Đáp án kết cấu tàu thuỷ

1 Những yêu cầu thiết kế kết cấu thân tàu? - Tính an tồn: kết cấu đảm bảo hoạt động bình thường trình khai thác - Tính sử dụng: kết cấu phải phù hợp yêu cầu sử dụng, yêu cầu khai thác, không làm dung tích chứa hàng, thuận tiện bốc xếp hàng hóa, không cản trở thao tác thủy thủ, thuyền viên hành khách tàu - Tính hồn chỉnh: kết cấu đồng với bố trí tổng thể, bố trí trang thiết bị…để tạo nên thể thống nhất, hoàn chỉnh đảm bảo hoạt động nhịp nhàng phận - Tính cơng nghệ: Kết cấu thuận tiện cho cơng nghệ; áp dụng quy trình cơng nghệ tiên tiến, phù hợp với nhà máy: + Thi công dễ dàng, tạo điều kiện tăng suất lao động + Thuận tiện sửa chữa bảo dưỡng + Sử dụng vật liệu quy chuẩn, nguồn vật tư sẵn có nước - Tính kinh tế: giảm khối lượng kết cấu để giảm giá thành đóng - Tính thẩm mỹ, tính đại: tạo cho tàu đẹp, hấp dẫn, đại phù hợp với trình độ phát triển khoa học kỹ thuật thị hiếu khách hàng Các mác thép đóng tàu? Sự khác mác thép đóng tàu đó? Các thành phần kết cấu thân tàu? (Vẽ hình, kể tên) Các ghi hình 2.3 mang ý nghia: 1- mui tàu (bow), 2- boong mui (forecastle), 3thuợng tầng (middle supertructure), 4- buồng lái (wheel house), 5- booong lái (poop deck), 6- vòm lái (stern), 7- be gió, be chắn gió, mạn giả (bulwark), 8- lan can, tay vịn (rails), 9- tôn mạn (side plating), 10- dáy (bottom), 11- miệng hầm hàng (cargo hatch), 12, 13- thành miệng hầm hàng (hatch coaming), 14- sống mui (stem), 15- lô lái (sternpost), 16- boong (upper deck), 17-duờng hàn dọc nối tôn vỏ (seams), 18- duờng hàn ngang (butt) 4 Khái niệm kết cấu thân tàu? Phân chia vùng kết cấu thân tàu? (Hình vẽ) ▪ Vỏ bao tàu: tơn bao ngồi (tơn đáy, tơn mạn), tơn boong: ✓Tạo thành vỏ kín nước, tạo lực cho tàu, chống hắt nước vào khoang hàng, ✓Tạo diện tích bề mặt bố trí hàng hóa, phòng ở, phòng làm việc, phòng chức tàu ▪Cơ cấu tàu: gia cường tôn bao, tôn sàn, tôn vách… ▪Kết cấu thân tàu hình thành bởi: Dàn dáy; Dàn mạn; Dàn boong; Dàn vách Hệ thống kết cấu thân tàu? Ưu nhược điểm loại hệ thống kết cấu, phạm vi ứng dụng? (Có vẽ hình) *Hệ thống kết cấu ngang: Cơ cấu bố trí theo chiều dài tàu dày cấu bố trí theo chiều ngang tàu - Ưu diểm: chịu lực tác dụng theo phương ngang tốt, cơng nghệ chế tạo đơn giản, đặt vách nằm xa nên thuận lợi bố trí khoang hàng - Nhược điểm: kết cấu thân tàu chịu uốn dọc chịu xoắn kém, có nhiều tiết diện ngang nên thi công dễ gây biến dạng làm ảnh huởng độ bền vỏ - Ứng dụng: thường áp dụng tàu cỡ nhỏ vừa