L ỜI NÓI ĐẦU
3.2.4.4. Vách chống va
Theo 11.2.5[1]: Chiều dầy tôn và mô đun chống uốn của tiết diện nẹp phải
không nhỏ hơn giá trị tính theo công thức tính toán vách ở trên, h lấy tăng 25% so
Hình 3.8: Vách chống va phía mũi tàu
Chiều dầy tôn vách vách chống va t3.2S h2.5 = 11.25(mm), chọn t
= 14(mm)
Nẹp: Mô đun chống uốn của nẹp
Z = 87.11 x 1.25 = 108.89 (cm3)
Bảng chọn thép và kiểm tra bền kết cấu
Hình dạng thép chọn: Xem hình 3.2 Mép kèm của kết cấu:
+ Chiều dày: 14(mm) + Chiều rộng: min (
6
l
,
2
a
, 50S), với l = 5.78(m) là chiều dài nhịp đang
xét, a = 650(mm) là khoảng cách giữa các nẹp đứng của vách, S = 14(mm) là chiều
dầy của tấm mép kèm. Chiều rộng b = 325(mm).
Chọn kết cấu nẹp đứng của vách chống va là thép L 90 x 10/ 90 x 12, ta có:
Bảng 3.69: Mô men quán tính nẹp đứng vách chống va
Bản cánh 90 12
Bản thành 90 10
TT Fi (cm2) Zi (cm) FiZi(cm3) FiZi2(cm4) JO(cm4)
1 10.8 10.3 111.24 1145.77 1.30 2 9 5.2 46.80 243.36 60.75
3 45.5 0 0 0 7.43
S 65.3 158.04 1458.61
Tính toán tương tự công thức (3.9), (3.10), (3.11), (3.12) với các số liệu từ
bảng 3.69 ta có:
Bảng 3.70: Mô đun chống uốn nẹp đứng vách chống va
e = 2.42 cm Z = 8.48 cm I = 1076.12 cm4 W = 126.9 cm3 126.9 cm3 > 108.89 cm3 thỏa mãn yêu cầu quy phạm.
Vậy chọn kết cấu nẹp đứng đỡ vách là thép L 90 x 10/ 90 x 12.
Sống đứng: Mô đun chống uốn của sống đứng của vách:
Z = 273.24 x 1.25 = 341.55 (cm3)
Bảng chọn thép và kiểm tra bền kết cấu
Hình dạng thép chọn: Xem hình 3.4 Mép kèm của kết cấu:
+ Chiều dày: 14(mm) + Chiều rộng: min (
6
l
,
2
a
, 50S), vớil = 5.78(m) là chiều dài nhịp đang
xét, a = 650(mm) là khoảng cách giữa các nẹp đứng của vách, S = 14 là chiều dầy
của tấm mép kèm. Chiều rộng b = 325(mm).
Chọn kết cấu sống đứng của vách chống va là thép T 250 x 10/ 90 x 10, ta có:
Bảng 3.71: Mô men quán tính sống đứng vách chống va
Bản cánh 90 10
Bản thành 250 10
TT Fi (cm2) Zi(cm) FiZi(cm3) FiZi2(cm4) JO(cm4)
1 9 26.2 235.80 6177.96 0.75 2 25 13.2 330.00 4356.00 1302.08
3 45.5 0 0 0 7.43
S 79.5 565.80 11844.23
Tính toán tương tự công thức (3.9), (3.10), (3.11), (3.12) với các số liệu từ
bảng 3.71 ta có:
Bảng 3.72: Mô đun chống uốn sống đứng vách chống va
e = 7.12 cm Z = 19.58 cm I = 7817.44 cm4 W = 399.19 cm3 399.19 cm3 > 341.55 cm3 thỏa mãn yêu cầu quy phạm.
Vậy chọn kết cấu sống dọc đỡ vách là thép T 250 x 10/ 90 x 10.
Sống ngang: Mô đun chống uốn của sống ngang của vách:
Z = 243.83 x 1.25 = 304.79 (cm3)
Bảng chọn thép và kiểm tra bền kết cấu
Hình dạng thép chọn: Xem hình 3.4 Mép kèm của kết cấu:
+ Chiều dày: 14(mm) + Chiều rộng: min (
6
l
,
2
a
, 50S), với l = 5.78(m) là chiều dài nhịp đang
xét, a = 2500(mm) là khoảng cách giữa các sống ngang vách, S = 14(mm) là chiều
dầy của tấm mép kèm. Chiều rộng b = 700(mm).
Chọn kết cấu sống ngang vách chống va là thép T 200 x 10/ 90 x 12, ta có:
Bảng 3.73: Mô men quán tính sống ngang vách chống va
Bản cánh 90 12
Bản thành 200 10
TT Fi (cm2) Zi(cm) FiZi(cm3) FiZi2(cm4) JO(cm4)
1 10.8 21.3 230.04 4899.85 1.30 2 20 10.7 214.00 2289.80 666.67
3 98 0 0 0 16.01
S 128.8 444.04 7873.62
Tính toán tương tự công thức (3.9), (3.10), (3.11), (3.12) với các số liệu từ
bảng 3.73 ta có:
Bảng 3.74: Mô đun chống uốn sống ngang vách chống va
e = 3.45 cm Z = 18.45 cm I = 6342.79 cm4 W = 343.74 cm3 343.74 cm3 > 304.79 cm3 thỏa mãn yêu cầu quy phạm.
