không, khoảng sườn thưa hay dày

Theo quy phạm phân cấp và đóng tàu cá biển TCVN 6718-2:2000, kích thước tiết diện đà ngang đáy được cho trong bảng sau:

Bảng 2.9 Kich thước tiết diện đà ngang đáy

Đà ngang ván (tiết diện dọc tâm)

Kích thước đà ngang đáy của tàu mẫu được cho theo bảng:

Bảng 2.10 Kich thước tiết diện đà ngang đáy của cá tàu mẫu

Đà ngang ván (tiết diện dọc tâm)

(m) Chiều cao (mm) Chiều rộng (mm)

Đà máy được xẻ rãnh để liên kết ngàm với đà ngang đáy, đà máy có kích thước khá lớn, kéo dài quá về phía đuôi và mũi ít nhất hai khoảng sườn đảm bảo đỡ máy chính và nhận lực trực tiếp từ máy chính truyền xuống kết cấu thân tàu

Kích thước mặt cắt ngang của đà máy và của thanh giằng ngang không được nhỏ hơn trị số trong bảng sau:

Bảng 2.11 Kích thước mặt cắt ngang của đà máy và của thanh giằng ngang

Công suất máy

chính N e<50 50≤N e≤100 100≤N e≤200 200≤N e≤300 N e>300 Diện tích tiết diện

Hình 2.10 Sơ đồ được bố trí bu lông liên kết đà máy với sườn

Xét với các tàu mẫu kích thước đà ngang đáy được cho trong bảng:

Bảng 2.12 Kích thước đà ngang đáy các tàu mẫu

Tàu Công suất

(Ml)

Kích thước

đà máy (mm)

Diện tích mặt cắt ngang (cm2)

Diện tích mặt cắt ngang theo quy phạm (cm2)

Trong thực tế đà máy như thế vẫn đảm bảo được độ bền cho máy chính hoạt

động bình thường, cho nên đà máy đã tiết kiệm được nhiều vật liệu và có tính ưu việt

Quy cách bố trí bulông không theo quy phạm, đà máy liên kết với đà ngang đáy

bằng 2 bulông

2.2.7 Sườn

Thanh sườn được đăt trong mặt phăng vuông góc với mặt phẳng dọc tâm tàu

Ở vùng mũi và đuôi tàu dùng sườn xiên, sườn thường đặt ở thân và vòm đuôi

2

1 1

1

1

2

Sườn xiên

Hình 2.11 Sườn xiên Sườn thường

Thanh sườn tàu Đà N ẵng được sử dụng là loại sườn đơn (một thanh liên tục

Theo quy phạm phân cấp và đóng tàu cá biển cỡ nhỏ TCVN 7111-2002, quy định diện tích tiết diện ngang của sườn đơn không nhỏ hơn trị số cho trong bảng 2.13 và phụ thuộc vào trị số : l=D+B/2

Bảng 2.13 Diện tích tiết diện ngang của sườn đơn

Với: Mặt cắt 1- mặt cắt đầu trên sườn ở độ cao của boong trên

Mặt cắt 2- mặt cắt trung gian sườn ở mạn tàu

Mặt cắt 3- mặt cắt đầu dưới sườn ở đáy tàu

N ếu qui cách sườn không nhỏ hơn trị số cho trong bảng trên và thỏa mãn

điều kiện dưới đây, thì có thể tăng khoảng cách sườn lên trị số không lớn hơn 1,25 lần trị số a theo công thức sau

Trong đó

b chiều rộng thực của tiết diện sườn (đo theo phương dọc tàu)

h chiều cao lựa chon của tiết diện sườn( đo theo phương ngang tàu)

S khoảng cách sườn thưc tế của các sườn đang xét

bo,ho,a-là chiều rộng, chiều cao tiết diện sườn và khoảng sườn theo quy định

0 0

b h b h

a < S

Hình 2.13 Khoảng cách sườn

Xét với các mẫu tàu, tiết diện sườn tàu mẫu so với quy phạm :

