bài tập nhóm kết cấu tàu
Đề tài Đặc điểm kết cấu riêng biệt loại tàu thủy thông dụng LỜI CÁM ƠN Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Th.S Nguyễn Văn Công tận tâm hướng dẫn chúng em qua buổi học lớp buổi nói chuyện, thảo luận lĩnh vực kết cấu tàu thủy Nếu lời hướng dẫn, dạy bảo thầy em nghĩ thu hoạch em khó hoàn thiện Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn thầy GVHD: Ths Nguyễn Văn Công Tháng năm 2017 Đề tài Đặc điểm kết cấu riêng biệt loại tàu thủy thông dụng Mục lục Đề tài: Đặc điểm kết cấu riêng loại tàu thủy thông dụng LỜI CÁM ƠN I TÀU VẬN TẢI HÀNG KHÔ II TÀU CHỞ HÀNG RỜI ( BULK CARRIER) III TÀU CHỞ QUẶNG IV TÀU CHỞ HÀNG THÙNG TIÊU CHUẨN ( CONTAINER) V TÀU CHỞ KHÍ HÓA LỎNG (Liquid Gas Carriers) 11 VI TÀU ĐÁNH BẮT CÁ VỎ THÉP 14 VII TÀU CỠ NHỎ 17 VIII TÀU KHÁCH 21 IX TÀU HÀNG LỎNG 25 Tài liệu tham khảo: Lý thuyết tàu tập – Vũ Ngọc Bích Kết cấu tàu thủy – Vũ Ngọc Bích GVHD: Ths Nguyễn Văn Công Tháng năm 2017 Đề tài Đặc điểm kết cấu riêng biệt loại tàu thủy thông dụng I TÀU VẬN TẢI HÀNG KHÔ Tàu nhóm gọi chung tàu chở hàng tổng hợp, đóng gói cấu kiện, tàu đời sớm, sốlượng đông đảo Tàu vận tải đibiển sức chở từ 7.000dwt đến trên10.000 dwt, tàu cận hải (ven bờ) sứcchở khiêm tốn hơn, từ vài trăm tấnđến 1.500 dwt Một số kiểu tàu vận tải hàng khô đời khoảng năm năm mươi trở sau Các đặc điểm kết cấu riêng biệt : Những tàu chuyên chở hàng kích thước lớn, khó đưa lên tàu qua miệng hầm hàng boong người ta phải mở miệng hầm hàng mạn Số lượng lỗ khóet có đạt số không nhỏ Các lỗ khoét làm cho kết cấu mạn bị yếu Đặc điểm kết cấu tàu hàng cỡ lớn chỗ, số boong tàu không mà thường có thêmcác boong Kết cấu đặc trưng tàu cỡ lớn nhóm tàu ba boong Thành miệng hầm hàng (hatch coaming) phải chế tạo theo yêu cầu bù đắp độ bền cho boong bị khóet Kết cấu thành miệng hầm hàng tàu vận tải thường có kích thước không thông thường, chiều dày thành không nhỏ kết cấu chạy dọc, liên tục suốt chiều dài phần tàu Một số tàu nhóm tìm kiếm biện pháp tăng độ bền dọc qua kết cấu đáy đôi, mạn đôi Đáy đôi tàu áp dụng tàu tàu cỡ nhỏ Tàu dài từ 60 m trở lên có đáy đôi, chạy liên tục từ vách chống va mũi đến vách khoang lái Chiều cao đáy đôi có chiều cao tối thiểu 620 mm để người kiểm tra, thao tác công việc cần thiết hầm đáy đôi Trong đáy đôi bố trí két chứa nước dằn, cần phải thế, chứa dầu, nước cho tàu Mặt cắt ngang qua khu vực khoang hàng tàu tàu vận tải biển, chở hàng khô thuộc nhóm general cargo với bố trí nhiều tầng boong Đà ngang, xà ngang boong hình bố trí cách ba khoảng sườn Sống boong kết cấu dạng hộp nhằm gia tăng tiết diện mặt cắt ngang bù đắp cho phần diện tích boong bị khoét lỗ lớn Mạn tàu tweendeck tổ chức theo hệ thống ngang GVHD: Ths Nguyễn