Trang b¶n tÝnH kÕt cÊu TH-181/201-02 I Giíi thiƯu chung Tàu: Tàu hàng 2000T Dùng làm : Đợc : Thiết kế kĩ thuật Tàu hàng thực tập Hoạt động vùng: Biển Quốc tế Kết cấu tàu đợc tính toán phù hợp với vùng hạn chế cấp I (VRH I) "Quy phạm phân cấp đóng tàu biển vỏ thép- phần 2-B- Kết cấu thân tàu trang thiết bị- Bộ khoa học công nghệ môi trờng TCVN 62592B: 2003" Các thông số tu Lmax = 76,15 m ChiỊu dµi lín nhÊt Ltk = ChiỊu dµi thiÕt kÕ 72,00 m Bmax = ChiỊu réng lín nhÊt 12,60 m Btk = ChiÒu réng thiÕt kÕ 12,40 m Chiều cao mạn D = 5,70 m Chiều chìm d = 4,75 m Chiều cao đáy đôi h = 1,00 m L−ỵng chiÕm n−íc W = 3292,6 tÊn Träng t¶i Dw = 2399 tÊn CB = 0,738 HƯ sè béo thể tích Cấp tàu VRH I Loại tàu Tàu hµng III Tû Sè kÝch th−íc STT KÕt ln Tû Sè kÝch th−íc Theo Qui Ph¹m Chän L/D 13 Tho¶ m·n 28 B/D Tho¶ m·n IV Khoảng cách sờn Khoảng cách cấu ngang: a = 450 + 2L = 594 mm Thùc tÕ chän: - Vùng khoang hàng: a= 600 mm - Vùng lại: a= 550 mm Khoảng cách cấu dọc: b = 550 + 2L = 694 mm Thùc tÕ chọn: - Vùng khoang hàng: b= 600 mm Khoảng cách cấu phù hợp yêu cầu quy phạm V Hệ thống kết cấu V.1.Vật liệu đóng tu: II Thân tàu thợng tầng đợc đóng vật liêu: thép đóng tàu có ứng suất chảy c >=240 Mpa V 2.Hệ thống kết cấu Tàu kết cấu đáy đôi, mạn ®¬n víi hƯ thèng kÕt cÊu nh− sau: Trang tínH kết cấu TH-181/201-02 khoảng cách cấu dọc vùng tàu b = 600mm, sát hai bên m¹n b=500mm, m¹n kÕt cÊu theo hƯ thèng ngang víi khoảng sờn thực a=600mm - Vùng lại đợc kết cÊu theo kÕt cÊu theo hƯ thèng ngang víi khoang cách cấu a = 550mm Khoảng cách sờn thực vùng khoang hàng: a= 600 mm Khoảng cách sờn thực vùng lại: a= 550 mm K.cách cấu vùng thợng tầng 550 mm Với Vách ngang B Chiều cao đáy đôi: h h = 0,78 m 16 VI Thực tế chọn chiều cao đáy đôi V 3.Phân khoang Từ: Sau lái đến Từ sờn: ®Õn Tõ s−ên: ®Õn Tõ s−ên: 30 ®Õn Tõ sờn : 107 đến Từ sờn : 114 đến Đặc ®iĨm kÕt cÊu VI.1 ChiỊu dÇy tèi thiĨu TT 10 11 12 13 14 15 16 h= 30 107 114 Mòi 1m Khoang chøa n−íc ngät Khoang chøa kÐt nớc thải Khoang máy Khoang hàng Khoang chứa nớc dằn Khoang dằn mũi Chiều dầy tôn (mm) Smin S chọn Tên cấu Tôn đáy 9,98 10 11,48 12 Dải tôn sống nằm 9,2 10 Tôn mạn 9,67 12 Tôn mép mạn 8,95 14 Tôn bao phần mũi, đuôi 8,93 10 T«n