Đồ Án Kết Cấu tàu Dịch vụ dầu khí Cuối thế kỷ 20, ngành khai thác và sản xuất dầu khí ngoài khơi đã trở thành một trong những hoạt động kinh tế mũi nhọn của thế giới. Những mỏ dầu trong đất liền đã gần trở nên cạn kiệt, nên mối quan tâm đã chuyển sang việc thăm dò, phát hiện nguồn tài nguyên dầu khí dưới đáy biển. Bằng việc tạo giếng khoan thăm dò, và những cuộc khảo sát địa chấn với mật độ ngày càng tăng lên, vị trí có trữ lương dầu khí nằm bên dưới thềm lục địa đang được đánh dấu trên bản đồ và có xu hướng tiến dần ra những khu vực có độ sâu lớn và khó xâm nhập hơn. Để khai thác được những nguồn tài nguyên này, cả một nghành công nghiệp đồ sộ đã được phát triển, sử dụng các giàn khoan nổi, tàu thuyền và các giàn sản xuất cố định hoặc neo đậu trên biển. Những công trình nổi này đòi hỏi những loại hình hoạt động hỗ trợ khác nhau và để cung cấp sự trợ giúp cần thiết này, người ta đã cho ra đời nhiều chủng loại tàu qua nhiều năm.
ĐAMH: TÍNH TOÁN TK KC TÀU THỦY SVTH: LÊ TUẤN VŨ GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH TUYỂN MSSV: 1451070133 ĐAMH: TÍNH TOÁN TK KC TÀU THỦY SVTH: LÊ TUẤN VŨ GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH TUYỂN MSSV: 1451070133 ĐAMH: TÍNH TOÁN TK KC TÀU THỦY SVTH: LÊ TUẤN VŨ GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH TUYỂN MSSV: 1451070133 ĐAMH: TÍNH TOÁN TK KC TÀU THỦY SVTH: LÊ TUẤN VŨ GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH TUYỂN MSSV: 1451070133 ĐAMH: TÍNH TOÁN TK KC TÀU THỦY GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH TUYỂN CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ TÀU DỊCH VỤ DẦU KHÍ VÀ TÀU DỊCH VỤ DẦU KHÍ NHÓM AHTS 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TÀU DỊCH VỤ DẦU KHÍ 1.1.1 Lịch sử tàu dịch vụ dầu khí Cuối kỷ 20, ngành khai thác sản xuất dầu khí khơi trở thành hoạt động kinh tế mũi nhọn giới Những mỏ dầu đất liền gần trở nên cạn kiệt, nên mối quan tâm chuyển sang việc thăm dò, phát nguồn tài nguyên dầu khí đáy biển Bằng việc tạo giếng khoan thăm dò, khảo sát địa chấn với mật độ ngày tăng lên, vị trí có trữ lương dầu khí nằm bên thềm lục địa đánh dấu đồ có xu hướng tiến dần khu vực có độ sâu lớn khó xâm nhập Để khai thác nguồn tài nguyên này, nghành công nghiệp đồ sộ phát triển, sử dụng giàn khoan nổi, tàu thuyền giàn sản xuất cố định neo đậu biển Những công trình đòi hỏi loại hình hoạt động hỗ trợ khác để cung cấp trợ giúp cần thiết này, người ta cho đời nhiều chủng loại tàu qua nhiều năm Thông thường, loại tàu hỗ trợ xa bờ vân hành chủ tàu, họ công ty chuyên trách sở hữu vận hành loại tàu công ty kết hợp vận hành hỗ trợ xa bờ với hoạt động khác lai dắt cứu hộ, sở hữu tàu theo công ước, hay hoạt động công nghiệp thương mại khác Ngành khai thác sản xuất dầu khí khơi số tổ chức nắm giữ Những tổ chức công ty dầu khí quốc doanh tập đoàn gồm công ty dầu khí với bên liên quan, công ty công nghiệp phụ trách việc cung cấp số dịch vụ định cho dự án Những đòi hỏi từ phía nhà khai thác sản xuất dịch vụ tàu hỗ trợ đáp ứng tàu có thông qua số chế khác Đó thị trường giao nhận trực tiếp phát triển, hoạt động phương thức toán bù trừ dành cho hợp đồng ngắn hạn Ví dụ trường hợp, người điều hành giàn khoan nửa chìm nửa cần sử dụng dịch vụ tàu cung ứng kéo xử lý neo (AHTS) thời gian tháng diễn hoạt động khoan để di chuyển giàn khoan tới rời khỏi vị trí khoan Một số lượng tàu loại hoạt động thị trường giao nhận trực tiếp, phân loại theo kích cỡ, sức chứa công suất, với thời gian thay đổi tùy theo khả tàu phương thức phục vụ theo nhu cầu thị trường Đối với việc hỗ trợ dài hạn cho công trình cố định người ta thuê tàu hợp đồng kéo dài nhiều năm, thường quyền lựa chọn gia hạn kéo dài Hợp đồng thuê tàu kiểu đủ chặt chẽ để bảo lãnh cho việc đóng nhiều tàu hỗ trợ, mà đặc tính chúng thiết kế phù hợp với nhu cầu giàn khoan mỏ cụ thể Trong số trường hợp tàu hỗ trợ giành toàn thời gian hoạt động kinh tế nó, bản, để thực công việc 1.1.2 Nhiệm vụ loại tàu Nhiệm vụ chung loại tàu hỗ trợ xa bờ hỗ trợ cho nghành khai thác sản xuất dầu khí khơi Nhiệm vụ chung chia thành nhiều nhiệm vụ cụ thể Một tàu thiết kế để thực nhiệm vụ cụ thể SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 ĐAMH: TÍNH TOÁN TK KC TÀU THỦY GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH TUYỂN đơn lẻ, thông thường người ta thường thiết kế tàu để thực kết hợp số loại nhiệm vụ Khi phải giải nhiều nhiệm vụ lúc, chủ tàu phải đưa định để có cán cân thăng yêu cầu đối nghịch nhau, người thiết kế tàu phải thực hóa nhiệm vụ vào tàu, đáp ứng yêu cầu mặt vận hành luật an toàn tương ứng Các loại tàu hỗ trợ xa bờ gồm: Tàu dịch vụ dầu khí (Offshore Support Vessels) tàu trực tiếp tham gia dịch vụ giàn khoan thăm dò khai thác dầu khí Tàu dịch vụ dầu khí phục vụ mục đích chung đảm bảo an toàn cho người công việc thăm dò, khai thác dầu khí khơi Những tàu cỡ lớn đảm bảo lắp ráp bảo dưỡng giàn khoan, trang thiết bị giàn, giếng tàu cỡ nhỏ đảm bảo công tác cung ứng, dịch vụ giàn, đảm bảo chăm sóc y tế, sức khỏe người làm việc giàn khơi, đảm bảo an toàn công việc lặn biển Những chức đội tàu dịch vụ dầu khí bao gồm: - - - Theo dõi động đất vùng biển có đặt giàn khoan thăm dò khai thác dầu khí Chuyên chở giàn di động từ xưởng sản xuất đến vị trí khai thác Bố trí hệ thống neo - buộc giàn vị trí định Chuyên chở giàn cố định từ bờ vị trí lắp đặt, định vị vị trí đặt giàn hạ giàn Cung ứng dịch vụ cho giàn di động, giàn cố định vật dụng, thiết vị cần thiết, chuyên chở người làm việc đến giàn, chuyên chở thực phẩm, dự trữ đến giàn chở từ giàn mẫu bùn, đất, dầu, vật thải Tàu cung ứng dịch vụ dầu khí ( Platform Supply Vessels - PSV): Tàu nhóm đời công nghiệp khai thác dầu khí khơi Tàu cung ứng dịch vụ cho giàn khoang biển Đặc tính chung tàu nhóm tính động cao, khả biển tốt, tính ổn định đảm bảo, độ bền kết cấu đảm bảo Ngày nhóm mang tên gọi đồng nghĩa với PSV OSV - Offshore Supply Vessels Tàu nhóm cung ứng định kỳ cho giàn nhiên liệu, nước sinh hoạt cho người làm việc, lương thực, thực phẩm, thiết bị loại chất lỏng phục vụ khoan Tàu hỗ trợ xa bờ đa (Anchor Handling Tug Supply Vessel - AHTS): Trình bày rõ mục 1.2 Tàu đa chức (Multifunctional Vessel): Tàu nhóm thường cải tiến từ tàu thả neo (AHTS) Ngoài công việc kể cho AHTS, tàu chức giải công việc thuộc phần nước giàn khoan khảo sát nước bảo dưỡng đường