Văn Công Tháng năm 2017 Đề tài Đặc điểm kết cấu riêng biệt loại tàu thủy thông dụng GVHD: Ths Nguyễn Văn Công Tháng năm 2017 Đề tài Đặc điểm kết cấu riêng biệt loại tàu thủy thông dụng II TÀU CHỞ HÀNG RỜI ( BULK CARRIER) Tàu chở hàng rời dùng chở hàng hóa thể hạt, chở quặng vật liệu tương tự, chưa đóng gói Hàng thường chất đống trình bảo quản chuyên chở Trong tiếng Anh từ “bulk” dùng hàng loại Trong trường hợp hàng bulk nên hiểu hàng chất đống, hàng khối (số lượng) lớn Tàu gọi chung tàu chở hàng rời – bulk carrier tiếng Anh Những mặt hàng thường gặp nhóm hàng quặng kim loại, không kim loại, than đá, hạt ngũ cốc, số loại hóa chất, cát, xi măng CÁC ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU RIÊNG BIỆT Tàu có đáy đôi tàu hàng khô đáy đôi nâng cao để cải thiện tính chòng chành, nâng cao trọng tâm tàu điều kiện khai thác Đáy thường đặt suốt chiều rộng tàu Kích thước mã hông lớn Để thuận tiện cho việc bốc xếp hàng hóa, người ta làm két hông Để giảm khả xô dạt hàng hóa, người ta làm két đỉnh mạn Góc nghiêng két đỉnh mạn , két hông phù hợp góc tự đổ hàng hóa ( góc lệch ma sát), đảm bảo khả ổn định tự dồn hàng Góc tự đổ phù hợp có tác dụng ngăn dịch chuyển mặt thoáng hàng Két kích thước lớn dùng chứa nước dằn chứa hàng Hàng vào két qua hệ thống miệng hầm hàng diện tích nhỏ boong Khi chở hàng nặng khoang, két đỉnh mạn chứa nước dằn nhằm nâng cao trọng tâm tàu, hạ thấp chiều cao tâm nghiêng ban đầu, giảm lắc ngang Hàng nhẹ thường bố trí khoang đồng thời két đỉnh mạn Ngoài để cải thiện tính chòng chành biển , bố trí két chứa boong Tàu có boong , miệng khoang hàng mở rộng có lỗ khoét lớn để tăng khả bốc xếp hàng hóa Chiều dài khoang hàng lớn so với tàu nhóm khác GVHD: Ths Nguyễn Văn Công Tháng năm 2017 Đề tài Đặc điểm kết cấu riêng biệt loại tàu thủy thông dụng GVHD: Ths Nguyễn Văn Công Tháng năm 2017 Đề tài Đặc điểm kết cấu riêng biệt loại tàu thủy thông dụng III TÀU CHỞ QUẶNG Đặc tính bật Đặc tính bật mặt hàng chở tàu trọng lượng riêng quặng lớn lớn Mặt khác cước vận chuyển quặng thấp nhiều so với vận chuyển mặt hàng khác Hai điều đòi hỏi người thiết kế phải có cách xử lý, tàu chở quặng kết cấu không phức tạp, cầu kỳ, song tàu phải tạo thuận lợi cho việc thao tác bốc dỡ hàng, lên hàng Tàu phải đủ độ bền, bền chung bền cục bộ, đảm bảo tàu đủ độ an toàn trình khai thác Dung tích khoang mạn , đáy đôi dùng cho việc dự trữ ballat Các két dung tích không lớn song lượng ballat kéo trọng tâm tàu lên cao chế độ khai thác Đáy đôi , mạn đôi có chiều cao lớn Dung tích khoang mạn, đáy đôi dùng cho việc chứa dự trữ ballast Ngoài ballast chứa két đỉnh mạn Dung tích két dằn xấp xỉ dung tích hầm hàng tàu Điều ý khác biệt tàu chở quặng là: Với tàu vận tải