bao vïng 0.3L kĨ tõ mót mòi 8,26 10 Tôn bao vùng 0.3L kể từ mút đuôi 12 Tôn bao kề với sống đuôi, vùng trục lái 11,35 6,10 Tôn mạn vùng thợng tầng 8,48 10 Tôn boong 5,75 Tôn vách ngang kín nớc Tôn vách ngang K/nc dải dới 6,75 Tôn boong thợng tầng 7,51 Tôn mạn thợng tầng 6,39 Tôn boong lầu 6,51 5,89 Tôn mạn lầu Kết luËn TM TM TM TM TM TM TM TM TM TM TM TM TM TM TM TM L−u ý: Bëi tàu hoạt động vùng biển hạn chế I, cho phép đợc giảm mô men chống uốn 5% b¶n tÝnH kÕt cÊu TH-181/201-02 VI.2 Trang Sèng mòi v sống đuôi VI.2.1 Sống mũi Theo điều 2.1.1-1: Chiều dày sống mũi không nhỏ trị số tính theo c«ng thøc sau 11,2 mm S1 = 0,10L +4 = Trong đó: L = 72,00 m Chiều dài tàu 12 mm Chọn S1 = VI.2.2 Sống đuôi ụ đỡ trục chân vịt Theo điều 2.2.2-2: Chiều dày ụ đỡ trục chân vịt không nhỏ trị số tính theo c«ng thøc sau 74,8 mm S2 = 0,9L +10 = Trong đó: L = 72,00 m Chiều dài tàu 90 mm Chọn S2 = Ky sống đuôi 2,1 Theo ®iỊu 2.2.3 -1(1): M« men lín nhÊt cđa tiÕt diƯn ky N.m Mmax = Bl = 277,5 Trong ®ã: B= 205,6 kN Phản lực gối đỡ trục lái m: Khoảng cách từ tâm gối đỡ trục lái đến điểm gốc ky sống l= 1,35 đuôi 2,2 Theo điều 2.2.3 -1(1):Mô đun chống uốn Z z tiết diện ®èi víi trơc Z - Z Zz = MK SP = 80 3469 cm Trong ®ã: Mmax = 277,507 kN.m M« men lín nhÊt cđa tiÕt diƯn ky HƯ số vật liệu làm ky sống đuôi (2B/21.1.1-2) Ksp = e ⎡ 235 ⎤ K SP = ⎢ ⎥ = ⎣⎢ σ y ⎥⎦ σy = 235 N/mm e= 2,3 Theo điều 2.2.3 -1(2):Mô đun chống n Z y cđa tiÕt diƯn ®èi víi trơc Y - Y Z = 0,5Z = 1734 cm Y Z 2,4 Theo ®iỊu 2.2.3 -1(3):DiƯn tÝch tỉng céng As cđa tiÕt diƯn theo trơc Y -Y As = BK SP = 48 4236 mm b¶n tÝnH kÕt cÊu TH-181/201-02 As = 48 Trang = Trong ®ã: B= 203,31 kN Phản lực gối đỡ trục lái Hệ số vật liệu làm ky sống đuôi (2B/21.1.1-2) Ksp = Chọn ky đuôi có tiết diện với kích th−íc sau: KÝch th−íc bao ngoµi: b x h = 300x200 gồm chi tiết: - Hai tôn dới: 300x20 - Hai tôn hai bên: 160x20 Với ky đuôi nh ta có mô đun chống n thùc tÕ ®èi víi trơc Y-Y 400 20 TÊm trªn 400 20 TÊm d−íi Z 160 20 Bên phải 160 20 Bên trái 100 20 Lập lµ 200 320 20 TÊm gi÷a Fi(cm ) Zi(cm )FiZi(cm FiZi (cm ) Jo(cm4) TT Y 80,00 18 1440,0 25920,0 26,67 80,00 0,0 0,0 26,7 320 32,00 288,0 2592,0 682,667 32,00 288,0 2592,0 682,667 20,00 