ống, thân giàn 1.2 GIỚI THIỆU VỀ TÀU DỊCH VỤ DẦU KHÍ NHÓM AHTS Nhóm với số lượng lớn Đến năm 2010 tàu thuộc nhóm thao tác với neo vào khoảng 1500 Tên gọi tàu nêu đủ chức tổng hợp nó: vận chuyển neo, thả neo, kéo neo hệ thống neo-buộc giàn khoan di động Tàu AHTS tham gia kéo giàn có yêu cầu, bố trí giàn vị trí xác định theo kế hoạch Bên cạnh nhóm tàu AHTS khảo sát địa chấn tàu vô đặc biệt Mặt boong làm việc khép kín thường mở đằng đuôi nằm SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 ĐAMH: TÍNH TOÁN TK KC TÀU THỦY GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH TUYỂN thấp hệ thống súng kho chứa, cao tời kéo cuộn cáp ống Những hệ thống dẫn hướng chuyên dụng bố trí phần đuôi mở để bảo vệ dải cáp ống tránh hư hỏng dàn trải chúng theo trình tự Bản thân tàu phải có khả bám sát đường ổn định vị trí cách xác hệ thống động lực phải có mức độ ồn lan tỏa thấp độ ồn chân vịt gây nhỏ để tránh ảnh hưởng tới trang thiết bị khảo sát Ngoài chức trên, nhóm tàu AHTS phục vụ tàu cứu hộ khẩn cấp tàu cứu hộ (ERRV) Chúng sử dụng để vận chuyển hàng hóa đến từ giàn khoan khơi vào bờ Nhiều tàu loại được thiết kế để đáp ứng điều kiện khắc nghiệt Đại dương, thực nhiệm vụ cung cấp đất liền địa điểm khoan địa điểm khoan đại dương Trong trường hợp đặc biệt, nhóm tàu AHTS cung cấp, hỗ trợ kéo chở hàng, vận chuyển neo sâu, chở vật thể nguy hiểm Một số hình ảnh tàu dịch vụ dầu khí nhóm AHTS Hình 1.1: Tàu dịch vụ dầu khí nhóm AHTS (mô phỏng) Hình 1.2: Tàu dịch vụ dầu khí nhóm AHTS (thực tế) SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 ĐAMH: TÍNH TOÁN TK KC TÀU THỦY GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH TUYỂN CHƯƠNG II: CÁC HÌNH THỨC KẾT CẤU CỦA TÀU DỊCH VỤ DẦU KHÍ NHÓM AHTS VÀ PHÂN TÍCH LỰA CHỌN HÌNH THỨC KẾT CẤU CHO TÀU THIẾT KẾ 2.1 CÁC HÌNH THỨC KẾT CẤU MỘT SỐ LOẠI TÀU DỊCH VỤ DẦU KHÍ 2.1.1 Tàu dịch vụ Long Sơn – 01 - Số phân cấp: VR850087 - Số IMO: IMO8423246 - Thông số tàu: - o Chiều dài lớn nhất: Loa = 54.62 m o Chiều dài tàu: L = 50.47 m o Chiều rộng tàu: B = 11.6 m o Chiều chìm: d = 4.88 m o Tốc độ tàu v = 11 HL/h o Công suất máy P = 4266 HP Hình thức kết cấu: (Chủ yếu) o Dàn đáy: o Dàn boong: Hệ thống kết cấu ngang o Dàn mạn: o Dàn vách: vách dọc) - Kết cấu đáy đôi, hệ thống kết cấu ngang Kết cấu mạn đơn, hệ thống kết cấu ngang Kết cấu nẹp đứng, sống nằm (Đối với vách kín nước Một số hình ảnh kết cấu tàu dịch vụ Long Sơn – 01 SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 ĐAMH: TÍNH TOÁN TK KC TÀU THỦY GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH TUYỂN Hình 2.1: Kết cấu mặt cắt tàu Long Sơn – 01 Hình 2.2: Kết cấu sườn số 35 tàu dịch vụ Long Sơn – 01 SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 ĐAMH: TÍNH TOÁN TK KC TÀU THỦY GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH TUYỂN Hình 2.3: Kết cấu vách dọc tàu dịch vụ Long Sơn – 01 Hình 2.3: Kết cấu đáy tàu dịch vụ Long Sơn – 01 Hình 2.4: Kết cấu boong tàu dịch vụ Long Sơn – 01 SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 ĐAMH: TÍNH TOÁN TK KC TÀU THỦY GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH TUYỂN Bảng 3.1: Tính toán thép làm nẹp vách ngang - Vậy quy