L ỜI NÓI ĐẦU
3.1.3. Các công thức tính kích thước và quy cách bố trí kết cấu tàu vỏ thép theo
3.1.3.1. Khoảng cách sườn
• Khoảng cách sườn ngang
- Khoảng cách chuẩn của các sườn ngang được tính theo công thức sau đây:
n
S = 450 + 2L (mm) (3.1)
- Ởđoạn nằm trong phạm vi 0,2L tính từ mũi tàu đến vách chống va, ở khoang mũi và khoang đuôi khoảng cách sườn ngang phải không lớn hơn giá trị sau:
+ Tàu L < 90 (m):Sn ≤ 610 (mm)hoặc khoảng cách chuẩn quy định ở (3.1), lấy trị số nào nhỏ hơn.
+ Tàu L ≥ 90 (m): Sn ≤ 700 (mm) hoặc khoảng cách chuẩn quy định ở (3.1), lấy trị số nào nhỏ hơn.
- Các yêu cầu ở trên có thể được thay đổi nếu vị trí hoặc kích thước của sườn được xem xét thích đáng.
• Khoảng cách dầm dọc
- Khoảng cách chuẩn của các dầm dọc được tính theo công thức sau đây: Sd= 550 + 2L (mm) (3.2)
- Tàu L ≥ 90 (m): Nếu S≥Sd + 250 (mm) so với khoảng cách chuẩn qui định ở (3.2) thì kích thước và kết cấu của đáy đôi và của các kết cấu liên quan khác phải được xem xét đặc biệt, khoảng cách sườn tối đa không lớn hơn 1(m).
- Tàu L < 90 (m): Nếu S≥Sd + 170 (mm) so với khoảng cách chuẩn quy định ở (3.2) thì kích thước và kết cấu của đáy đôi và của các kết cấu liên quan khác phải được xem xét đặc biệt.
3.1.3.2. Dầm dọc mạn
- Tàu L < 90 (m): Mô đun chống uốn của tiết diện dầm dọc mạn ở đoạn giữa tàu dưới boong mạn khô phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau đây, lấy trị số nào lớn hơn, nhưng trong mọi trường hợp phải không nhỏ hơn 30 (cm3):
2 9 , 2 LSl
Wu≥ (cm3) (3.3)
- Tàu L ≥ 90 (m): Mô đun chống uốn của tiết diện dầm dọc mạn ở đoạn giữa tàu dưới boong mạn khô phải không nhỏ hơn trị số tính theo các công thức sau đây, lấy trị số nào lớn hơn: Wu≥2,9 LSl2 (cm3)
Hoặc Wu≥100Shl2 (cm3) (3.4) Trong đó:
l: Khoảng cách giữa các sườn khỏe, hoặc từ vách ngang đến sườn khỏe, kể cả chiều dài của liên kết (m).
h: Khoảng cách thẳng đứng từ dầm dọc mạn đang xét đến điểm ở vị trí: (d + 0,044 L - 0,54) (m).
Hình 3.1: Chiều cao h L: Chiều dài tàu, nếu L ≥ 230 (m) thì lấy L = 230 (m). S: Khoảng cách giữa các dầm dọc (m).
- Ra ngoài đoạn giữa tàu, môđun chống uốn của tiết diện dầm dọc mạn có thểđược giảm dần về phía mũi và đuôi tàu, ở mũi và đuôi tàu có thể còn bằng 0,85 trị số tính theo trên. Tuy nhiên, ở đoạn từ vách chống va đến 0,15L kể từ mũi tàu môđun chống uốn tiết diện của dầm dọc mạn phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức ở trên.
- Ởđoạn giữa tàu dầm dọc mạn đặt ở dải tôn mép mạn phải cố gắng để có độ mảnh không lớn hơn 60.
- Mô đun chống uốn của tiết diện dầm dọc hông không cần lớn hơn mô đun chống uốn của tiết diện dầm dọc đáy.
- Chiều cao tiết diện của thanh thép dẹt dùng làm dầm dọc mạn: hdm ≤15tdm
3.1.3.3. Sườn khỏe
- Sườn khỏe phải được đặt ở các mặt sườn có đà ngang đặc.
