BÀI GIẢNG kết cấu THÂN tàu

Đây là bài giảng môn học kết cấu thân tàu thủy. Bài giảng đã được rút gọn lại gồm những nội dung chính cần nằm của môn học này. Đây là bài giảng môn học kết cấu thân tàu thủy. Bài giảng đã được rút gọn lại gồm những nội dung chính cần nằm của môn học này.

Tàu thuỷ công trình kỹ thuật làm việc điều kiện vận động nước thực nhiều chức vận chuyển, tuần tra, thăm dò, đánh bắt thủy sản v v…,  Đặc điểm, yêu cầu mặt kết cấu thường khác loại tàu  Tàu thủy phân loại theo nhiều cách khác nhau, cụ thể sau  Vùng không hạn chế (Sea going Ship) VÙNG HOẠT ĐỘNG Vùng hạn chế Vùng đặc biệt Vùng hoạt động Vùng hạn chế Vùng I hạn chế II Vùng ven biển, Vùng hạn chế III cách bờ 200(Vùng hl xa bờ) (Vùng cận hải) sông hồ, vịnh o điều kiện làm Cách việc xa bờ Cách xa bờ Cách xa bờ Gồm tàu pha ức tạp nên yêu nơi cầu trú ẩn cuối nơi trú ẩn cuối nơi trú ẩn cuối sông biển hay tàu hức cầu KC tương đối cao 200 hl 50cùng hl 20 hl pha biển sông VẬT LIỆU VỎ TÀU Tàu vỏ kim loại Tàu vỏ phi kim loại Phổ biến Tàu vỏ nhựa Tàu vỏ gỗ Tàu ximăng cốt thép thép đóng tàu (Tàu vỏ Composite) Xuất lâu đời Xuất nhất, 50Vỏ năm, ximăng lưới thép Thép hợp kim có kích thước chủ nhỏ yếu loại vỏ bêtông nhựa cốt thép hoặ nhôm (L < 60 m, D < 500cốt tấn) sợi thuỷ tinhdùng (FRP) bọc vỏ tàu thé Dùng cho đa số Chủ tàu yếu để đánh Tàucá cở nhỏ tàu Tàu cá, kéo chạy sông, hất loạiven tàu biển, vận chuyển tàu quân sự, tàu tàu du khách lịch, , sà lan nội đ cỡ trung cỡ lớn tuyến đường ngắn xuồng cứu sinhcầu tàu nổi, ụï … CÔNG DỤNG TÀU Tàu quân Tàu dân u vận tải (tàu hàng) Tàu chở khách Tàu đánh bắt Tàu chuyên ngành Công trình (Cargo Ship) (Passenger Vessel) & chế biến cá (tàu công trình) uất sớm nhất, Tàu chở Chiếm 12 5% tải Phục vụ cứu hộ Hoạt động đa dạng khách (SOLAS) trọng đội tàu lónh vực riêng tàu cỡ lớn Yêu cầu caánh cá Kếtlà cấu thật vững Rất di chuyển Thượng tầng sinh, cứucơhoả, sở chế biến vàvà máy mạnhhoặc để di chuyển uồng máy để cứu dành chống chìm …bảo quảnhđ cá điều kiện tốc độ thấp hông gian chứa hàng Tàu chế biến (Bulk Carrier) Tàu đánh cá (Fishing Boat) Tàu chở hàng khô (General Cargo Ship) Tàu Container (Container Ship) Tàu chở sà lan Tàu RO-RO (Ro Ro Vessel) Tàu chở hàng lạnh (Reefer Vessel) Tàu chở hàng lỏng (Ro Ro Vessel) Tàu chở hàng rời (Bulk Carrier) CÔNG TRÌNH NỔI TÀU CHỞ KHÁCH TÀU ĐÁNH CÁ TÀU VẬN TẢI Kho chứa cấp da không bến (FPSO) Cần cẩu (Crane Barge) Tàu khoan (Drill Ship) Giàn khoan tự nân (Jack up Self) Giàn khoan bán chìm (Semi Submersible) Tàu hoạt động trê tuyến cố định (Line Tàu du lịch (Bulk Carrier) Tàu phà (Ferry Car) 1.Tàu vận tải (Cargo Ship) Xuất sớm gọi tên chung tàu chở hàng Đa dạng phát triển nhanh nhằm đáp Thượng ứng nhu cầu vận tải biển tầng thường bố trí buồng máy để dành không gian bố trí khoang hàng nơi thao tác bốc dỡ hàng hóa tàu 2.Tàu chở hàng tổng hợp hay tàu chở hàng khô (Cargo Ship)  Chiếm 50% số lượng tàu vận tải Bố trí nhiều khoang hàng cần trục điện hay thủy lực để chở nhiều loại hàng  Sức chở thấp (4.000 đến 10.000 tdw), lớn 20.000 tốc độ 15 – 18 hl/h  Các tdw, mẫu chở hàng khô từ đơn giản đến đại có đặc trưng mũi thượng tầng thẳng đứng, đuôi vát Transom (T), bánh lái treo, mũi lê 3.Tàu Container hay tàu chở hàng thùng Xuất cuối năm 60 từ nhóm tàu chở (Container Ship) hàng khô để chở Container thùng chở hàng có kích thước cố định, chứa nhiều loại hàng không cần bao gói, đồng thời vận chuyển  Ưu điểm rút thờikhác gian xếp phương tiệnngắn vận tải nhau.dỡ hàng tận dụng dung tích khoang hàng nhờ thùng Container tiêu chuẩn 20x8x8 ft 40x8x8 ft  Sức chở 10.000 đến 25.000 tấn, tốc độ 20 - 25 hl/giờ (a) Xếp dỡ Container vào khoang hàng (b) Tàu xếp hai lớp Container boong (c) Cầu xếp sơ đồ xếp hàng từ tàu hỏa hay ôtô lên tàu 3.Tàu chở sà lan (Barge Carrie) Chở sà lan không tự hành có sức chở từ 370 đến 850 tdw, sàlan đưa lên tàu, chở đến vùng làm việc thả xuống nước để tàu kéo đưa vào bờ 2.Kết cấu vách lượn sóng  Vách lượn sóng chế tạo cách dập thép phẳng thành có gợn sóng nhờ gợn sóng để tăng độ bền vách mà không cần phải dùng nẹp gia  So với vách phẳng có nẹp, công thực chi phí vật cường liệu giảm khoảng 10 - 15%, đồng thời trọng lượng vách lượn sóng giảm nhiều, nhiều đến 25%  Vách lượn sóng dùng nhiều tàu dầu với hình dáng gợn sóng hình 3.137 Các dạng gợn sóng dùng làm vách tàu  Kết cấu vách lượn sóng mô hình hóa dạng kết cấu khung dàn phẳng với nẹp dọc đóng vai trò dầm dọc, đỉnh sóng đóng vai trò dầm hướng  Vách sóng hàn trực tiếp lên tôn đáy trên, tôn boong sử dụng mã liên kết để nối chân vách với hình 3.139b Mô hình tính vách lượn sóng Liên kết vách 3.7.3.Đặc điểm bố trí vách ngăn  Số lượng vị trí đặt vách ngăn kín nước phụ thuộc chủ yếu kiểu, công dụng tàu phải lựa chọn theo quy định sở đảm bảo tính chống chìm cho tàu  Tuy nhiên loại tàu phải có vách ngăn ngang sau  Vách khoang mũi hay vách chống va (collision bulkhead) - Vách chống va đặt khoảng cách lớn 0,05Lf 10 m (lấy giá trị nhỏ) - Vách chống va phải kéo dài đến tận tầng boong cao nằm có độ bền cao nhằm chống va đập bảo vệ cho  Vách đuôi tàu khoang bị tai nạn - Vách đuôi đặt vị trí thích hợp phần đuôi có nhiệm vụ vách chống va hình thành khoang kín nước để chứa ống bao trục đuôi bảo vệ cho tàu - Vách đuôi kéo đến tận boong kết thúc tầng boong đường nước thiết kế với điều khoang kiện boong phải làm kín nước đến đuôi  Vách tàu máy Gồm hai vách ngăn ngang phía trước phía sau khu vực khoang máy nhằm ngăn cách khoang máy với khoang khác để bảo vệ cho khoang máy  Vách khoang Ngoài vách trên, tùy theo chiều dài công dụng tàu thêm vách ngăn kín nước đặt khoảng cách thích hợp cho tổng số vách không nhỏ giá trị cho bảng 3.4 Các vách kín nước phải kéo lên đến tận boong liên tục, gọi boong vách (bulkhead deck) trừ trường hợp boong đuôi nâng hay boong thượng tầng mũi kéo đến boong 3.7.4.Đặc điểm kết cấu loại vách 1.Đặc điểm kết cấu vách kín nước  Tùy chức chia vách tàu thành vách kín nước vách không kín nước, vách kín nước (hoặc kín hơi, kín dầu) lại chia thành vách chịu áp lực thường xuyên hàng lỏng vách chịu áp lực  Các vách ngăn ngang kín nước thường chế tạo từ hàng lỏng xảy cố thép tấm, dạng vách phẳng hay vách sóng, gồm nẹp gia cường chi tiết liên kết vách với kết cấu khác  Mối hàn vách kín nước phải hàn kín nước  Khi thiết kế vách kín nước, cần chọn chiều rộng dải tôn thấp lớn 