cách thép chọn thỏa mãn quy phạm 3.1.3 Sống đứng vách 3.1.3.1 Mô đun chống uốn tiết diện Mô đun chống uốn tiết diện sống đứng phải không nhỏ trị số tính theo công thức sau: - Z = 4,75Shl² = 3946,46 cm³ (11.2.5-1 QP-2B) Trong đó: + S = 2,1 m - Chiều rộng vùng mà sống phải đỡ + h = 6,06 m - Khoảng cách thẳng đứng đo từ trung điểm nẹp đến đỉnh boong vách đo đường tâm tàu Nếu khoảng cách nhỏ m h lấy 1,2 m cộng với 0,8 lần khoảng cách thực + l = 8,08 m - Chiều dài nhịp 3.1.3.2 Mô men quán tính tiết diện Mô men quán tính tiết diện sống phải không nhỏ trị số tính theo công thức sau: - I = 10h 3.1.3.3 - = 258296,23 Chiều dày thành vách Chiều dày thành sống phải không nhỏ trị số tính theo công thức: t = 10 Trong đó: - (11.2.5-2 QP-2B) + 2,5 = 9,5 mm (11.2.5-3 QP-2B) = 0,7 m – Khoảng cách nẹp gia cường Chọn chiều dày thành t = 14 mm 3.1.3.4 Mép kèm SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 ĐAMH: TÍNH TOÁN TK KC TÀU THỦY GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH TUYỂN - Chiều dày mép kèm chiều dày tôn bao t = 10 mm - Chiều rộng mép kèm b = min(0,5S;0,2l;50t) = 500 mm Với 0,5S = 1050 mm 0,2l = 1616 mm 50t = 500 mm Trong đó: + S = 2100 mm - Khoảng cách sống đứng + l = 8080 mm - Chiều dài nhịp + t = 10 mm - Chiều dày tôn đáy vị trí xét 3.1.3.5 Quy cách kết cấu Hình 3.3: Quy cách kết cấu sống đứng vách Bảng 3.2: Tính toán thép làm sống đứng vách ngang - Vậy quy cách thép chọn thỏa mãn yêu cầu 3.1.4 Sống nằm vách 3.1.4.1 Mô đun chống uốn tiết diện Mô đun chống uốn tiết diện sống phải không nhỏ trị số tính theo công thức sau: - Z = 4,75Shl² = 17026,22 cm³ (11.2.5-1 QP-2B) Trong đó: SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 ĐAMH: TÍNH TOÁN TK KC TÀU THỦY GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH TUYỂN + S = 4,04 m - Chiều rộng vùng mà sống phải đỡ + h = 6,06 - Khoảng cách thẳng đứng đo từ trung điểm nẹp đến đỉnh boong vách đo đường tâm tàu Nếu khoảng cách nhỏ m h lấy 1,2 m cộng với 0,8 lần khoảng cách thực + l = 12,1 m - Chiều dài nhịp 3.1.4.2 Mô men quán tính tiết diện Mô men quán tính tiết diện sống phải không nhỏ trị số tính theo công thức sau: - I = 10h 3.1.4.3 - = 1299014,82 (11.2.5-2 QP-2B) Chiều dày thành vách Chiều dày thành sống phải không nhỏ trị số tính theo công thức: t = 10 Trong đó: + 2,5 = 16 mm (11.2.5-3 QP-2B) = 1,35 m - Chiều cao tiết diện thành lớn 2,5 lần chiều cao lỗ khoét cho nẹp vách chui qua - Chọn chiều dày thành t = 16 mm 3.1.4.4 Mép kèm - Chiều dày mép kèm chiều dày tôn bao t = 10 mm - Chiều rộng mép kèm b = min(0,5S;0,2l;50t) = 500 mm Với 0,5S = 2020 mm 0,2l = 2420 mm Trong đó: + S = 4040 mm - Khoảng cách sống nằm + l = 12100 mm - Chiều dài nhịp + t = 10 mm - Chiều dày tôn đáy vị trí xét 3.1.4.5 Quy cách kết cấu Hình 3.4: Quy cách kết cấu sống nằm vách ngang SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 ĐAMH: TÍNH TOÁN TK KC TÀU THỦY GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH TUYỂN Bảng 3.3: Tính toán thép làm sống nằm vách ngang - Vậy quy cách thép chọn thỏa mãn yêu cầu 3.2 Vách dọc - Vách dọc thiết kế theo hệ thống gồm nẹp đứng, sống đứng sống nằm - Khoảng cách nẹp đứng 0,6 m - Khoảng cách