CHƯƠNG 5. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CƠ CẤU THÂN TÀU
1. Đà ngang đáy, dầm ngang đáy
Chiều cao đà ngang đáy bằng chiều cao đáy đôi và không nhỏ hơn 0,8m Tàu sông
Mô đuyn chống uốn của tiết diện đà ngang đáy có mép kèm : W =4,2.K1K2B12d1(d +r+m) ( cm3)
Trong đó:
d1(m) – khoảng cách đà ngang đáy, là bội số của khoảng sườn có trị số tối đa d1 = 1,2m ( đáy đơn ) với tàu chở hàng trên boong
d1 = 1,8m ( đáy đôi ) với tàu chở hàng trên boong d1 = 2,4m với tàu khách và tàu hàng lỏng.
d1 = 2,0m ở ngoài vùng dưới miệng khoang hang của tàu hang khô và các loại tàu khác.
B1(m) – khoảng cách lớn nhất của các vách dọc hoặc từ vách dọc đến mạn Nếu có 3,4 vách dọc thì
1 B3 B ≥ Nếu có 5 vách dọc thì
1 B4 B ≥
Nếu không có vách dọc thì B1 =B d(m) – chiều chìm tàu tại tiết diện đang xét
m – trị số tính phụ thuộc cấp tàu: m = 0,6 với tàu SI
m = 0,9 với tàu SII
r(m) – nửa chiều cao sóng định cấp r = 1m với tàu SI
r = 0,6m với tàu SII
K1 và K2 - hệ số tra bảng 3.4 và 3.5 Lk (m) – khoảng cách các vách ngang
Bảng 3.4 Hệ số K2
D
B1 Có sườn khỏe hoặc có sống đứng của vách dọc trong mặt phẳng của mỗi đà ngang đáy (với khoảng d1)
Không có sườn khỏe hoặc không có sống đứng của vách dọc trong mặt phẳng của mỗi đà ngang đáy (với khoảng cách d1)
1 0,9 1,0
2 0,6 1,0
3 0,5 1,0
Nếu đà ngang đặt tại mỗi mặt sườn thì K2 = 1 và d1= a
Bảng 3.5 Hệ số K1
1 sống đáy ≥ 3 sống đáy
B1
Lk
Có sườn khỏe Không sườn khỏe B1
Lk
Có sườn khỏe Không sườn khỏe
0,7 0,80 0,90 0,7 0,55 0,65
0,8 0,90 1,00 0,9 0,60 0,70
≥0,9 1,00 1,00 1,1 0,65 0,75
1,3 0,70 0,80
1,5 0,75 0,90
1,7 0,80 1,10
1,9 0,90 1,10
2,1 1,00 1,10
Trong hệ thống kết cấu ngang của đáy, nếu đà ngang đáy không đặt ở mỗi mặt sườn thì tại mỗi mặt sườn còn lại phải đặt dầm ngang đáy. Với tàu đáy đôi, dầm ngang đáy gồm dầm ngang đáy trên và dầm ngang đáy dưới liên tục và liên kết với nhau bằng mã đặt ở các sống đáy, ở vách dọc và ở sống hông hoặc có thể liên kết với nhau bằng những thanh chống đặt ở giữa nhịp.
Mô đuyn chống uốn của tiết diện dầm ngang đáy có mép kèm :
W =7,5.a.c12(d +r+m) ( cm3) – tàu đáy đơn W =7,5.k.a.c12D1 ( cm3) – Dầm ngang đáy trên tàu đáy đôi
W =91.a.c1 ( cm3) - Dầm ngang đáy trên tàu hàng rời W =7,5.k.a.c12(d+r+m) ( cm3) – Dầm ngang đáy dưới tàu đáy đôi
Trong đó: a(m) – khoảng sườn
c1(m)- khoảng cách lớn nhất giữa các sống đáy đến vách dọc hoặc từ sống
đến mạn.
d(m) , r và m như trên
D1(m)- chiều cao mạn tại tiết diện đang xét
k- hệ số: k = 1,0 nếu không có thanh chống ở giữa nhịp
k = 0,6 nếu có thanh chống
Tàu biển
Khoảng cách chuẩn của đà ngang đặc:
S = 450 + 2L (mm) nếu đáy kết cấu hệ thống ngang S = 3,5m nếu đáy kết cấu hệ thống dọc.
