Thiết kế nhà nổi trên sông hàn bằng vật liệu composite có sức chứa 100 khách để phục vụ du lịch

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ NHÀ NỔI TRÊN SÔNG HÀN BẰNG VẬT LIỆU COMPOSITE CÓ SỨC CHỨA 100 KHÁCH ĐỂ PHỤC VỤ DU LỊCH Người hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: TS TRẦN VĂN LUẬN LÊ VĂN TÙNG Đà Nẵng, 2020 1.1.3 LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian thực đề tài, em nhận giúp đỡ quý Phòng, Ban Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng tạo điều kiện tốt để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Đặc biệt hướng dẫn tận tâm Thầy TS TRẦN VĂN LUẬN Qua đây, em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến Thầy giúp đỡ Xin cảm ơn quý thầy cô Bộ môn Kỹ thuật tàu thủy, Khoa Cơ khí Giao thơng, Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng, giúp đỡ em suốt thời gian em học tập thực đồ án Trường Cuối xin gửi lời cảm ơn đến gia đình bạn bè tạo điều kiện, giúp đỡ, động viên em suốt trình học tập, nghiên cứu thực đồ án Em xin chân thành cảm ơn! 1.1.3 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN CHƯƠNG : ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 TỔNG QUAN 1.2 VẬT LIỆU COMPOSITE(FRP) CHẾ TẠO NHÀ NỔI 1.3 NHÀ NỔI KHẢO SÁT CHƯƠNG : THIẾT KẾ CẤU TRÚC CỦA NHÀ NỔI 2.1 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU 2.2 XÂY DỰNG TUYẾN HÌNH 2.3 THIẾT KẾ BỐ TRÍ CHUNG 2.3.1 Thiết kế bố trí chung phần nước 2.3.2 Xây dựng bố trí chung phần boong 2.3.2.2 Bố trí boong CHƯƠNG : THIẾT KẾ KẾT CẤU 14 3.1 TÍNH TỐN THIẾT KẾ PHẦN DƯỚI NƯỚC 14 3.1.1 Kết cấu phao 16 3.1.2 Kết cấu sàn 23 3.1.3 Khối lượng phần nước 27 3.2 THIẾT KẾ KẾT CẤU TRÊN BOONG 30 3.2.1 Xác định kích thước hình học khung nhà thép 30 3.2.2 Xà gồ mái 30 3.2.3 Tính tốn khối lượng tác động lên khung ngang 33 3.2.4 Tính tốn thiết kế khung ngang 33 3.2.5 Thiết kế cột chống 34 3.2.6 Thiết kế khung vách 37 3.2.7 Thiết kế bao tường 42 CHƯƠNG : TÍNH TỐN TÍNH NỔI VÀ CÂN BẰNG CỦA NHÀ NỔI 44 1.1.3 4.1 Tính tốn yếu tố tính 44 4.1.1 Phương trình tính 44 4.1.2 Lượng chiếm nước nhà qua thành phần trọng lượng 45 4.1.3 Yếu tố đường nước 45 4.1.4 Các yếu tố mặt cắt ngang 46 4.1.5 Tính tốn yếu tố tính 47 4.2 Cân nhà 51 4.2.1 Xác định ổn định tĩnh 55 4.2.2 Tính diện tích hướng gió tâm diện tích hướng gió 58 4.2.3 Kiểm tra ổn định gió tác động 60 CHƯƠNG : KẾT LUẬN 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 1.1.6 LỜI NÓI ĐẦU Hiện ngành du lịch phát triển mạnh toàn quốc đặt biệt du lịch nghỉ dưỡng sông, biển Ở Đà Nẵng bên sơng Hàn có nhiều cảnh đẹp.Vì kết hợp vui chơi ăn uống ngắm cảnh bên sông để