Bảng 2.13 Diện tích tiết diện ngang sườn các mẫu tàu so với quy phạm

Tàu l=D+B/2 Tiết diện sườn theo quy

Khoảng cách sườn được thể hiện ở bảng 2.2, đi xét khả năng làm việc của sườn các

mẫu tàu so với quy phạm ta được ta được:

Bảng 2.13 khả năng làm việc của sườn các mẫu tàu so với quy phạm

o

b h S

.

b h S

Vậy quy cách sườn của tàu mẫu nhỏ hơn quy phạm, khả năng làm việc thấp

hơn yêu cầu, tuy nhiên kết cấu vẫn đủ bền, do đó kết cấu sườn có ưu điểm tiết kiệm

vật liệu

s

h

2.2.8 Xà ngang boong

Hình 2.14 Xà ngang boong

Xà ngang boong được đặt tại mỗi sườn trong cùng một mặt phẳng với sườn,

xà ngang boong ở vùng lộ thiên có độ cong phù hợp để thoát nước

Để tạo cho boong có độ cong thích hợp tiết diện đà ngang được tăng dần từ hai mạn vào giữa tàu (mép dưới thẳng, mép trên cong)

Xà ngang boong có hai dạng: xà ngang boong chính đặt ngang tàu kéo dài từ mạn này đến mạn kia của tàu, xà ngang boong cụt đặt tại miệng hầm hàng

Xà ngang boong liên kết với sườn bằng hai bulông

Hình 2.15 Liên kết Xà ngang boong với sườn

Xà ngang boong

Theo quy phạm phân cấp và đóng tàu cá biển (TCVN 6718:2000) quy định kích thước của xà ngang theo bảng sau:

b (mm)

h (mm)

b (mm)

h (mm)

b (mm)

h (mm)

Kích thước xà ngang boong tàu mẫu được thẻ hiện ở bảng sau:

Bảng 2.15 Kích thước xà ngang các mẫu tàu

Kích thước tiết diện xà ngang boong thường

Kích thước tiết diện xà ngang boong cụt Tàu Chiều rộng

tàu B (m)

Khoảng cách xà ngang boong (mm) b (mm) h (mm) b (mm) h (mm)

Xà ngang boong thường và xà ngang boong cụt quá dư bền với kích thước lớn hơn đồng thời khoảng cách xà ngang boong cũng nhỏ hơn khoảng cách xà ngang boong cho trong bảng theo yêu cầu của quy phạm

Với các tàu mẫu xà ngang đầu miệng khoang có kích thước như xà ngang thường là chưa thỏa mãn quy phạm

2.2.9 Kết cấu các thanh dọc

Kết cấu tàu theo hệ thống ngang có gia cừng bằng các thanh dọc vì vậy khi tàu có các thanh dọc: thanh dọc đáy, thanh dọc hông, thanh dọc mạn và thanh dọc bong Với kết cấu tàu dân gian không sử dụng sống trên đáy

1)Thanh dọc đáy

Tàu có thanh dọc đáy chịu uốn dọc rất tốt, gia cường kết cấu đáy vững chắc

hơn N hờ đó kích thước ky chính, đà ngan đáy được giảm rất nhiều vì thành phần chịu lực lúc này có thêm thanh trên đáy, kết cấu đáy đủ vững chắc hơn Tuy nhiên các tàu đánh cá thường có kích thước ngắn, nên lực uốn dọc không lớn, nếu chú trọng quá nhiều về độ bền dọc tàu sẽ dẫn đến chậm tiến độ trong khâu chế tạo, kết cấu thừa bền, trọng lượng tàu tăng, nên tốc độ tàu giảm và chi phí vật liệu tăng cao trong quá trinh di chuyển, dẫn đến hiệu quả kinh tế thấp

Với số đông kết cấu Đà nẵng không sử dụng thanh dọc đáy Chỉ một số ít tàu lớn dùng kết cấu có thanh dọc đáy này

Theo yêu cầu của quy phạm thì tàu có chiều dài >9m thì yêu cầu ít nhất phải

có một thanh dọc đáy ở mỗi bên của thanh sống chính

Tàu có B>4,8m có ít nhất là 2 thanh dọc đáy mỗi bên sống đáy, những tàu khác phải đặt ít nhất một thanh dọc đáy mỗi bên