900 mm có chiều dày lớn tính toán khoảng mm để đề phòng trường hợp bị ăn mòn rỉ bulkhead with Vách ngang với nẹp thẳng đứng (watertight bracketless stiffeners) Hình 3.145 mô tả cách bố trí vách ngăn ngang vách ngăn dọc tàu 1.Xà dọc mạn 2.Vách dọc 3.Nẹp đứng 4.Vách ngang 5.Nẹp vách 6.Tấm 7.Sống đứng 3.Kết cấu vách chống va phía mũi  Vách chống va phía mũi có vai trò quan trọng đặc biệt đảm bảo an toàn cho tàu  Chiều dày vách chống va lớn vách kín nước khác vào khoảng 12 %, dải tôn sát đáy làm dày thêm 2,5 mm để đề phòng ăn mòn rỉ  sét Khoảng cách nẹp đứng vách chống va 610 mm nối cứng với sàn qua mã Đặc điểm kết cấu vách mũi lê 3.Đặc điểm kết cấu vách khoang lái  Vách khoang lái đa số tàu thường vách phẳng bố trí vị trí đặt sống đuôi ổ đỡ sau trục chân vịt nằm khoang đuôi Khi thiết kế vách khoang lái cần tăng đáng kể chiều dày vách vị trí khoét lỗ cho ống bao trục chân vịt qua nhằm mục đích đảm bảo độ bền cho vách khu vực Hình 3.151 : Đặc điểm kết cấu vách khoang lái 3.1.QUY TRÌNH TÍNH CÁC KẾT CẤU THÂN TÀU THEO YÊU CẦU QUY PHẠM  Thiết kế kết cấu theo quy phạm thực chất lựa chọn kích thước kết cấu dựa theo công thức tính gần đúng, xây dựng dựa sở đảm bảo độ bền kết cấu thân tàu  Các yêu cầu Quy phạm hình thành từ kết nghiên cứu thực nghiệm, kết hợp kinh nghiệm trình chế tạo, sử dụng tàu hoàn thiện cho phù hợp thực tế  Quy phạm đóng tàu công thức tính kết cấu thân tàu nước khác nhau, thường quan Đăng kiểm chịu trách nhiệm xây dựng quản lý  Các tài liệu vẽ kết cấu sau bắt buộc quan thiết kế chế tạo tàu - Mặt cắt dọc, bao gồm boong thượng tầng - Mặt cắt ngang đôi - Kết cấu vòm mũi - Kết cấu vòm đuôi - Giá đỡ trục - Vách kín nước - Khai triển tôn vỏ - Đáy đơn đáy - Kết cấu sống mũi - Kết cấu sống đuôi - Bánh lái - Các két - Bảng hàn v…v… Quá trình xây dựng công thức tính gần trình tự thiết kế kết cấu thân tàu theo yêu cầu quy phạm thường thực theo sơ đồ hình 2.2.CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA CÁC CÔNG THỨC TÍNH KẾT CẤU THEO QUY PHẠM 2.2.1.Yêu cầu độ bền  Yêu cầu độ bền dẫn đến điều kiện giá trị ứng suất  xuất kết cấu trường hợp không vượt giá trị cho phép []  Từ đó, tất quy phạm đưa yêu cầu chung giá trị môđun chống uốn W mặt cắt ngang tàu giá trị nhỏ Wmin đảm bảo thân tàu đủ bền 2.2.2.Yêu cầu ổn định  Giá trị ứng suất vỏ phải nhỏ giá trị ứng suất giới hạn (ứng suất Ơle) để tránh bị ổn định  Giá trị giá trị ứng suất Ơle E cho quy phạm Đăng kiểm 2.3.MỘT SỐ CÔNG THỨC TÍNH CÁC KẾT CẤU THÂN TÀU CHỦ YẾU 2.3.1.Công thức tính môđun chống uốn mặt cắt ngang tàu CÂU HỎI ÔN TẬP ... dầm ngang kết cấu khung giàn khung xương, chia kết cấu thân tàu thành hệ thống kết cấu sau HỆ THỐNG KẾT CẤU THÂN TÀU thống kết cấu Hệ ngang thống kết cấu dọc Hệ thống kết cấu Hệ thống kết cấ (Transverse... trọng lượng thân tàu lực đẩy nước, kết thân tàu bị cong lên xuất ứngvà suất, dạng  Đểvõng đảmxuống, bảo độ bền chung độbiến bền cụclàm phá nói hủy kết cấu thân tàu trên, kết cấu thân tàu chia thành... kết cấu ngang Hệ thống kết cấu dọc Hệ thống kết cấu liên hợp Lựa chọn hệ thống kết cấu tàu phù hợp quan trọng hình thức kết cấu thân tàu ảnh hưởng lớn đến hiệu kinh thuật tàu sauphân tích lựa