- Sườn khỏe đỡ dầm dọc mạn phải được đặt cách nhau không xa quá 4,8 m, tại những tiết diện có đà ngang đặc.
1. Tôn mạn 2. Sườn mạn 3. Xà dọc mạn 4. Sườn khỏe 5. Nẹp dọc 6. Tôn boong Hình 3.2: Kết cấu khung dàn mạn
- Kích thước của sườn khỏe phải không nhỏ hơn các trị số tính theo các công thức sau đây: Chiều cao tiết diện h = 0,1L (m) hoặc h = 2,5 chiều cao của lỗ khoét để dầm dọc xuyên qua, lấy trị số nào lớn hơn.
- Mô đun chống uốn tiết diện: 2 1 u W ≥C Shl (cm3) (3.5) - Chiều dày bản thành + Tàu L < 90 (m): t = 2,5 1000 1 2 + d Shl C (mm) (3.6) + Tàu L ≥ 90 (m): t1 hoặc t2, lấy trị số nào lớn hơn t1 = 2,5 1000 1 2 + d Shl C (mm) t2 = 8.63 (1 2,5) 2,5 2 1 − + k t d (mm) (3.7) Trong đó: S: Khoảng cách giữa các sườn khỏe (m).
l: Khoảng cách thẳng đứng từ mặt tôn đáy trên hoặc từ mặt trên của đà ngang đáy đơn đo ở mạn đến đỉnh sườn khỏe. Tuy nhiên, nếu có các sống ngang
boong hữu hiệu thì l có thểđược đo đến mặt dưới của sống ngang boong (m).
C1 và C2: Các hệ sốđược cho ở bảng (3.1)
Bảng 3.1
Sườn khỏe ở phía sau của 0,15L
tính từ mũi tàu Sườn khỏe ở từ vách chống va đến 0,15L tính từ mũi tàu C1 4,7 6,0 C2 45 58
d1: Chiều cao tiết diện sườn khỏe (m), tuy nhiên chiều cao của lỗ khoét để dầm dọc mạn xuyên qua phải được trừđi khỏi chiều cao tiết diện bản thành.
h: Khoảng cách thẳng đứng từ trung điểm của lđến điểm ở (d + 0,044 L - 0,54) (Xem hình 3.1)cao hơn mặt tôn giữa đáy, trong mọi trường hợp không được nhỏ hơn 1,43l (m). k: Hệ số cho ở bảng (3.2) Bảng 3.2 £ 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,5 ³ 2,0 k 60,0 40,0 26,8 20,0 16,4 14,4 13,0 12,3 11,1 10,2
L: Chiều dài tàu, nếu L ≥ 230 (m) thì lấy L = 230 (m).
- Sườn khỏe phải được gắn những mã chống vặn đặt cách nhau khoảng 3m và những nẹp gia cường đặt theo mỗi dầm dọc mạn, trừ phần giữa nhịp của sườn khỏe nẹp gia cường có thểđược đặt theo mỗi dầm dọc mạn thứ hai.
3.1.3.4. Sống chính
Hình 3.3: Kết cấu khung dàn đáy
1. Sống phụ 4. Tôn đáy 7. Nẹp gia cường 2. Sống chính 5. Tấm lót sàn 8. Đà ngang đáy hở 3. Đà ngang đáy đặc 6. Tấm lót sàn gỗ
• Bố trí và kết cấu của sống chính
- Sống chính phải được kéo càng dài về phía mũi và đuôi tàu càng tốt.
- Nếu đáy đôi được dùng để chứa nhiên liệu, nước ngọt hoặc nước dằn, thì sống chính phải kín nước.
- Tấm sống chính phải liên tục trong đoạn (L1≥0,5 L) giữa tàu.
- Những yêu cầu ở trên có thể được thay đổi thích hợp trong những két hẹp ởđoạn mũi và đoạn đuôi tàu, hoặc ở những chỗđược Đăng kiểm chấp nhận.