Mô đuyn chống uốn tiết diện ngang đà ngang: W = 4,27.S.h.l2 (cm3) Trong đó: S(m) là khoảng cách giữa các đà ngang đáy
h = max ( d ; 0,66D )
Chiều cao tiết diện ở đường tâm tàu : dO ≥ 0,0625.l (m) Chiều dày bản thành đà ngang đặc: t = max (t1;t2) t1= 12mm với tàu đáy đơn t2 = 10dO+4 (mm)
( )mm
B y d d
d B C S
t 2 2,5
1 2 0
1 ⎟+
⎠
⎜ ⎞
⎝
⎛
− ′′
= ′ với tàu đáy đôi có L > 90m
8,6.3 (1 2,5) 2,5
2 02 2
2 − +
= ′ t
C d
t H (mm)
t = 0,6 L+2,5( )mm HTKC ngang tàu có L≤ 90m t = 0,7 L+2,5( )mm HTKC dọc tàu có L≤ 90m t = 0,035.L+5 (mm) HTKC ngang vùng khoang máy t = 0,035.L+6 (mm) HTKC dọc vùng khoang máy
Chiều dày bản thành đà ngang ở buồng nồi hơi tăng 2 mm, ở bệ máy chính tăng 4 mm Với: l(m) là chiều dài nhịp giữa các đỉnh của mã sườn đo ở giữa tàu rồi cộng thêm 3m hoặc khoảng cách mép trong của hai mã hông tại hai bên mạn + 0,3 m Nếu đà ngang cong thì chiều dài l phải được điều chỉnh hợp lý .
B’(m) và B’’(m) – Khoảng cách giữa các đường đỉnh mã hông đo ở mặt tôn đáy trên ở đoạn giữa tàu và ở tại vị trí của đà ngang đặc
y(m) – khoảng cách theo phương ngang từ đường tâm tàu đến điểm xét.
Tuy nhiên nếu 4 y B′′
< thì lấy 4 y B′′
= , nếu 2 y B′′
≥ thì lấy 2 y B′′
=
d0(m) và d1(m) – chiều cao của tiết diện đà ngang đặc và lỗ khoét tại điểm xét.
C2 – Hệ số tra bảng tùy thuộc vào lH
B
lH(m) – chiều dài của khoang ; S1(m) – Khoảng cách nẹp H – trị số tính toán theo công thức sau:
8. Nếu ở đà ngang đặc có những lỗ nhỏ không có gia cường 1
4
1 1 −
= S
H d , Tuy nhiên nếu
1 1
S
d ≤ 0,5 thì H = 1,0
d1(m) – 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 lớn hơn.
2. Nếu ở đà ngang đặc có những lỗ khoét không có gia cường
0,5 1,0
0
+
= d
H φ ( φ(m) – đường kính lớn của lỗ khét) 3. Nếu ở đà ngang đặc các lỗ khoét và lỗ nhỏ không có gia cường
1 4 1 5 , 0
1 1 0
⎟⎟ −
⎠
⎜⎜ ⎞
⎝
⎛ +
= S
d
H dφ
H = 1,0 với các trường hợp còn lại.
Bảng 3.6 Hệ số C2
lH
B ≥ < 0,4
0,4 0,6
0,6 0,8
0,8 1,0
1,0 1,2
1,2
Hệ thống kết cấu dọc Khi đà ngang
đặc đặt tại mỗi mặt sườn
0,029 0,027 0,024 0,022 0,019 0,017 C2 HTKC
ngang Các trường
hợp còn lại 0,020 0,019 0,017 0,015 0,013 0,012
Bảng 3.7 Hệ số C2‘
0 1
d
S ≤ 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,2 ≥ 1,4
C2‘ 64 38 25 19 15 12 10 9 8 7
Trị số trung gian của
0 1
d
S thì C2‘ được tính theo phép nội suy tuyến tính.
Chiều dày bản mép > chiều dày bản thành : tbm = tt + 2 (mm)
Chiều rộng bản mép đảm bảo đủ ổn định ngang: bbm ≥ 85,4 dO.l (mm) ( Với l (m) là khoảng cách giữa các gối tựa hoặc mã chống vặn ) Diện tích tiết diện bản mép : Fbm≥ d t
do hl S
. t 3 . 5 1000
7 , 42
0 2
− (cm2) Đà ngang khung
Mô đuyn chống uốn của tiết diện dầm ngang đáy dưới:
W =C.S.h.l2( )cm3 (3.49)
Mô đuyn chống uốn của tiết diện dầm ngang đáy trên :
W =0,85.C.S.h.l2 ( )cm3 với tàu có L ≤ 90m
W =C′.S.h.l2 ( )cm3 với tàu có L > 90m Trong đó:
l(m)- khoảng cách giữa mã liên kết với sống chính và mã liên kết với sốnghông Nếu đáy có sống phụ thì l là khoảng cách lớn nhất trong các khoảng cách từ nẹp đứng gia cường sống phụ đến mã.
h = d + 0,026.L’ (mH2O) – tải trọng tính toán S = khoảng cách các dầm ngang đáy dưới C - Hệ số được xác định như sau:
Với đà ngang khung không có thanh chống thẳng đứng
C = 6,0 khi L ≤ 90m
C = 6,67 khi L > 90m
Với đà ngang khung có thanh chống thẳng đứng nằm dưới két sâu và những két có thể bị trống khi tàu đủ tải
C = 4,4 khi L ≤ 90m
C= 4,17 khi L > 90m
Với đà ngang khung có thanh chống thẳng đứng ở những chỗ khác
C = 2,9 khi L ≤ 90m
C = 3,33 khi L> 90m
C’ – Hệ số: C’= 6,0 nếu không có thanh chống thẳng đứng C’= 3,6 nếu có thanh chống thẳng đứng