thông thường tàu dầu, ta tìm cách hạ thấp trọng tâm tàu nhằm tăng khả ổn định Ngược lại với tàu chở quặng , trọng tâm tàu thường thấp làm cho chiều cao tâm nghiêng tàu tăng nhiều, tàu “cứng ” lắc với biên độ không nhỏ, chu kỳ lắc ngắn, tàu không êm khó đảm bảo an Biện pháp nâng chiều cao trọng tâm chủ yếu dùng két đỉnh mạn Biện pháp tránh cho mômen uốn lớn phân bố nước dằn dọc tàu theo yêu cầu cụ thể Số lượng vách dọc nhiều ( vách đứng , vách nghiêng ) hệ thống nẹp dọc làm cứng vách số lượng vách ngang nhỏ số lượng vách ngang tàu khác nhóm Chiều dà khoang hàng lớn so với tàu khác Mỗi khoang hàng có hay nhiều miệng hầm hàng Số lượng vách dọc nhiều ( vách đứng , vách nghiêng ) hệ thống nẹp dọc làm cứng vách số lượng vách ngang nhỏ số lượng vách ngang tàu khác nhóm Chiều dà khoang hàng lớn so với tàu khác Mỗi khoang hàng có hay nhiều miệng hầm hàng Đặc tính thuộc kết cấu tàu chở quặng lối tàu, bố trí boong cho phép từ mũi đến lái ngược lại điều kiện thời tiết Từ hành lang có lối thoát lối dẫn khoang mạn, đến đáy đôi Lối bị ngăn thành đoạn nhờ cửa vào Tại vách kin nước phảI cửa kín nước Bơm ballast bố trí buồng máy khoang bơm, bố trí trước mũi tàu GVHD: Ths Nguyễn Văn Công Tháng năm 2017 Đề tài Đặc điểm kết cấu riêng biệt loại tàu thủy thông dụng GVHD: Ths Nguyễn Văn Công Tháng năm 2017 Đề tài Đặc điểm kết cấu riêng biệt loại tàu thủy thông dụng IV TÀU CHỞ HÀNG THÙNG TIÊU CHUẨN ( CONTAINER) Vận tải Container đời từ nam 1950, đến năm 1960 khẳng định cách mạng giao thong vận tải Các chuyên gia kinh tế vận tải giới không ngừng tìm cách nâng cao tính ưu việt vận tải container để trở thành công cụ chuyên chở nhiều phương tiện vận tải Các loại tàu biển chở Container Tàu F.C ( Full Cellular ) để chở Container khoang tàu, boong chia nhiều ô xếp vừa Container Tàu C.C (Converted to Containership)l loại tàu hoán cải từ tàu thường , tàu hàng khô để chở Container Tàu R.C(Ro-Ro Cellular ): Loại tàu vừa kết hợp chở Container vừa chở hàng giá lăn (Roll – Trailer) Tàu R.R ( Roll on – Roll off ): Các Container xếp giá lăn , xếp dỡ dùng đầu kéo chạy thẳng vào tàu để xếp dỡ Tàu S.C (Semi – Containership): Loại vừa chở Container vừa chở hàng khô Ngoài có loại sà lan chuyên dùng để xếp Container chạy sông Đặc điểm kết cấu Boong Tàu có boong miệng hầm hàng mở rộng, chiều rộng khoang hang chiều rộng miệng khoang, sống dọc chạy liên tục qua miệng hàng Trên mặt boong, thượng tầng người ta gia cường sàn cứng vững để xếp container cao lên Có thể xếp container khu vực gần mũi ,lái tàu Kết cấu khoang hàng Tàu container có khoang hàng hình khối, đủ chứa nhiều dãy nhiều tầng thùng Trên thành đứng khoang hàng, người ta lắp đặt dẫn hướng thùng Các có chức đồng thời tạo thuận lợi cho