đem lại nguồn thu đáng kể cho nhà kinh doanh Đối với nhà hàng sông yếu số giá thành quan trọng Từ vật liệu truyền thống như: gỗ, thép, nhôm, vật liệu dùng để đóng tàu Tuy nhiên, nhà người ta dùng gỗ, thép mà người ta dùng nhơm để đảm bảo yêu cầu thẩm mỹ, sức tải, khả chống chịu môi trường…Với vật liệu nhơm người ta đóng nhà hàng mang tính tốt Tuy nhiên, với phát triển khoa học kỹ thuật, vật liệu đời, vật liệu Composite mang ưu điểm bật có độ bền cao, nhẹ, trơ với môi trường nước biển, phương pháp thi công đơn giản, giá thành rẻ… Với ưu điểm trên, vật liệu Composite dần thay vật liệu truyền thống Trước yêu cầu trên, để tạo điều kiện tiếp cận thực tế, làm quen với việc giải vấn đề cách cụ thể, sau thời gian học tập chúng em nhà trường giao thực đề tài: Thiết kế nhà sông Hàn vật liệu composite có sức chứa 100 khách để phục vụ du lịch Qua thời gian tìm hiểu hướng dẫn tận tình thấy giáo T.S TRẦN VĂN LUẬN, với động viên giúp đỡ tận tình bạn bè người thân, chúng em hoàn thành nội dung đề tài 1.1.6 Nội dung đề tài gồm phần: CHƯƠNG 1: Đặt vấn đề CHƯƠNG 2: Thiết kế cấu trúc nhà CHƯƠNG 3: Thiết kế kết cấu nhà CHƯƠNG 4: Tính tốn tính cân nhà CHƯƠNG 5: Kết luận Tuy nhiên thời gian kiến thức có hạn nên thực khơng thể tránh khỏi thiếu sót Kính mong góp ý thầy để chúng em hoàn thiện kiến thức Sinh viên thực Huỳnh Tấn Thiện Lê Văn Tùng Lê Đình Thanh Vinh Thiết kế nhà sông Hàn vât liệu composite có sức chứa 100 khách để phục vụ du lịch CHƯƠNG : ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 TỔNG QUAN Như biết năm gần đây, ngành du lịch Tp Đà Nẵng phát triển mạnh mẽ, thiên nhiên ưu đãi nơi có bãi tắm tuyệt đặc biệt cảnh vật bên sông Hàn Khách du lịch đến Đà Nẵng không tắm biển thưởng thức đồ ăn mà muốn ngắm cảnh đẹp bên sông Hàn Xuất phát từ nhu cầu thực tế trên, chúng em giao thực đề tài với nội dung: Thiết kế nhà sông Hàn vật liệu composite có sức chứa 100 khách để phục vụ du lịch Thực tế nhận thấy, yếu tố quan trọng khó khăn thiết kế chế tạo nhà phải đạt tính ổn định Về mặt lý thuyết có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến ỏn định: Đặc điểm hình dạng phao, bố trí chung, …Do thiết kế nhà tốn phức tạp có ý nghĩa quan trọng Vì đề tài này, dựa nhà có sẵn có phân tích lựa chọn nhằm mục đích đưa mẫu nhà phù hợp mặt tính năng, phù hợp điều kiện kinh tế- kỹ thuật- công nghệ nước ta 1.2 VẬT LIỆU COMPOSITE(FRP) CHẾ TẠO NHÀ NỔI Vật liệu Compositer (FRP) chế tạo phần phao cốt sợi thuỷ tinh nhựa polyester không no * Cốt sợi thuỷ tinh băm (sau gọi “tấm sợi băm”), vải sợi thuỷ tinh thô (sau gọi “vải sợi thô”), sợi thuỷ tinh thô (sau gọi “sợi