Quy phạm phân cấp và đóng tàu cá biển cỡ nhỏ TCVN 7111:2002 quy định diện tích thanh dọc đáy theo bảng sau:

Bảng 2.16 Diện tích thanh dọc đáy

Chiều dài tàu L (m) Diện tích thanh dọc đáy (cm2)

Đối với các tàu mẫu thì:

Mẫu tàu số 1 và 2 không sử dụng sống dọc đáy

Mẫu số 3 sử dụng 1 thanh dọc đáy có kích thước 200x80(mm)

Thanh dọc đáy được đặt trực tiếp nên mặt trên của đà ngang đáy và được liên kết với đà ngang đáy bằng chốt gỗ, bu lông

Việc bố trí các thanh dọc chưa đủ theo quy phạm yêu cầu, vậy thì kết cấu của tàu dân gian như vậy có đảm bảo bền hay không? Điều này thực tế đã chứng minh mặc dù kết cấu tàu dân gian có hoặc không bố trí sống dọc đáy thì kết cấu đáy vẫn đảm bảo bền

N ếu xét một cách tổng thể thì chính sống chính đảm bảo độ bền dọc cho khung giàn đáy cho dù kết cấu tàu không có các thanh dọc đáy, hay có nhưng không đảm bảo về số lượng theo quy phạm yêu cầu

Theo tôi nên sử dụng sống dọc đáy với các tàu, với tàu có chiều dài từ 15m trỏ lên thì nên có ít nhất 2 hay theo quy phạm B>4,8m nên có ít nhất 2 thanh dọc đáy mỗi bên sống chính đáy đảm bảo độ bền cho khung giàn đáy

2) Sống dọc hông

Hiện nay các kết cấu dọc của đáy tàu Đà N ẵng thường chỉ có một sống chính

và 2 sống dọc hông, Kết cấu này có nhiều ưu điểm và được sử dụng rộng rãi với số đông tàu Vì giảm được chi phí vật liệu (không có thanh dọc đáy), thời gian thi công, thi công đơn giản hơn

Theo quy phạm phân cấp và đóng tàu cá biển cỡ nhỏ (TCVN 7111:2002) quy định: Ở mỗi bên mạn tàu, tại mặt cắt trong của hông phải đặt ít nhất 3 thanh dọc hông, có chiều rộng tối thiểu bằng 20cm mối thanh, kề nhau Chiều dày của thanh dọc hông không được nhỏ hơn trị số cho trong bảng sau:

Bảng 2.17 Chiều dày thanh dọc hông

Chiều dài tàu L (m) Chiều dày thanh dọc hông (cm)

Ở các mẫu tàu số 1, 2 và 3 đều bố trí hai thanh dọc hông ở hai bên hông tàu với kích thước 80x200 (mm)

N hư vậy so với yêu cầu của quy phạm thì việc bố trí thanh dọc hông chưa đầy đủ Tiết kiệm được vật liệu, giảm thời gian thi công

3)Thanh dọc mạn

Mặc dù sống dọc mạn có tác dụng làm tăng độ bền cho mạn tàu nhất là trường hợp tàu cập cảng hoặc va đập với các tàu khác khi neo đậu tránh bão, Tuy nhiên hầu hết các tàu gỗ hiện nay ở Đà N ẵng không bố trí sống dọc mạn điều này làm giảm độ phức tạp của kết cấu nên thuận lợi cho việc đóng sửa, giảm thời gian thi công, hơn nữa theo khảo sát thì kết cấu mạn ít bị hư hỏng do đó sóng dọc mạn

có thể giảm bớt nhằm giảm trọng lượng, chi phí giảm làm tăng hiệu quả kinh tế

Theo quy phạm phân cấp và đóng tàu cá biển cỡ nhỏ (TCVN 7111:2002) quy định: nếu tàu có chiều cao mạn lớn hơn và bằng 2,5 m, ở mỗi bên mạn phải đặt ít nhất một thanh dọc mạn trực tiếp lên mặt trong của thanh sườn