ab * Hệ thống kết cấu hỗn hợp Kết hợp hệ thống KC dọc hệ thống KC ngang - Ưu điểm: đảm bảo độ bền ngang độ bền dọc thân tàu - Nhược điểm: số luợng KC nhiều, khối lượng gia công lớn - Ứng dụng: dùng phổ biến cho tàu hàng cỡ trung lớn Khái niệm dàn kết cấu? Các dàn kết cấu vai trò dàn kết cấu thân tàu? Đặc điểm kết cấu dàn đáy tàu thủy? HTN:Sống chính, Sống phụ, Đà ngang đáy HTD: Sống chính, Sống phụ, Đà ngang đáy, Dầm dọc đáy a) Kết cấu đáy đơn * Đặc điểm kết cấu ▪ Kết cấu đơn giản, thuận tiện thi công ▪ Dùng cho tàu nhỏ (L  40m); khoang mũi, khoang lái ▪ Bản thành kết cấu dọc bị cắt hàn cứng đà ngang đáy ▪ Chỉ có lớp tơn bao bên ngoài; ▪ Sàn đáy lát gỗ vật liệu thích hợp để đặt hàng khơng có chức đảm bảo độ bền đáy tàu bị hư hỏng * Đáy đơn kết cấu hệ thống ngang + Nguyên tắc kết cấu ▪Bản cánh sống phụ bị cắt hàn liền đà ngang ▪Bản thành kết cấu dọc liên tục; đà ngang bị cắt đứt hàn vị trí thành đà dọc qua ▪ Vật liệu làm sống phụ chọn tùy theo kích thước tàu: L 60 m: phải bố trí đáy đơi kéo dài từ VĐ đến VM ✓ Trên tàu dầu ▪ Đáy đôi để chứa nhiên liệu dự trữ, nước ngọt, nước dằn ▪ Bố trí ống thơng đáy đơi kéo lên đến boong ▪ hĐĐ=max{700; B/16} mm; tăng hĐĐ để tăng dung tích khoang chứa ▪ Tránh thay đổi đột ngột hĐĐ mà thay đổi dần theo hướng dọc tàu * Đáy đôi HTN +Phạm vi áp dụng: ▪L = 45-60m: kết cấu đáy đôi khu vực buồng máy đến vách chống va mũi ▪L > 60m: đáy đôi kéo từ vách đến vách mũi; k bố trí đáy đôi vùng mũi lái ▪Đáy đôi thường áp dụng tàu vận tải cỡ trung cỡ lớn (tàu dầu, tàu chở hàng rời…) + Nguyên tắc kết cấu ▪ Sống chính: kín nước; lỗ khoét sống thực kh vực mũi đuôi tàu: hLK  0.4hĐĐ, lLK 0.5S (S – Khoảng sườn thực) ▪ Sống phụ (B >10m): SP-SP 3,0m: đà ngang đặc xen kẽ đà ngang hở; SP-SP3,5m: đà ngang đặc vị trí sườn oTại khu vực 0,25L tính từ mũi: SP-SP  2.2m, oKhu vực cách vách ngang 1S-2S không nên khoét lỗ sống phụ Trường hợp bắt buộc phải khoét lỗ mép lỗ khoét phải gia cường + Đà ngang kín nước (Water tight floor): ▪Chia không gian đáy đôi thành khoang riêng biệt, kín khí kín nước ▪ Gián đoạn hàn liên tục, kín nước vị trí sống +Đà ngang đặc (Solid floor) ▪ Hàn vào sống giống đà ngang kín nước ▪ Khoét lỗ giảm trọng lượng tàu lỗ chui, hLK  ½ hĐN ▪ Giữa lỗ kht bố trí nẹp đứng cách  1,5m ▪ Khu vực buồng máy: đà ngang đặc đặt khoảng sườn + Đà ngang hở: ▪ Đặt cách quãng liền từ hai đến ba khoảng sườn ▪ Khi có mặt đà ngang hở, khoảng cách ĐN đặc  3.2m ▪ Khu vực 0.25L tính từ trụ mũi bố trí đà