1. Tôn đáy 2. Sống chính 3. Đà ngang đáy
• Chiều cao tiết diện sống chính
Trừ trường hợp được Đăng kiểm chấp nhận đặc biệt, chiều cao tiết diện sống chính: hsc ≥ B/16 và hsc > 700(mm).
• Chiều dày của tấm sống chính
- Tàu L < 90 (m): Chiều dày của tấm sống chính phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau: tsc ≥0,05L+6 (mm) (3.8)
- Tàu L ≥ 90 (m): Chiều dày của tấm sống chính tính theo công thức sau đây tsc ≥C1’d0 + 2,5 (mm) (3.9)
Trong đó:
S1: Khoảng cách các mã hoặc nẹp đặt ở sống chính hoặc sống phụ (m) do: Chiều cao tiết diện sống tại điểm đang xét (m). Tuy nhiên, nếu có các nẹp nằm đặt theo chiều cao tiết diện sống thì do là khoảng cách từ nẹp nằm đến tôn bao đáy hoặc tôn đáy trên hoặc là khoảng cách giữa các nẹp nằm (m).
C1’: Hệ số tùy thuộc vào tỉ số S1/do cho ở bảng (3.3). Với các trị số trung gian của S1/do thì C1' được tính theo phép nội suy tuyến tính.
Bảng 3.3 S1/do 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,2 1,4 1,6 Sống chính 4,4 5,4 6,3 7,1 7,7 8,2 8,6 8,9 9,3 9,6 9,7 C1’ Sống phụ 3,6 4,4 5,1 5,8 6,3 6,7 7,0 7,3 7,6 7,9 8,0 3.1.3.5. Sống phụ • Bố trí: (Xem hình 3.3)
- Ở đoạn (L1≥0,5 L) giữa tàu các sống phụ phải được đặt sao cho khoảng cách từ sống chính đến sống phụ trong cùng, khoảng cách giữa các sống phụ, khoảng cách từ sống phụ ngoài cùng đến sống hông: Ssp ≤4,6(m).
- Ở đoạn đáy gia cường mũi tàu quy định các sống phụ và nửa sống phụ phải được đặt như yêu cầu.
các sống phụ và nửa sống phụ bổ sung.
• Chiều dày tấm sống phụ
- Tàu L < 90 (m): Chiều dày của tấm sống phụ phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức: tsp ≥0.65 L + 2,5 (mm) (3.10)
Trong buồng máy chiều dày tấm sống phụ phải được tính theo công thức: tsp ≥0.65 L + 4 (mm) (3.11)
- Tàu L ≥ 90 (m): Chiều dày của tấm sống phụđược tính theo công thức (3.9)
3.1.3.6. Đà ngang đặc • Vị trí của đà ngang đặc 1. Đà ngang đáy đặc 2. Tôn đáy 3. Đà dọc đáy Hình 3.5: Kết cấu đà ngang đáy đặc
- Đà ngang đặc phải được đặt cách nhau: Sndd ≤3,5 (m).
- Thêm vào yêu cầu ởtrên, đà ngang đặc còn phải được đặt ở những vị trí sau đây: + Trong vùng quy định từ vách mũi đến mút sau của đoạn đáy gia cường mũi tàu quy định trên.
+ Ở mỗi mặt sườn trong buồng máy chính, tuy nhiên, nếu đáy đôi được kết cấu theo hệ thống dọc thì ở ngoài vùng bệ máy đà ngang đặc có thể được đặt cách nhau 2 khoảng sườn.
1
2 3
+ Dưới bệổ chặn và bệ nồi hơi.
- Đà ngang kín nước phải được đặt sao cho sự phân khoang của đáy đôi tương hợp với sự phân khoang của tàu.