sống đứng 1,8 m - Khoảng cách từ sống nằm đến boong (hoặc đến đáy trên) 4.04 m - Sơ đồ kết cấu vách dọc Boong Nẹp đứng Sống đứng Sống nằm Hình 3.5: Sơ đồ kết cấu vách dọc 3.2.1 Tôn vách - Chiều dày tôn vách phải không nhỏ trị số tính theo công thức: t = 3,2 S h + 2,5 = 7,96 mm (11.2.1 QP-2B) Trong đó: + S = 0,6 m - Khoảng cách nẹp SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 ĐAMH: TÍNH TOÁN TK KC TÀU THỦY GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH TUYỂN + h = 8,08 m - Khoảng thẳng đứng đo từ cạnh tôn vách đến boong vách Chọn chiều dày tôn vách t = 10 mm - Chiều dày dải tôn vách phải tăng thêm mm so với công thức vừa tính, chọn t = 12 mm - Chiều cao tiết diện dải tôn cùng: - • Đáy đôi: chiều cao ≥ 610 mm • Đáy đơn: chiều cao ≥ 915 mm 3.2.2 Nẹp vách 3.2.2.1 Mô đun chống uốn tiết diện Mô đun chống uốn tiết diện nẹp phải không nhỏ trị số tính công - thức: Z = 2,8CShl² = 166,17 cm³ (11.2.3 QP-2B) Trong đó: + C = - Hệ số tra Bảng 2B/11.2 + S = 0,6 m - Khoảng cách nẹp + l = 4,04 m - Chiều dài nhịp + h = 6,06 - Khoảng cách thẳng đứng đo từ trung điểm nẹp đến đỉnh boong vách đo đường tâm tàu Nếu khoảng cách nhỏ m h lấy 1,2 m cộng với 0,8 lần khoảng cách thực 3.2.2.2 Mép kèm - Chiều dày mép kèm chiều dày tôn bao t = 10 - Chiều rộng mép kèm b = min(0,5S;0,2l;50t) = 300 mm Với 0,5S = 300 mm 0,2l = 808 mm 50t = 500 mm Trong đó: + S = 600 mm - Khoảng cách nẹp + l = 4040 mm - Chiều dài nhịp + t = 10 mm - Chiều dày tôn đáy vị trí xét 3.2.2.3 Quy cách kết cấu Hình 3.6: Quy cách kết cấu nẹp đứng vách dọc SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 ĐAMH: TÍNH TOÁN TK KC TÀU THỦY GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH TUYỂN Bảng 3.4: Tính toán thép làm nẹp đứng vách dọc - Vậy quy cách thép chọn thỏa mãn quy phạm 3.2.3 Sống đứng vách 3.2.3.1Mô đun chống uốn tiết diện Mô đun chống uốn tiết diện sống đứng phải không nhỏ trị số tính theo công thức sau: - Z = 4,75Shl² = 3382,68 cm³ (11.2.5-1 QP-2B) Trong đó: + S = 1,8 m - Chiều rộng vùng mà sống phải đỡ + h = 6,06 m - Khoảng cách thẳng đứng đo từ trung điểm nẹp đến đỉnh boong vách đo đường tâm tàu Nếu khoảng cách nhỏ m h lấy 1,2 m cộng với 0,8 lần khoảng cách thực + l = 8,08 m - Chiều dài nhịp 3.2.3.2Mô men quán tính tiết diện Mô men quán tính tiết diện sống phải không nhỏ trị số tính theo công thức sau: - I = 10h = 258296,23 (11.2.5-2 QP-2B) 3.2.3.3Chiều dày thành vách - Chiều dày thành sống phải không nhỏ trị số tính theo công thức: t = 10 Trong đó: + 2,5 = 8,5 mm (11.2.5-3 QP-2B) = 0,6 m – Khoảng cách nẹp gia cường Chọn chiều dày thành t = 14 mm SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 ĐAMH: TÍNH TOÁN TK KC TÀU THỦY GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH TUYỂN 3.2.3.4Mép kèm - Chiều dày mép kèm chiều dày tôn bao t = 10 mm - Chiều rộng mép kèm b = min(0,5S;0,2l;50t) = 500 mm 0,5S = 1050 mm 0,2l = 1616 mm 50t = 500 mm Trong đó: + S = 1800 mm - Khoảng cách sống đứng + l = 8080 mm - Chiều dài nhịp + t = 10 mm - Chiều dày tôn đáy vị trí xét Với 3.2.3.5 Quy cách kết cấu Hình 3.7: Quy cách kết cấu sống đứng vách dọc Bảng 3.5: Tính toán thép làm sống đứng vách dọc - Vậy quy