việc xếp dỡ container qua hầm hang nhanh chóng ngăn cản xê dịch thùng tàu chuyển động GVHD: Ths Nguyễn Văn Công Tháng năm 2017 Đề tài Đặc điểm kết cấu riêng biệt loại tàu thủy thông dụng 10 Kết cấu dẫn hướng đa dạng Trong tàu thông thường, dẫn hướng làm từ thép hình cỡ 100×100 (mm) 150×150 (mm) Khoảng cách khoang hàng chứa thùng , tính từ mép dẫn hướng cần có kích thước phù hợp, không lớn để thùng dễ bị xô vào tàu tàu lắc, không chật dễ gây khó khăn cho việc đưa thùng vào Khe hở dẫn thùng không 40 ÷60 mm theo chiều dài thùng 25-30 mm theo chiều ngang Phía thùng bố trí khóa chân giữ cố định thùng tàu GVHD: Ths Nguyễn Văn Công Tháng năm 2017 Đề tài Đặc điểm kết cấu riêng biệt loại tàu thủy thông dụng 26 Tàu dầu chia khoang theo quy tắc chặt chẽ nhằm tăng tính chống chìm Tàu dầu có số vách ngăn tương đối nhiều so với tàu cỡ để tránh va đập mạnh hàng lỏng lắc dọc, khoảng cách vách ngăn nhỏ nhiều so với tàu hàng khô Số liệu thống kê cho thấy chiều dài khoang hàng tối đa 0,12L ( L chiều dài tàu ) Các khoang hàng, theo chiều dọc bị vách ngang kín nước, kín dầu ngăn cách Khoảng cách vách ngang không 15m Ngoài vách ngang tàu hàng khô, tàu dầu thường có 1,2, vách dọc Các vách dọc nhằm giảm ảnh hưởng mặt thoáng chất lỏng giảm lực quán tính bổ sung Số lượng vách dọc phụ thuộc vào kích thước tàu Tàu thường có đáy đôi , mạn kép Thông thường có số dạng tàu sau : Tàu kiểu A kết cấu đáy đôi vách dọc tâm Tàu kiểu B kết cấu đáy đôi vách dọc hai bên Tàu kiểu C kết cấu đáy đôi, mạn kép, không vách dọc Tàu kiểu D kết cấu đáy đôi, mạn kép, vách dọc tâm Tàu kiểu E kết cấu đáy đôi, mạn kép, vách dọc GVHD: Ths Nguyễn Văn Công Tháng năm 2017 Đề tài Đặc điểm kết cấu riêng biệt loại tàu thủy thông dụng 27 Do ảnh hưởng trình khai thác, khoang hàng thường rộng dài, chất lỏng di chuyển khoang không gây thay đổi trọng tâm hàng mà ảnh hưởng lớn đến ổn định hiệu ứng mặt thoáng Ảnh hưởng tĩnh dịch chuyển hàng ảnh hưởng động hiệu ứng sloshing lớn đến kết cấu boong, vách khoang hàng Trong khoang hàng, việc bố trí vách dọc, vách ngang kín dầu, vách chặn đảm bảo cho khoảng cách vách dọc vách ngang không 1,2 L Chiều dài khoang hàng không qúa 0,12L Khoảng cách vách dọc không 0,6B Khi khoang dài 0,1L 15 m , lấy trị số lớn chiều dài khoang đặt vách ngăn lửng Nếu chiều rộng khoang hàng lớn 18m mặt phẳng dọc tâm tàu phải đặt vách dọc thứ ba Tàu dầu có L2,5m Vách dọc chạy suốt chiều dài khoang hàng, tham gia vào thành phần kết cấu tăng cường độ bền chung (kể khoang bơm khoang đệm) phải kín dầu GVHD: Ths Nguyễn Văn Công Tháng năm 2017 Đề tài Đặc điểm kết cấu riêng biệt loại tàu thủy thông dụng 35 Ở tàu có tỷ số B/D >3,5 với vách dọc tâm phải đặt them dàn dọc Khoảng cách vách dọc, từ dàn