ngang đặc * Đáy đơi hệ thống kết cấu dọc ▪ B 12m: sống chính, sống phụ SP – SP  4,5 m ▪ B  12m: khơng cần đặt sống phụ ngồi khu vực buồng máy ▪ Dầm dọc đáy, dầm dọc đáy trên, nẹp đứng đà ngang / 1MP ▪ Bố trí chống để giảm kích thước dầm dọc đáy: ▪ Nẹp dọc kết thúc, hàn với ĐN kín nước mã đứng ▪ Đà ngang đặc: Liên kết dầm dọc đáy với đà ngang kín nước mã Liên kết dầm dọc đáy với sống phụ chuyển tiếp ▪ Liên kết tôn đáy với mạn: Tấm đáy đặt kéo sát hàn với tôn mạn Tôn đáy kết thúc cách mạn khoảng cách định Đặc điểm kết cấu dàn mạn tàu thủy? Đặc điểm Đặc điểm kết cấu dàn boong tàu thủy? Đặc điểm kết cấu: ▪ Dốc phía mũi lái; độ dốc mũi lớn ▪ Độ cong ngang boong (B/50 CL) - chi tiêt kêt cấu dàn boong: 1- tôn boong (upper deck plae); 2- xà ngang boong (deck transverse beam); 3- tơn mạn chắn sóng (bulwark plate); 4- tôn mạn (side plate); 5- sườn khoang (hold frame); 6- vách ngang kín nước (water tight bulkhead); 7cột chống (hold pillar); 8- sống boong (deck girder); 9- thành miệng khoang hàng (hatch coaming); 10- boong thứ hai (second deck) *Dàn boong kết cấu theo hệ thống ngang ▪ Tàu vận tải: Miệng hầm hàng rộng; lXNB = K.sườn thực ▪ Sống dọc boong, cột chống: giảm kích thước XNB, tránh ổn định tôn boong Sống dọc tàu đại: nSDB = 1:3 ▪ Một sống dọc boong: - SD kết thúc điểm giao với quây ngang - Thành quây dọc miệng HH phải kéo dài thêm k.sườn Boong bố trí hai sống dọc: nối tiếp thành quây dọc miệng HH  Nguyên tắc kết cấu •SDB kết thúc liên kết mã với vách ngang •XNB chui qua hàn vào thành sống dọc Hàn nẹp đứng vào thành SD để tăng ổn định • Khu vực miệng HH: gia cường thành sống dọc mã • Tăng chiều dày tơn góc miệng HH; chiều rộng tấm1,5S ▪ Lỗ khoét, gia cường lỗ khoét: ✓ Sống dọc boong khoét lỗ cho XNB ✓ XNB khỏe khoét lỗ cho XDB * Kết cấu boong HTD tàu vận tải  Đặc điểm kết cấu: ▪ Xà dọc boong chạy dài suốt boong, tựa XNB khỏe ▪ Mối nối đầu nẹp bố trí nơi mơ men uốn nhỏ lực cắt nhỏ ▪ XNB khỏe nối tiếp với quây ngang miệng HH ▪ Cọc chống bố trí vị trí giao sống dọc boong, quây miệng HH, XNB khỏe  BHH rộng (> 80%B): ▪Tăng ttôn boong, khoảng cách nẹp dọc nhỏ k.sườn ▪ XNB khỏe kết thúc hàn thành sống dọc ▪Xà dọc boong mặt phẳng với nẹp đứng vách liên kết mã * Kết cấu boong HTD tàu dầu  HTD sử dụng tàu dầu, tàu chở hàng rời, chở quặng  Dầm dọc đáy, xà dọc boong, nẹp đứng vách MP  XNB khỏe, sườn khỏe, đà ngang khỏe MP  Xà dọc bị cắt vách ngang hàn đấu vào vách nhờ mã  L > 200m: nẹp dọc chạy suốt tàu, khơng dừng ▪Tàu có hai vách dọc: Bố trí vách lửng (wash bulkhead) để tăng cứng, giảm a/h mặt thoáng ▪ Tàu đặt vách dọc giữa: tàu dầu chạy sông, sà lan chở hàng lỏng: o Boong nâng - két giãn nở o Boong nâng bố trí nẹp dọc, xà ngang boong khỏe 10 Chức năng, đặc điểm kết cấu phần mũi tàu? -Chức năng, điều kiện làm việc ▪ Ít chịu uốn dọc chung ▪ Rẽ nước cho tàu chuyển động: hình dáng nước ▪ Chịu va đập nước (Slamming), vật trơi nổi…: Độ bền cục ▪ Kết cấu có kích thước, độ cứng lớn, chịu va đập tốt Phần mũi tàu: ▪ Từ sống mũi đến vách chống va VCV đến 0,2L ▪ VCV- mũi (forepeak): vai trò quan trọng: o Khoảng cách sườn nhỏ: = min(2/3 SKH; 600 mm) o tĐN = tKH + mm, hĐN tăng dần phía mũi ĐN khỏe dâng cao dạng chữ T, bẻ mép (60-75mm) quay phía mũi ▪ 0.2L – đến VCV: kết cấu chuyển tiếp Kết cấu mũi tàu: Gia cường độ bền khu vực VCV-0,2L: ▪ Giảm khoảng cách sườn, đà ngang Tăng mô đun chống uốn sườn:  20% (D ≤10,7m) 5% (D≥ 15,25m) ▪ 0,05L  0,25L: Tăng kết cấu dọc cho đáy tàu ▪ Bố trí đà đặc khoảng đà, tăng chiều dày tôn đáy ▪ 0.05L - 0.15L: k/c sống dọc mạn  (1.85- 2.0)m ▪ Sống kéo dài, hàn cố định vào sống mũi ▪ Sườn liên tục đến boong ▪ Sống dọc trở thành sàn tăng cứng kết cấu Sống mũi có kết cấu đúc ▪ Đặc điểm: oLàm từ thép thỏi, thép tròn, ống thép (tàu cỡ nhỏ) o Biện pháp liên kết tơn bao với sống mũi đúc khó ▪ Sống mũi kết cấu hàn ▪ Đặc điểm: ✓Sử dụng cho tàu vận tải cỡ lớn Sống mũi làm từ tấm, kết cấu hàn: u độ xác gia cơng cao ✓ Sống mũi chia thành nhiều phân đoạn hàn đấu với theo mối hàn chữ X ttôn bao sống mũi = ttôn bao vùng lân cận + 5mm ✓ Bố trí mã nằm nội tiếp vỏ bao sống: oChiều dày mã: t  (0.7-0.8) ttôn bao sống mũi oKhoảng cách mã:  915mm (vùng đường nước);  1200mm (vùng đường nước) Kết cấu hầm xích ▪ Đặc điểm: oThùng đựng xích hai ngăn; dung tích đủ để chứa xích, két kín nước o Cỡ xích neo tàu biển: L=100m, 18mm; L= 300m,   100mm oĐáy thùng xích dốc xuống phía mạn để dễ nước oThùng xích liên kết với kết cấu lân cận VCV; đỡ ĐN nâng cao Kết cấu ống luồn xích (hawse pipe): ▪ t,  lớn; sàn boong nâng mũi ▪ Đầu ống phải liên kết đảm bảo độ bền cho boong ▪ Đầu ống ôm lấy mạn tàu; viền lỗ (đúc); hàn với tôn mạn 11 Chức năng, đặc điểm kết cấu vùng mút lái (đuôi) tàu? Chức điều kiện làm việc •Khu vực bố trí chân vịt bánh lái Ít chịu uốn dọc; chịu tải trọng cục lớn: rung động máy chính, chân vịt, bánh lái… • Kích thước; độ cứng kết cấu lớn để tăng cường độ bền • Mút đuôi chia thành khu vực: ✓I: sống đuôi đến VCV phía