cách thép chọn thỏa mãn quy phạm SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 ĐAMH: TÍNH TOÁN TK KC TÀU THỦY GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH TUYỂN 3.2.4 Sống nằm vách 3.2.4.1 Mô đun chống uốn tiết diện Mô đun chống uốn tiết diện sống phải không nhỏ trị số tính theo công thức sau: - Z = 4,75Shl² = 24114,18 cm³ (11.2.5-1 QP-2B) Trong đó: + S = 4,04 m - Chiều rộng vùng mà sống phải đỡ + h = 6,06 - Khoảng cách thẳng đứng đo từ trung điểm nẹp đến đỉnh boong vách đo đường tâm tàu Nếu khoảng cách nhỏ m h lấy 1,2 m cộng với 0,8 lần khoảng cách thực + l = 14,4 m - Chiều dài nhịp dài (Ở khoang hàng – Không tính khoang máy, khoang máy không đặt vách dọc) 3.2.4.2 Mô men quán tính tiết diện Mô men quán tính tiết diện sống phải không nhỏ trị số tính theo công thức sau: - I = 10h 3.2.4.3 - = 2605689,08 Chiều dày thành vách Chiều dày thành sống phải không nhỏ trị số tính theo công thức: t = 10 Trong đó: - (11.2.5-2 QP-2B) + 2,5 = 19 mm (11.2.5-3 QP-2B) = 1.65 m - Chiều cao tiết diện thành Chọn chiều dày thành t = 20 mm 3.2.4.4 Mép kèm - Chiều dày mép kèm chiều dày tôn bao t = 10 mm - Chiều rộng mép kèm b = min(0,5S;0,2l;50t) = 500 mm Với 0,5S = 2020 mm 0,2l = 2880 mm 50t = 500 mm Trong đó: + S = 4040 mm - Khoảng cách sống nằm + l = 14400 mm - Chiều dài nhịp + t = 10 mm - Chiều dày tôn đáy vị trí xét SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 ĐAMH: TÍNH TOÁN TK KC TÀU THỦY 3.2.4.5 GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH TUYỂN Quy cách kết cấu Hình 3.8: Quy cách kết cấu sống nằm vách dọc Bảng 3.6: Tính toán thép làm sống nằm vách dọc - Vậy quy cách thép chọn thỏa mãn yêu cầu 3.3 Vách chống va mũi, vách khoang đuôi Vách chống va mũi vách khoang đuôi thiết kế theo hệ thống gồm sống đứng, nẹp nằm, sống nằm - - Khoảng cách nẹp nằm 1,01 m - Khoảng cách sống đứng 2,1 m - Khoảng cách từ sống nằm đến boong (hoặc đến đáy trên) 4.04 m - Sơ đồ kết cấu chống va mũi vách khoang đuôi Boong Sống đứng Nẹp nằm Sống nằm Hình 3.9: Sơ đồ kết cấu vách chống va vách khoang đuôi SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 ĐAMH: TÍNH TOÁN TK KC TÀU THỦY GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH TUYỂN 3.3.1 Tôn vách Chiều dày tôn vách phải không nhỏ trị số tính theo công thức sau: - t = 3,2S h + 2,5 = 10,27 mm (11.2.1 QP-2B) Trong đó: + S = 1,01 m - Khoảng cách nẹp + h = 8,08 m - Khoảng thẳng đứng đo từ cạnh tôn vách đến boong vách Tuy nhiên theo điểu 11.2.4 QP-2B lấy h 1,25 lần quy định Do h = 1,25.8,08 = 10,1 m Chọn chiều dày tôn vách t = 11 mm - Theo quy chuẩn chiều dày vách chống va lớn chiều dày vách kín nước 12% - Chọn chiều dày tôn vách chống va t = 13 mm - Chiều dày dải tôn vách phải tăng thêm 2,5 mm so với chiều dày tôn sát đáy vách kín nước khác tăng thêm mm so với chiều dày tôn vách chống va - Chọn chiều dày dải tôn cuối vách t = 15 mm (do tôn sát đáy vách kín nước khác 11 mm) - 3.3.2 Nẹp vách 3.3.2.1 Mô đun chống uốn tiết diện Mô đun chống uốn tiết diện nẹp phải không nhỏ trị số tính công - thức: Z = 2,8CShl² = 94,47 cm³ (11.2.3 QP-2B) Trong đó: + C = - Hệ số tra Bảng 2B/11.2 + S = 1,01 m - Khoảng cách nẹp + l = 2,1 m - Chiều