dọc tới mạn không lớn 2,5m Với tàu dầu có mạn kết cấu hệ thống dọc vùng tàu hệ thống ngang buồng máy, vách dọc kết thúc vách ngăn buồng máy Các lien kết dọc buồng máy boong lửng, sống dọc boong đáy bệ máy… kết thúc vách dọc này.Tuy nhiên tàu dầu lớn, vách dọc hầm hàng boong lửng không kết thúc vách ngăn buồng máy mà chạy tiếp khoảng dạng mã Trên tàu dầu chạy sông , sà lan chở hàng lỏng thường đặt vách dọc tàu Vách sóng dùng phổ biến tàu dầu với ưu điểm giảm khối lượng nếp uốn đồng thời vừa vách nẹp cứng Đây điểm đặc biệt quan trọng với kết cấu mỏng nhờ giảm biến dạng hàn Các vách sóng có khối lượng nhỏ so với vách phảng điều kiện Ngoài tàu dầu, vách sóng ưu điểm bị ăn mòn Khi dùng kết cấu vách sóng phải đảm bảo liên tục vết sóng vách dọc Điều áp dụng cho vách dọc vùng mũi đuôi tàu Lựa chọn kích thước, hình dáng bố trí phần tử vách sóng phụ thuộc vào điều kiện khai thác, điều kiện bền Kết cấu dàn đáy, boong mạn có vai trò định việc bố trí nếp sóng, nẹp gia cường bước lượn sóng Trong thực tế, vách dọc có lượn sóng nằm ngang, vách ngang có lượn sóng chạy vuông góc mặt chuẩn Tàu dầu kết cấu hệ thống dọc có vách ngang kín nước dạng sóng hai vách dọc dạng sóng hình thang Tôn vách dập theo sóng hình sin , dựng đứng đưa vào vách GVHD: Ths Nguyễn Văn Công Tháng năm 2017 Đề tài Đặc điểm kết cấu riêng biệt loại tàu thủy thông dụng ngang đặt nằm ngang cho 36 hai vách dọc Trường hợp lượn sóng nằm ngang cần đặt nẹp đứng đóng vai trò liên kết giằng khung dàn vách GVHD: Ths Nguyễn Văn Công Tháng năm 2017 Đề tài Đặc điểm kết cấu riêng biệt loại tàu thủy thông dụng 37 Phần mút tàu dầu Tàu dầu thường áp dụng dạng mũi lê nhằm giảm sức cản sóng lê mũi giảm áp lực nước vùng tạo sóng mũi nên giảm hệ thống sóng mũi Phần mút tàu dầu phần lớn kết cấu hệ thống kết cấu ngang để đảm bảo tăng cường bền độ cục Tuy nhiên vài tàu dầu, hệ thống két cấu dọc sử dụng cho khung dàn mạn vùng buồng máy Kết cấu thân tàu vùng buồng máy Cơ cấu khỏe , sàn khu vực buồng máy đặt ngang mức sống dọc mạn tiếp tục hết phạm vi buồng máy Các sống dọc mạn khác kéo dài vòm đuôi tàu Bệ máy khu vực có kết cấu cứng vững giống kết cấu tàu vận tải biển Trong trường hợp thay đổi hệ thống kết cấu theo chiều dài tàu cần ưu tiên cho liên tục cấu dọc nhằm đảm bảo độ bền chung tàu , tránh kết thúc đột ngột đồng loạt dọc GVHD: Ths Nguyễn Văn Công Tháng năm 2017 Đề tài Đặc điểm kết cấu riêng biệt loại tàu thủy thông dụng 38 Một số tàu kết cấu đáy đôi, mạn kép, vách kép nhằm giảm khối lượng công việc vệ sinh hầm hàng , giảm cường độ ăn mòn cấu thân tàu Chiều rộng mạn kép không nhỏ 760mm Các khung sống ngang phải đặt cách không 3,5m bố trí vùng có bố trí đà ngang đặc vùng hai bên vách ngang Trong phạm vi 0,2D