lái – afterpeak: chở nước ngọt, nước vệ sinh or chứa nước dằn; cho trục chân vịt qua ✓ II: Phần lại Chi tiết kết cấu vùng mút đuôi  Sống đuôi kết cấu hàn ▪ Thường dùng cho tàu cỡ nhỏ ▪ Ống vành khuyên cho ống bao trục qua có kết cấu đúc,  Sống đuôi đúc: Chế tạo dạng liền OR từ nhiều phân đoạn  Giá đỡ trục chân vịt tàu nhiều đƣờng trục: ▪ Không thể bố trí chạy qua ổ đỡ sống ▪ Hệ thống hai đường trục: dùng phổ biến tàu chạy nhanh, tàu cỡ lớn trang bị hai máy chính: o Đường trục kéo xa lỗ khoét vỏ tàu o Bố trí ổ đỡ cho đường trục nằm gần chân vịt ▪ Ổ đỡ phải định vị chắn, tránh gây rung cho hệ trục ▪ Giá đỡ trục CV tàu cỡ nhỏ - Giá chữ nhân: ✓ Kết cấu đơn giản, khối lượng nhỏ Ống bao làm chức ổ đỡ ✓ Hai chân làm từ thép chiều dày lớn ✓ Chân hàn vào ki kéo dài ki giả ▪Giá đỡ CV kết hợp ổ đỡ trục lái: yêu cầu phải cứng vững, lắp ráp xác  Kết cấu vòm lái: ▪ Sườn: s=600, or 610 mm; liên kết mã với XNB ▪ ĐN dâng cao, tăng chiều dày; bẻ mép phía tàu ▪ Sống kéo dài qua vách lái -3 khoảng sườn ▪ Sau lắp ống bao trục đổ bê tông, láng xi măng cao đến mép ĐN dốc phía vách để nước ▪ Tàu lớn: làm sống dọc không vượt vách ngang ▪ Bố trí vách lửng dọc tâm, khoét lỗ cho người qua lại  Khoang boong vòm lái: tàu lớn, đuôi tuần dương ▪ Không gian lớn, va đập sóng tàu chúi, rung động CV ▪ Tăng cường kết cấu sườn khỏe ▪Giếng lái (rudder trunk): đặt ổ đỡ trục lái; đóng mở từ boong qua hệ thống đóng mở khí 12 Tơn bao gì? Vai trò vẽ rải tơn thiết kế thi cơng đóng tàu thủy? Công thức xác định chiều dày tôn bao (tôn đáy, tôn hông, tôn mạn, tôn boong, dải tôn mép boong, dải tôn đáy, sống nằm…) Tham khảo Quy phạm TCVN21 tàu biển năm 2010, mục tính tốn kết cấu cho tàu từ 90m trở lên Các tàu khác có cơng thức tương tự 13 Tham khảo thêm cơng thức tính chọn cấu gia cường (Tính mơ men chống uốn – đọc file Tinh_toan_thiet_ke_ket_cau có tài liệu thầy gửi) ... chức tàu ▪Cơ cấu tàu: gia cường tôn bao, tôn sàn, tôn vách… Kết cấu thân tàu hình thành bởi: Dàn dáy; Dàn mạn; Dàn boong; Dàn vách Hệ thống kết cấu thân tàu? Ưu nhược điểm loại hệ thống kết cấu, ... công lớn - Ứng dụng: dùng phổ biến cho tàu hàng cỡ trung lớn Khái niệm dàn kết cấu? Các dàn kết cấu vai trò dàn kết cấu thân tàu? Đặc điểm kết cấu dàn đáy tàu thủy? HTN:Sống chính, Sống phụ, Đà... ngang đáy, Dầm dọc đáy a) Kết cấu đáy đơn * Đặc điểm kết cấu ▪ Kết cấu đơn giản, thuận tiện thi công ▪ Dùng cho tàu nhỏ (L  40m); khoang mũi, khoang lái ▪ Bản thành kết cấu dọc bị cắt hàn cứng