dài nhịp + h = 6,06 - Khoảng cách thẳng đứng đo từ trung điểm nẹp đến đỉnh boong vách đo đường tâm tàu Nếu khoảng cách nhỏ m h lấy 1,2 m cộng với 0,8 lần khoảng cách thực Tuy nhiên theo điểu 11.2.4 QP-2B lấy h 1,25 lần quy định Do h = 1,25.6,06 = 7,575 m 3.3.2.2 Mép kèm - Chiều dày mép kèm chiều dày tôn bao t = 13 - Chiều rộng mép kèm b = min(0,5S;0,2l;50t) = 420 mm Với 0,5S = 505 mm 0,2l = 420 mm 50t = 660 mm Trong đó: SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 ĐAMH: TÍNH TOÁN TK KC TÀU THỦY GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH TUYỂN + S = 1010 mm - Khoảng cách nẹp + l = 2100 mm - Chiều dài nhịp + t = 13 mm - Chiều dày tôn đáy vị trí xét 3.3.2.3 Quy cách kết cấu Hình 3.10: Quy cách kết cấu nẹp nằm Bảng 3.7: Tính toán thép làm nẹp nằm vách - Vậy quy cách thép chọn thỏa mãn quy phạm 3.3.3 Sống đứng vách 3.3.3.1 Mô đun chống uốn tiết diện Mô đun chống uốn tiết diện sống đứng phải không nhỏ trị số tính theo công thức sau: - Z = 4,75Shl² = 4933,08 cm³ (11.2.5-1 QP-2B) Trong đó: + S = 2,1 m - Chiều rộng vùng mà sống phải đỡ + h = 6,06 m - Khoảng cách thẳng đứng đo từ trung điểm nẹp đến đỉnh boong vách đo đường tâm tàu Nếu khoảng cách nhỏ m h lấy 1,2 m cộng với 0,8 lần khoảng cách thực Tuy nhiên theo điểu 11.2.4 QP-2B lấy h 1,25 lần quy định Do h = 1,25.6,06 = 7,575 m + l = 8,08 m - Chiều dài nhịp SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 ĐAMH: TÍNH TOÁN TK KC TÀU THỦY 3.3.3.2 GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH TUYỂN Mô men quán tính tiết diện Mô men quán tính tiết diện sống phải không nhỏ trị số tính theo công thức sau: - I = 10h 3.3.3.3 (11.2.5-2 QP-2B) Chiều dày thành vách Chiều dày thành sống phải không nhỏ trị số tính theo công thức: - t = 10 + 2,5 = 10,5 mm Trong đó: - = 322870,29 (11.2.5-3 QP-2B) = 0,8 m – Chiều cao tiết diện sống đứng Chọn chiều dày thành t = 14 mm 3.3.3.4 Mép kèm - Chiều dày mép kèm chiều dày tôn bao t = 13 mm - Chiều rộng mép kèm b = min(0,5S;0,2l;50t) = 650 mm Với 0,5S = 1050 mm 0,2l = 1616 mm 50t = 650 mm Trong đó: + S = 2100 mm - Khoảng cách sống đứng + l = 8080 mm - Chiều dài nhịp + t = 13 mm - Chiều dày tôn đáy vị trí xét 3.3.3.5 Quy cách kết cấu Hình 3.11: Quy cách kết cấu sống đứng vách chống va vách khoang đuôi SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 ĐAMH: TÍNH TOÁN TK KC TÀU THỦY GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH TUYỂN Bảng 3.8: Tính toán thép làm sống đứng vách - Vậy quy cách thép chọn thỏa mãn yêu cầu 3.3.4 Sống nằm vách 3.3.4.1Mô đun chống uốn tiết diện Mô đun chống uốn tiết diện sống phải không nhỏ trị số tính theo công thức sau: - Z = 4,75Shl² = 15123,7 cm³ (11.2.5-1 QP-2B) Trong đó: + S = 4,04 m - Chiều rộng vùng mà sống phải đỡ + h = 6,06 - Khoảng cách thẳng đứng đo từ trung điểm nẹp đến đỉnh boong vách đo đường tâm tàu Nếu khoảng cách nhỏ m h lấy 1,2 m cộng với 0,8 lần khoảng cách thực Tuy nhiên theo điểu 11.2.4 QP-2B lấy h 1,25 lần quy định Do h = 1,25.6,06 = 7,575 m + l = 10,2 m - Chiều dài nhịp dài (tại khoang mũi) 3.3.4.2Mô men quán tính tiết diện Mô men quán tính tiết diện sống phải không nhỏ trị số tính theo công thức sau: - I = 