kể từ tôn đáy trên, dường kính lỗ khoét giảm trọng lượng khung sống ngang đặt nửa chiều dài khoang dầu hang không lớn 1/5 chiều rộng khung sống ngang GVHD: Ths Nguyễn Văn Công Tháng năm 2017 Đề tài Đặc điểm kết cấu riêng biệt loại tàu thủy thông dụng 39 MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM KHÁC Tàu dầu ven biển Tàu chở dầu ven biển có xu thiết kế cho mục đích vận tải riêng biệt thường thiết kế với loại hàng chon lọc ,gồm tàu có trọng tải đến 5000 chia loại tàu chở sản phẩm dầu loại , tàu chở dầu thành phẩm tàu chở dầu thành phẩm loại đặc biệt Đa số tàu dầu ven biển có vách dọc đặt tàu Tất tàu có buồng bơm đặt trước khoang máy, bố trí bơm thể tích lai động diezel, hầu hết tàu nồi hơi, máy móc lai điện động diezel loại nhỏ Các tàu chở dầu thành phẩm có buồng bơm đặt trước khoang máy cần phải hâm vài loại dầu chuyên chở, đường ống hâm nóng nạp loại chất lỏng không gây ăn mòn lấy từ bể chứa riêng So với tàu dầu chạy biển, tàu dầu ven biển giao nhận hàng nhiều nên phương tiện bơm sử dung nhiều Tàu dầu chạy sông GVHD: Ths Nguyễn Văn Công Tháng năm 2017 Đề tài Đặc điểm kết cấu riêng biệt loại tàu thủy thông dụng 40 Tàu dầu chạy sông có cấu trúc sà lan chạy sông, kết cấu vách ngăn giữa, có khả chở hai hay nhiều loại dầu Buồng máy khoang bơm đặt phía lái Sà lan Có loại sà lan tự hành không tự hành, trọng tải từ 50 đến 250 Dầu nặng có độ nhớt cao thường chuyên chở sà lan Các bến bãi chuyên dụng cho sà lan trang bị hàng loạt bơm thể tích đặt cầu cảng ụ mà sà lan neo đậu Các bơm hút hàng từ sà lan qua ống mềm nối với họng nối sà lan Các sà lan cấp dầu không tự hành tự hành đa số bố trí khoang bơm lai động diezel Hiện giới, loại sà lan mềm không tự hành thiết kế để chở loại chất lỏng nhẹ nước có tên Dracone Sà lan có chiều dài lớn, đàn hồi làm loại sợi nylon bền bên tráng lớp cao su Acrylonitrile không chịu ảnh hưởng loại sản phẩm dầu bên phủ lớp Neoprene Loại sà lan chịu biến động tốt, điều động đơn giản, trọng lương nhẹ cẩu lên khỏi mặt nước để làm vệ sinh có đe doạ xảy ô nhiễm cao nên loại sà lan ưu phát triển - HẾT - GVHD: Ths Nguyễn Văn Công Tháng năm 2017 ... điểm kết cấu Đặc trưng kết cấu tàu đánh cá hệ thống kết cấu ngang Vì lý dễ chế tạo, chi phí thấp nên kết cấu theo hệ thống ngang áp dụng rộng rãi việc đóng tàu cá Bên cạnh đó, tàu cá loại tàu. .. kích thước tàu Tàu thường có đáy đôi , mạn kép Thông thường có số dạng tàu sau : Tàu kiểu A kết cấu đáy đôi vách dọc tâm Tàu kiểu B kết cấu đáy đôi vách dọc hai bên Tàu kiểu C kết cấu đáy đôi,... biệt loại tàu thủy thông dụng 29 Kết cấu đặc trưng tàu dầu hệ thống kết cấu dọc.Trên tàu dầu nay, khu vực khoang hàng (đáy, mạn, boong) thường kết cấu hệ thống dọc (hình 4.2) kết cấu hệ thống