40,0 80,0 6,667 64,00 19 1216,0 23104,0 5461,333 308,00 3272,0 61174,67 Zmax = 8,3766234 cm Eo = 10,62 cm WY = J = 26415 cm 3153,4 cm Với ky đuôi nh ta có mô đun chống uốn thực tế ®èi víi trơc Z-Z 400 20 TÊm trªn 400 20 TÊm d−íi Z 160 20 Bªn phải 160 20 Bên trái 100 20 Lặp 200 320 20 Tấm Fi(cm2 ) Yi(cm )FiYi(cm3 FiYi2(cm4) Jo(cm4) TT Y 80,00 20 1600 32000 10666,67 80,00 20 1600 32000 10666,67 400 32,00 38 1216 46208 10,667 32,00 64 128 10,667 20,00 37 740 27380 6,667 64,00 19 1216 23104 5461,333 308,00 6436 187642,67 Ymax = Eo = 20,90 cm 20,90 cm WZ = J = 53155 cm 2543,8 cm Trang b¶n tÝnH kÕt cÊu TH-181/201-02 Zz = 3153,4 Zy = 1576,71 As = 30800 VËy ta cã: øng suÊt uèn cđa tiÕt diƯn cm3 cm3 mm2 M σb = = ZZ τ= øng st c¾t cđa tiÕt diƯn øng st tơng đơng tiết diện B = AS 88,0 (N/mm ) 6,601 (N/mm ) σ e = σ b2 + 3τ = 88,25 (N/mm ) øng suất tơng đơng cho phép tiết diện ech = 115 = K PS 115 (N/mm2) Trơ ch©n vịt Theo điều 2.2.2 -1:Trụ chân vịt sống đuôi đợc làm thép tấm, có thông số sau: Chiều r«ng: W = 2,5L + 88 = 280 (mm) chän W= 300 (mm) ChiỊu dµy: T = 2,2 L + 5,0 = Bán kính lợn: R = 0,40L + 16 = 23,67 (mm) chän T= 24 (mm) 44,8 (mm) chän R= 50 (mm) TH-181/201-02 Trang 12 b¶n tÝnh kÕt cÊu VI.3 VI.3.1 kết cấu dn đáy Dn đáy vùng tu Dàn đáy vùng tàu đợc thiết kế theo hệ thống dọc gồm dầm dọc đáy trên, dầm dọc đáy dới, sống dọc đáy đà ngang đặc Khoảng cách dầm dọc đáy là: 0,6 m Khoảng cách sống dọc đáy là: 1,8 m Khoảng cách đà ngang đặc là: 3,0 m VI.3.1.1 Đ ngang đặc Theo điều 4.4.2: Chiều dày đà ngang đặc không nhỏ trị số tính theo c«ng thøc sau: m t = 0,7 L + 2,5 = 8,44 Trong đó: L= 72,00 m: Chiều dài tàu hai đờng vuông góc Chọn t = 10 mm IV.3.1.2 Sống phụ đáy Theo điều 4.3.2: Chiều dày sống phụ phải không nhỏ : = 8,02 mm t = 0.65 L + 2.5 Trong ®ã: L= 72,00 m: Chiều dài tàu hai đờng vuông góc Chọn t = 10 mm IV.3.1.3 Dầm dọc đáy IV.3.1.3.1.Dầm dọc đáy dới Theo điều 4.6.2-1 :Mô đun chống uốn tiết diện dầm dọc đáy dới phảI không nhỏ trị số tính theo công thức [W] = CShl2 Trong đó: l= S= 221,70 = cm3 m Khoảng cách đà ngang đặc 0,6 m Khoảng cách dầm dọc h :Khoảng cách thẳng đứng từ dầm dọc đáy đến điểm d+0.026L cao mặt tôn đáy h= 6,622 m Trong đó: L= 72 m: Chiều dài tàu hai đờng vuông góc d= 4,75 m: Chiều chìm tàu C= 6,2 : Đối vơi dầm dọc có chống nằm dới két sâu MÐp kÌm: ChiỊu dÇy: S= 10 mm ChiỊu réng mÐp kÌm: b = min{0.5 a; 0.2l} 0.5 a = 300 mm TH-181/201-02 Trang 13 b¶n tÝnh kÕt cÊu Quy c¸ch kÕt cÊu 0.2 l = 600 L130x130x10 mm Bcánh 130 10 Bthành 130 10 Mkèm 300 10 4 TT Fi(cm ) Zi(cm ) FiZi(cm ) FiZi (cm ) Jo(cm ) 13,00 14 182,000 2548,0 2 13,00 91 637 183,08 3 30,00 0 0 56,00 273 3368,08 Eo 4,88 cm Zmax = 9,13 cm J = 2037 cm W = 223,26 cm VËy quy cách dầm dọc đáy dới Thỏa mãn Q Phạm IV.3.1.3.2.Dầm dọc đáy Theo điều 4.6.2-2 :Mô đun chống uốn tiết diện dầm dọc đáy dới phảI không nhỏ trị số tính theo công thức [W] = CShl2 = 188,4 cm Trong ®ã: l= m : Khoảng cách đà ngang đặc (m) S= 0,6 m : Khoảng cách dầm dọc (m) h :Khoảng cách thẳng đứng từ dầm dọc đáy đến điểm d+0.026L cao mặt tôn đáy h= 6,622 m Trong đó: L= 72 m: Chiều dài tàu hai đờng vuông góc d= 4,75 m: Chiều chìm tàu C= 5,27 : Đối vơi dầm dọc có chèng n»m d−íi kÐt s©u MÐp kÌm: ChiỊu dÇy: S= 10 mm ChiỊu réng mÐp kÌm: b = min{0.5 a; 0.2l} 0.5 a = 300 mm 0.2 l = 600 mm Quy c¸ch kÕt cÊu L130x130x10 Bcánh 130 10 Bthành 130 10 Mkèm 300 10 4 TT Fi(cm ) Zi(cm ) FiZi(cm ) FiZi (cm ) Jo(cm ) 13,00 14 182,0 2548,0 2 13,00 91 637 183,08 3 30,00 0 0 56,00 273 3368,08 TH-181/201-02 Trang 14 b¶n tÝnh kÕt cÊu Eo 4,88 cm Zmax = 9,13 cm J = 2037 cm W = 223,26 cm Vậy quy cách dầm dọc đáy dới Thỏa mãn Q Phạm IV.3.1.3.3.Thanh chống thẳng đứng Theo ®iỊu 4.6.3-2 :DiƯn tÝch tiÕt diƯn chèng th¼ng ®øng không nhỏ trị số tính theo công thức sau F = 0,95x(2,2Sbh) = 6,6432 cm Trong ®ã: b= 0,8 m :Chiều rộng mà vùng chống phải đỡ S= 0,6 m : Khoảng cách dầm dọc (m) h :Khoảng cách thẳng đứng từ dầm dọc đáy đến điểm d+0.026L cao mặt tôn đáy h= 6,622 m VI.3.2 Chän chèng lµ thÐp dĐt có quy cách: 10x80 Dn đáy buồng máy v vùng đuôi Dàn đáy khoang máy đợc thiết kế theo hệ thống ngang gồm đà ngang đặc Khoảng cách đà ngang đặc là: 0,55 m VI.3.2.1 Đ ngang đáy Theo điều 4.4.2: Chiều dày đà ngang không nhỏ trị số tính theo công thức sau: = 9,09 m t = , L + ,5 + 1,5 Trong ®ã: L= 72,00 m: ChiỊu dài tàu hai đờng vuông góc Chọn t = 10 mm VI.3.2.2 Bệ máy 250 x 24 Thành dọc bƯ m¸y chÝnh cã