thô”), dùng làm cốt cho FRP chế tạo từ sợi dài * Mát gồm lớp sợi liên tục gián đoạn, phân bố hỗn loạn mặt phẳng Các sợi giữ với nhờ chất liên kết hồ tan khơng hồ tan nhựa, tuỳ thuộc vào cơng nghệ sử dụng Tính phân bố hỗn loạn sợi làm cho “mát” có tính đẳng hướng mặt phẳng Thiết kế nhà sơng Hàn vât liệu composite có sức chứa 100 khách để phục vụ du lịch Vải (hay băng) tổ hợp mặt sợi, mớ …vv, thực nhờ kỹ thuật dệt Vải gồm: - Phương (dọc), tập hợp tất sợi song song, phân bố mặt phẳng theo chiều dài vải - Phương ngang, tập hợp tất sợi bắc ngang qua sợi dọc Người ta phân biệt loại vải dựa vào loại sử dụng (sợi đơn giản, mớ…), có nghĩa dựa vào khối lượng dài sợi, vào kiểu tréo sợi dọc ngang, bao gồm kiểu: Lụa trơn, xa tanh, vân chéo, kiểu đồng phương * Nhựa polyester Nhựa polyester sử dụng từ lâu để chế tạo vật liệu Composite Dựa mô đun đàn hồi, người ta phân loại polyester: Nhựa nền, nhựa cứng vừa phải nhựa cứng Loại nhựa cứng thường sử dụng để chế tạo vật liệu composite Chúng ta liệt kê số tính loại nhựa cứng đóng rắn Khối lương riêng 1.200 kg/m Mô đun đàn hồi kéo 2,8 đến 3,5 Gpa Mô đun đàn hồi uấn đến Gpa Ứng suất phá huỷ kéo 50 đến 80 Mpa Ứng suất phá huỷ uấn 90 đến 130 MPa Biến dạng phá huỷ kéo đến % Biến dạng phá huỷ uấn đến % Độ bền nén 90 đến 200 MPa Độ bền cắt 10 đến 240 50 60 70 80 90 fi( ) f1 ( ) f 2( ) f ( ) Sin( ) 0.0000 -0.0051 -0.0376 -0.1070 -0.1952 -0.2541 -0.2165 -0.0161 0.3899 1.0000 0.0000 0.0156 0.1164 0.3480 0.6912 1.0554 1.2900 1.2688 0.8478 0.0000 0.0000 0.1632 0.2632 0.2590 0.1468 -0.0353 -0.2165 -0.2130 -0.2529 0.0000 0.0000 0.1736 0.3420 0.5000 0.6428 0.7660 0.8660 0.9397 0.9848 1.0000 Áp dụng cơng thức tính tốn cho trường hợp tải trọng khác ta có bảng tính sau: a Trạng thái I:Đủ khách 100% dự trữ  [1] 10 20 30 40 50 60 70 80 90 (ZC90-Zc0)*fi(  ) Yc90*f2(  ) ro*(f3(  ) [2] [3] [4] 0.002 0.055 1.798 0.012 0.412 2.899 0.034 1.232 2.853 0.062 2.447 1.617 0.080 3.736 -0.389 0.068 4.567 -2.385 0.005 -0.123 -0.316 3.784 3.001 0.000 -2.878 -2.786 0.000 (Zg-Zc0)*sin(  ) [5] 0.336 0.661 0.967 1.243 1.481 1.674 L(  ) [6] 1.519 2.662 3.152 2.883 1.947 0.576 1.816 1.904 1.933 -0.906 -1.811 -2.249 56 Thiết kế nhà sông Hàn vât liệu composite có sức chứa 100 khách để phục vụ du lịch b Trạng thái II:Đủ khách 10% dự trữ  [1] 10 20 30 40 50 60 70 80 90 (ZC90-Zc0)*fi(  ) Yc90*f2(  ) ro*(f3(  ) (Zg-Zc0)*sin(  ) L(  ) [2] [3] [4] [5] [6] 0.00131 0.057 1.841 0.370 1.529 0.00966 0.424 2.969 0.728 2.674 0.02750 1.268 2.921 1.065 3.152 0.05017 2.519 1.656 1.369 2.856 0.06530 3.846 -0.398 1.631 1.882 0.05564 4.701 -2.442 1.844 0.471 0.00414 3.895 -2.947 2.001 -1.049 -0.10020 3.089 -2.852 2.097 -1.960 -0.25700 0.000 0.000 2.129 -2.386 c Trạng thái III:Nhà không khách 100% dự trữ (ZC90-Zc0)*fi(  ) [1] [2] 10 0.00103 20 0.00760 30 0.02161 40 0.03943 50 0.05133 60 0.04373 70 0.00325 80 -0.07876 90 -0.20200 Yc90*f2(  ) [3] 0.059 0.437 1.305 2.592 3.958 4.838 4.008 3.179 0.000 ro*(f3(  ) [4] 1.887 3.043 2.994 1.697 -0.408 -2.503 -3.021 -2.924 0.000 (Zg-Zc0)*sin(  ) L(  ) [5] [6] 0.323 1.624 0.636 2.851 0.930 3.391 1.195 3.134 1.424 2.177 1.610 0.768 1.747 -0.757 1.831 -1.654 1.859 -2.061 d.Trạng thái IV:Không khách 10% dự trữ (ZC90-Zc0)*fi(  ) [1] [2] 10 0.00072 20 0.00530 30 0.01509 40 0.02752 50 0.03583 60 0.03053 70 0.00227 80 -0.05498 90 -0.14100  Yc90*f2(  ) ro*(f3(  ) [3] [4] 0.060 1.934 0.449 3.119 1.342 3.070 2.665 1.740 4.069 -0.418 4.973 -2.566 4.120 -3.097 3.268 -2.997 0.000 0.000 (Zg-Zc0)*sin(  ) [5] 0.347 0.683 0.998 1.283 1.529 1.729 1.876 1.966 1.996 L(  ) [6] 1.649 2.891 3.428 3.149 2.157 0.709 -0.850 -1.750 -2.137 57 Thiết kế nhà sông Hàn vât liệu composite có sức chứa 100 khách để phục vụ du lịch e Trạng thái V: Đủ khách 50% dự trữ  [1] 10 20 30 40 50 60 70 80 90 (ZC90-Zc0)*fi(  ) Yc90*f2(  ) ro*(f3(  ) (Zg-Zc0)*sin(  ) [2] [3] [4] [5] 0.002 0.055 1.798 0.392 0.012 0.412 2.899 0.772 0.034 1.232 2.853 1.129 0.062 2.447 1.617 1.451 0.080 3.736 -0.389 1.729 0.068 4.567 -2.385 1.955 0.005 3.784 -2.878 2.121 -0.123 3.001 -2.786 2.223 -0.316 0.000 0.000 2.257 L(  ) [6] 1.463 2.551 2.990 2.675 1.699 0.296 -1.210 -2.130 -2.573 4.2.2 Tính diện tích hướng gió tâm diện tích hướng gió a Trạng thái I:Đủ khách 100% dự trữ Ai Zi Ai.Zi Thành STT phần m m m3 Phao 0.81 0.09 0.073 Sàn 3.4 0.29 0.986 Nhà 17.85 1.34 23.92 Mái 5.95 1.74 10.35 ∑ 27.38 35.27 𝑚2 Tổng diện tích hứng gió Av = 27.38 Chiều cao tâm hứng gió : Zv = 𝐴𝑖.𝐾𝑖.𝑍𝑖 𝐴𝑖 =1.29 m b Trạng thái II:Đủ khách 10% dự trữ Thành phần Phao Sàn Nhà Mái STT ∑ Ai m2 0.81 3.4 Zi m 0.135 0.29 Ai.Zi m3 0.11 0.986 17.85 1.34 23.92 5.95 28.01 1.74 10.35 35.37 58 ... Thiết kế nhà sông Hàn vật liệu composite có sức chứa 100 khách để phục vụ du lịch Thực tế nhận thấy, yếu tố quan trọng khó khăn thiết kế chế tạo nhà phải đạt tính ổn định Về mặt lý thuyết có nhiều... cách cụ thể, sau thời gian học tập chúng em nhà trường giao thực đề tài: Thiết kế nhà sông Hàn vật liệu composite có sức chứa 100 khách để phục vụ du lịch Qua thời gian tìm hiểu hướng dẫn tận tình... 0.576 1.816 1.904 1.933 -0.906 -1.811 -2.249 56 Thiết kế nhà sông Hàn vât liệu composite có sức chứa 100 khách để phục vụ du lịch b Trạng thái II:Đủ khách 10% dự trữ  [1] 10 20 30 40 50 60 70 80