• Chiều dày của đà ngang đặc
- Tàu L < 90 (m): Chiều dày của đà ngang đặc phải không nhỏ hơn trị số tính theo các công thức sau đây:
Đáy tàu kết cấu theo hệ thống ngang: tndd ≥0.6 L+2,5 (mm) (3.12) Đáy tàu kết cấu theo hệ thống dọc: tndd ≥0.7 L+2,5 (mm) (3.13) - Tàu L ≥ 90 (m): Chiều dày của đà ngang đặc phải không nhỏ hơn trị số tính theo các công thức sau đây:
3 1 ' 2 2 0 2 ) 5 , 2 ( 6 , 8 − ≥ t C d H tndd + 2,5 (mm) (3.14) Trong đó:
H: Trị số tính theo công thức sau đây:
(1) Nếu ở đà ngang đặc có những lỗ nhỏ không được gia cường bồi thường thì H được tính theo công thức sau đây:
4,0 1,0 1 1 − = S d H (3.15)
Với d1: Chiều cao của lỗ nhỏ không có gia cường bồi thường đặt ở phần trên và phần dưới của đà ngang đặc, lấy trị số nào lớn hơn (m).
- Tuy nhiên nếu d1/S1 ≤0,5 thì H =1,0.
(2) Nếu ở đà ngang đặc có những lỗ khoét không có gia cường bồi thường thì H được tính theo công thức sau đây: H =0,5θ/d0+1,0 (3.16)
Vớiθ: Là đường kính lớn của lỗ khoét (m).
(3) Nếu ởđà ngang đặc các lỗ khoét và lỗ nhỏ không có gia cường bồi thường thì: H = (1) ×(2) (3.17)
(4) Trừ các trường hợp (1), (2) và (3): H = 1,0. C2': hệ số cho ở bảng (3.4)
Bảng 3.4
£ 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,2 ³ 1,4
64 38 25 19 15 12 10 9 8 7
do: Chiều cao tiết diện sống tại điểm đang xét (m). Tuy nhiên, nếu có các nẹp nằm đặt theo chiều cao tiết diện sống thì do là khoảng cách từ nẹp nằm đến tôn bao đáy hoặc tôn đáy trên hoặc là khoảng cách giữa các nẹp nằm (m).
t1: Chiều dày tính theo công thức (3.6)
3.1.3.7. Đà ngang hở
• Bố trí: Nếu đáy đôi kết cấu theo hệ thống ngang thì ở khoảng giữa các đà ngang đặc tại mỗi mặt sườn phải đặt đà ngang hở theo yêu cầu.
Hình 3.6: Đà ngang đáy hở
• Kích thước của dầm ngang đáy dưới và dầm ngang đáy trên. - Tàu L < 90 (m):
+ Mô đun chống uốn của tiết diện dầm ngang đáy dưới phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau đây:
Wu ≥CShl2 (cm3) (3.18)
+ Mô đun chống uốn của tiết diện dầm ngang đáy trên:
Wu ≥0,85CShl2 (cm3) (3.19)
- Tàu L ≥ 90 (m): + Mô đun chống uốn của tiết diện dầm ngang đáy dưới phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức (3.18)
+ Mô đun chống uốn của tiết diện dầm ngang đáy trên phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau đây:
Wu ≥ C’Shl2 (cm3) (3.20) Trong đó:
h: Tính theo công thức sau: h= d + 0,026 L (m) (3.21) C = 3,33÷6,67: Hệ số tùy theo quy định
S: Khoảng cách các dầm ngang đáy dưới (m).
l: Khoảng cách giữa các mã liên kết với sống chính và các mã liên kết với sống hông (m). Nếu đáy có sống phụ thì l là khoảng cách lớn nhất trong các khoảng cách từ nẹp đứng gia cường sống phụđến mã.
C’: Hệ số: + 6,0: Nếu không có thanh chống thẳng đứng quy định. + 3,6: Nếu có thanh chống thẳng đứng quy định 3.1.3.8. Tôn Vỏ 1. Dải tôn giữa đáy 2. Các tấm tôn đáy 3. Dải tôn hông 4. Các tấm tôn mạn 5. Dải tôn mép mạn Hình 3.7: Tôn vỏ 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5
• Tôn đáy trên
- Tàu L < 90 (m): Chiều dày tôn đáy trên không nhỏ hơn giá trị tính sau và tăng thêm 2 mm đối với tấm tôn giữa (tôn K)
δdtr ≥3.8S d +2.5 (mm) (3.22) S: Khoảng cách giữa các đà ngang đáy (m)
d: Chiều chìm trung bình (m)
- Tàu L ≥ 90 (m): Chiều dày của tôn đáy trên phải không nhỏ hơn trị số tính theo các công thức sau đây, lấy trị số nào lớn hơn:
2.5 1000 0 2 + ≥ d d CB dtr δ (mm) (3.23) Hoặc: δdtr ≥C'S h +2,5 (mm) (3.24) Trong đó: d0: Chiều cao tiết diện sống chính (m).