quy c¸ch: Γ S = 18 VI.3.3 Dn đáy vùng mũi Dàn đáy vùng mũi đợc thiết kế theo hệ thống ngang Khoảng cách đà ngang đặc là: 0,55 m VI.3.3.1 Đ ngang đáy Theo điều 7.2.2-1 Chiều dày đà ngang không nhỏ trị số tính theo công thức sau: = 8,3 m t = , 045 L + , Trong ®ã: L= Chän t = 72,00 m: Chiều dài tàu hai đờng vuông góc 10 mm TH-181/201-02 tính kết cấu Trang 15 VI.3.3.2 Liên kết Kích thớc mã sờn thoả mãn điều 3.4.4 Theo điều 3.3.3 Chiều dày mã không nhỏ trị sè tÝnh theo c«ng thøc sau: = 8,4 m t = , 042 L + , Trong đó: L= 72,00 m: Chiều dài tàu hai đờng vu«ng gãc Chän t = 10 mm 80 x10 M· cã quy c¸ch: Γ S = 10 BẢN TÍNH KẾT CẤU TH-181/201-02 Trang 11 vi.4.1 KÕt cÊu m¹n khoang hμng Dàn mạn khoang hàng đợc thiết kế theo hệ thống ngang gồm sờn đồng sờn hộp Khoảng cách sờn đồng : Khoảng cách sờn hộp là: vi.4.1.1 Sờn đồng 0,6 m 8,40 m Theo điều 5.3.2-1.Mô đun chống uốn tiết diện sờn không nhỏ : W=C.Shl x0.95 S= 0,6 m l= 4,7 m h= 6,378 m C= 2,6 = 208,80 cm Khoảng cách sờn Khoảng cách từ mặt đáy đến mặt xà ngang boong đỉnh sờn Khoảng cách từ mút dới l vị trí cần đo đến điểm (d+0.044L-0,54) cao mặt tôn đáy Theo điều 5.3.2-2: Ngoài mô đun chống uốn tiết diện sờn không nhỏ trị số tính theo công thøc: ⎧ l⎫ h1 ⎛ l1 ⎞ ⎪ ⎪ (2,4n⎨0,17+ ⎜ ⎟ − 0,1 ⎬Shl )x0,95= 9,81 h ⎝ l ⎠ h⎪ ⎪ ⎩ ⎭ 472,96 cm Trong đó: n: Tỷ số khoảng cách xà ngang kháe chia cho kho¶ng s−ên n= h1: T¶i träng boong cho xà boong đỉnh sờn h1 = 18,60 KN/m l1: Tỉng chiỊu dµi cđa xµ ngang boong khoẻ l1 = 6,20 m S= 0,6 m Khoảng cách sờn l= 4,70 m Khoảng cách từ mặt đáy đến mặt xà ngang boong đỉnh sờn Khoảng cách từ mút dới l vị trí cần đo h= 6,38 m điểm (d+0.044L-0,54) cao mặt tôn đ Mép kèm: Chiều dầy: S= 10 mm th-181/201-02 tính kết cÊu Trang 32 vi.6 KÕt cÊu v¸ch A KÕt cÊu vách thờng VI.6.1 Sơ đồ kết cấu Dàn vách đợc thiết kế theo hệ thống sống đứng, nẹp đứng Khoảng cách sống đứng là: 1,8 m Khoảng cách nẹp đứng là: 0,6 m Chiều cao vách là: 4,70 m VI.6.1.1 Nẹp vách Theo điều 11.2.3:Mô đun chống uốn tiết diện nẹp vách không nhỏ trị số tính theo công thức: W = (2.8CShl2)x0,95 = 146,59 cm Chiều dài nhịp nẹp l = 4,70 m Khoảng cách nẹp S = 0,6 m Khoảng cách từ trung điểm nẹp xét đến đỉnh boong vách đo đờng tâm tàu, h