10h = 819942,36 (11.2.5-2 QP-2B) 3.3.4.3Chiều dày thành vách - Chiều dày thành sống phải không nhỏ trị số tính theo công thức: t = 10 Trong đó: + 2,5 = 12,6 mm (11.2.5-3 QP-2B) = 1.01 m – Khoảng cách nẹp Chọn chiều dày thành t = 15 mm SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 ĐAMH: TÍNH TOÁN TK KC TÀU THỦY GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH TUYỂN 3.3.4.4Mép kèm - Chiều dày mép kèm chiều dày tôn bao t = 13 mm - Chiều rộng mép kèm b = min(0,5S;0,2l;50t) = 650 mm 0,5S = 2020 mm 0,2l = 2040 mm 50t = 650 mm Trong đó: + S = 4040 mm - Khoảng cách sống nằm + l = 10200 mm - Chiều dài nhịp + t = 13 mm - Chiều dày tôn đáy vị trí xét Với 3.3.4.5 Quy cách kết cấu Hình 3.12: Quy cách kết cấu sống nằm vách chống va vách khoang đuôi Bảng 3.9: Tính toán thép làm sống nằm vách - Vậy quy cách thép chọn thỏa mãn yêu cầu SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 ĐAMH: TÍNH TOÁN TK KC TÀU THỦY GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH TUYỂN KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ Kết luận Sau kỳ học môn “Kết cấu tàu thủy” nhận hướng dẫn thầy, cô môn “Kết cấu tàu thủy” “ĐAMH Tính toán thiết kế kết cấu tàu thủy Bản thân em tính toán, chọn loại thép, kích thước thép để thiết kế nên vách cho tàu Dịch vụ dầu khí nhóm AHTS - Em hoàn thành phương án tâm hiểu biết tìm hiểu nên tránh sai sót lúc hoàn thiện Đồ án Kính mong thầy cô tận tình bảo để em hiểu biết sâu môn học “Kết cấu tàu thủy” nói chung đề tài nói riêng - Kiến nghị Đề tài tính toán thiết kế kết cấu theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia “Quy phạm phân cấp đóng tàu biển vỏ thép” (QCVN 21:2010/BGTVT) nên chưa tối ưu hóa cách chọn thép để vừa đủ bền, vừa tiết kiệm chi phí mua thép việc thi công đóng - Kiến nghị: Các thầy cô hướng sinh viên sang nghiên cứu tính toán thiết kế theo phương pháp sức bền, mô hình hóa tính toán phần mềm để tối ưu hóa phương án lựa chọn thép - TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Kết cấu tàu thủy – Vũ Ngọc Bích, NXB Giao thông vận tải – 2012 [2] Lý thuyết tàu thủy (Tài liệu học tập dành cho sinh viên ngành kinh tế vận tải) – Vũ Ngọc Bích, NXB Giao thông vận tải – 2008 [3] Lý thuyết tàu – Trần Công Nghị, NXB Đại học Giao thông vận tải Tp Hồ Chí Minh – 2004 [4] Sổ tay thiết kế tàu thủy – Hồ Quang Long, NXB Khoa học Công nghệ, Hà Nội – 2003 [5] Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia “Quy phạm phân cấp đóng tàu biển vỏ thép” (QCVN 21:2010/BGTVT) SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 ... ảnh tàu dịch vụ dầu khí nhóm AHTS Hình 1.1: Tàu dịch vụ dầu khí nhóm AHTS (mô phỏng) Hình 1.2: Tàu dịch vụ dầu khí nhóm AHTS (thực tế) SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 ĐAMH: TÍNH TOÁN TK KC TÀU... HÌNH THỨC KẾT CẤU CỦA TÀU DỊCH VỤ DẦU KHÍ NHÓM AHTS VÀ PHÂN TÍCH LỰA CHỌN HÌNH THỨC KẾT CẤU CHO TÀU THIẾT KẾ 2.1 CÁC HÌNH THỨC KẾT CẤU MỘT SỐ LOẠI TÀU DỊCH VỤ DẦU KHÍ 2.1.1 Tàu dịch vụ Long Sơn... loại tàu hỗ trợ xa bờ gồm: Tàu dịch vụ dầu khí (Offshore Support Vessels) tàu trực tiếp tham gia dịch vụ giàn khoan thăm dò khai thác dầu khí Tàu dịch vụ dầu khí phục vụ mục đích chung đảm bảo