S: Khoảng cách giữa các dầm dọc đáy trên nếu là hệ thống kết cấu dọc hoặc khoảng cách các sườn nếu là hệ thống kết cấu ngang (m).
h: Khoảng cách thẳng đứng từ mặt tôn đáy trên đến boong thấp nhất đo ở đường tâm tàu.
lH: Chiều dài của khoang (m). C.C’: Hệ số
• Tôn đáy dưới:
Chiều dày tôn đáy dưới phải không nhỏ hơn trị số theo công thức sau:
δdd ≥4,7S d+0.035L+2.5 (mm) (3.25)
• Chiều rộng dải tôn giữa đáy:
- Tàu L < 90 (m): Chiều rộng dải tôn giữa đáy không được nhỏ hơn giá trị tính ở công thức sau:
b = 4,5L + 775 (mm) (3.26)
không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau đây:
b = 2L + 1000 (mm) (3.27)
• Tôn bao đáy ởđoạn đáy gia cường mũi tàu:
Chiều dày tôn bao đoạn đáy gia cường mũi tàu ởđiều kiện dằn có chiều chìm mũi không lớn hơn 0,025L không được nhỏ hơn giá trị sau:
t≥1,34S L+2,5 (mm) (3.28)
• Tôn bao mạn:
- Tôn bao mạn dưới boong tính toán:
Chiều dày tối thiểu của tôn mạn dưới boong tính toán không được nhỏ hơn giá trị sau: δtm ≥0.044L+5.6 (mm) (3.29)
- Tôn bao mạn đoạn giữa tàu (trừ dải tôn mép mạn): Có chiều dày không được nhỏ hơn giá trị tính ở công thức sau:
δtmg ≥4,1.S. d+0.04L+2,5 (mm) (3.30) - Dải tôn mép mạn:
+ Chiều dày dải tôn mép mạn kề boong tính toán đoạn giữa tàu không nhỏ hơn 0,75 lần chiều dày mép boong tính toán và trong mọi trường hợp không nhỏ hơn chiều dày tôn mạn kề nó.
+ Chiều rộng dải tôn mép mạn không được nhỏ hơn giá trị sau:
bmm ≥ 0,004L + 0,39 (mm) (3.31)
Trong các công thức trên:
L: Chiều dài tàu (m)
d: Chiều chìm tàu (m) S: Khoảng cách sườn (m)
3.1.3.9. Boong 1. Tôn boong 2. Xà dọc boong 3. Xà ngang miệng hầm 4. Tôn mạn trong 5. Tôn mạn ngoài Hình 3.8: Kết cấu mạn – boong • Xà ngang boong
- Bố trí xà ngang boong: Xà ngang boong phải được đặt trong mỗi mặt sườn
- Tỷ số kích thước: Tỷ số chiều dài trên chiều cao tiết diện của xà ngang boong nên bằng hoặc nhỏ hơn 30 nếu là ở boong tính toán và nên bằng hoặc nhỏ hơn 40 nếu là ở boong chịu lực (boong ở dưới boong tính toán được coi là một cơ cấu chịu lực trong độ bền dọc của thân tàu) và ở boong thượng tầng
- Mô đun chống uốn của tiết diện xà ngang boong phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau:
Wu ≥0,43Shl2 (cm3) (3.32) Trong đó:
S: Khoảng cách giữa các xà ngang boong (m). h: Tải trọng boong quy định (kN/m2).
l: Khoảng cách nằm ngang từ đỉnh trong của mã xà đến sống dọc