Với mẫu số 2 mặc dù có chiều cao mạn là 2,5m nhưng tàu không bố trí thanh dọc mạn, nên tiết kiệm được vật liệu tuy nhiên vẫn đảm bảo độ bền cho khung giàn mạn, mang lại hiệu quả kinh tế

Vậy nên giữ kết cấu mạn không có thanh dọc mạn,vì két cấu có ưu điểm là tiết kiệm vật liệu, thi công và sửa chữa dễ

4) Xà dọc boong

Để gia cường cho khung giàn boong sử dụng các kết cấu dọc: thanh dọc boong, thanh đỡ đầu xà ngang boong

Kết cấu tàu khu vực đà nẵng

Thanh đỡ đầu xà ngang boong, thanh dọc boong được liên kết với xà ngang boong bằng bu lông và đinh vít

*Thanh đỡ đầu xà ngang boong

Theo quy phạm phân cấp và đóng tàu cá biển (TCVN 6718:2000) quy định kích thước thanh đỡ đầu xà ngang boong theo bảng sau:

Bảng 2.18 Diện tích tiết diện thanh đỡ đầu xà ngang boong

Chiều dài tàu L (m) Diện tích tiết diện thanh đỡ đầu xà

ngang boong ( cm2)

Kích thước thanh đỡ đầu xà ngang boong tàu mẫu được cho trong bảng sau:

Bảng 2.19 Kích thước thanh đỡ đầu xà ngang boong tàu mẫu

Tàu Chiều dài

Khi tàu có sống dọc boong một số kết cấu như xà ngang boong và ván boong

có thể giảm rất nhiều vì thành phần chịu lực đã san sẻ rất nhiều cho sống dọc, nên

có thể giảm vật liệu đáng kể Tuy nhiên các kết cấu xà ngang boong và ván boong của tàu dân gian vẫn lớn, kết cấu tàu trở nên nặng, trọng tâm tàu nâng cao

Hầu hết tàu khu vực Đà N ẵng có 2 sống dọc boong nằm hai bên mép miệng hầm cá dưới xà ngang boong, kết cấu này có thể thay thế cho thanh dọc miệng khoang

Kích thước của sống dọc boong các tàu mẫu được cho trong bảng sau:

Bảng 2.20 Kích thước của sống dọc boong

Kích thước của sống dọc boong Tàu

Chiều rộng (mm) Chiều dày (mm)

Sống dọc boong tham gia tích cực vào độ bền của khung giàn boong, khả

năng chống uốn dọc tàu

Theo chúng tôi nên tiếp tục giữ sống dọc boong và giảm bớt đi kích thước của xà ngang boong và chiều dày ván boong thì chi phí vật liệu có thể giảm đi nhưng hoàn toàn có thể đảm bảo đủ độ bền cho boong tàu

X X X X

Hình 2.16 Mối nối ván

Ở phần giữa tàu: các mối nối ở dải ván vỏ thứ nhất và dải ván vỏ thứ hai phải cách xa nhau ít nhất là 3 khoảng sườn, các mối nối ở dải ván vỏ thứ nhất và dải ván vỏ thứ 3 phải cách xa nhau ít nhất là 2 khoảng sườn, các mối nối ở dải ván

vỏ thứ nhất và dải ván vỏ thứ 4 phải cách xa nhau ít nhất là 1 khoảng sườn

Các mối nối ở dải ván boong thứ nhất và dải ván boong thứ hai phải cách nhau ít nhất là 2 khoảng cách xà ngang boong, các mối nối ở dải ván boong thứ nhất và dải ván boong thứ 3 phải cách nhau ít nhất là 1 khoảng cách xà ngang boong

Theo quy phạm phân cấp và đóng tàu cá biển (TCVN 6718: 2000) thì chiều dày ván vỏ và ván boong không được nhỏ hơn kích thước cho trong bảng:

Bảng 2.21 Chiều dày ván vỏ và ván boong

Với các tàu mẫu ta có khích thước ván vỏ và ván bong được thể hiện trong bảng:

Bảng 2.22 Chiều dày ván vỏ và ván boong các tàu mẫu