Vậy chọn kết cấu sống ngang đỡ vách là thép T 200 x 10/ 90 x 12.
3.2.4.5. Vách chống va dọc tâm tàu
Với những két có kích th ước lớn như két dằn mũi tàu để tránh sự ảnh hưởng của nước tới chế độ làm việc, tăng độ ổn định cho tàu cần thiết phải tăng cường thêm tấm vách dọc giữa tàu phía mũi. Ngoài ra tấm vách này còn gia cường
cho kết cấu mũi tàu và làm giảm ảnh hưởng tới tàu khi tàu va chạm hay gặp sự cố
trên hành trình của nó.
Theo 12.2.2[1]: Chiều dầy của tôn vách phải không nhỏ h ơn giá trị tính
theo công thức: t3.6S h 3.5 (3.54)
Trong đó:
+ S là khoảng cách giữa các nẹp vách, S = 0.6(m)
+ h là khoảng cách thẳng đứng đo từ chân của tấm vách đến trung điểm của
khoảng cách từ đỉnh của két tới đỉnh ống tràn, h = 10.39(m) t = 6.96(mm)
Chọn t = 8(mm)
Theo 12.2.3[1]: Mô đun chống uốn Z của tiết diện nẹp vách phải không
nhỏ hơn giá trị tính theo công thức:
2
7CShl
Trong đó: + l là chiều dài nhip nẹp đo tại các đế lân cận của nẹp kể cả chiều dài liên kết, hoặc l là khoảng cách từ chân của liên kết ở mút tới sống thứ nhất, hoặc là khoảng cách giữa các sống của vách, l = 2(m)
+ S là khoảng cách giữa các nẹp, S = 0.6(m) + h = 10.39(m) + C là hệ số cho ởbảng 2A/ 12.3[1], C = 1.5 Z = 261.83(cm3) Bảng chọn thép và kiểm tra bền kết cấu: Hình dạng kết cấu: Xem hình 3.2 Mép kèm của kết cấu:
+ Chiều dày: 8(mm) + Chiều rộng: min (
6
l
,
2
a
, 50S), vớil = 7(m) là chiều dài nhịp đang xét,
a = 600(mm) là khoảng cách giữa các nẹp vách, S = 8(mm) là chiều dầy của tấm
mép kèm. Chiều rộng b = 300(mm).
Chọn kết cấu nẹp vách là thép L 200 x 90 x 10, ta có:
Bảng 3.75: Mô men quán tính nẹp vách chống va giữa dọc tâm tàu
Bản cánh 90 10 Bản thành 200 10 Mép kèm 300 8 TT Fi (cm2) Zi(cm) FiZi (cm) FiZi2 (cm) JO(cm) 1 9.0 20.9 188.1 3931.3 0.8 2 20.0 10.4 208.0 2163.2 666.7 3 24.0 0 0 0 1.3 S 53.00 396.10 6763.19
Tính toán tương tự công thức (3.9), (3.10), (3.11), (3.12) với các số liệu từ
bảng 3.75 ta có:
Bảng 3.76: Mô đun chống uốn nẹp vách chống va giữa dọc tâm tàu
I = 3802.9 cm4 W = 273.07 cm3 273.07cm3 > 261.83 cm3 thỏa mãn yêu cầu quy phạm.
Vậy chọn kết cấu sống ngang đỡ vách là thép L 200 x 90 x 10.
3.2.5. Kết cấu phần mũi tàu
3.2.5.1. Sống mũi tấm:
Theo 2.1[1]:
Chiều dầy tấm sống mũi không nhỏ h ơn giá trị tính theo công thức sau:
3 50 5 . 1 L t (mm) (3.56) L = 136.6(m) là chiều dài tàu, tính toán ta có: t = 16.96(mm)
Chọn t = 18(mm)
Chiều dài tấm sống mũi theo ph ương dọc tàu tính bằng 2l, với l xác
định theo công thức:l = 0.75 L + 150 = 252.45 2l = 504.9, chọn 2l = 510(mm)
Sống mũi tấm phải được gia cường bằng các mã ngang cách nhau 1 mét, chiều dầy tấm mã gia cường chọn theo chiều dầy tôn boong phần 0.15L tính từ
mũi tàu, chiều rộng bằng chiều rộng của tấm sống mũi, kéo dài tới vách chống va,
t = 14(mm), b = 510(mm).
3.2.5.2. Gia cường chống va trước vách chống va
Theo 4.8[1]: Kết cấu và gia cường đáy phía mũi tàu.
- Từ vách chống va tới 0.05 L sau mút cuối của đoạn đáy gia c ường các sống
phụ phải đặt cách nhau không quá 2.5(m), chọn a = 1.95(m)
- Đà ngang đặc phải được đặt tại mỗi khoảng s ườn
- Đà ngang đặc phải được gia cường bằng các nẹp đứng tại vị trí các dầm
dọc đáy, chọn tấm 100 x 14 (mm x mm).
Theo 7.2[1]: Khoang mũi kết cấu theo hệ thống ngang, khoảng cách giữa các đà ngang đáy a = 0.6(m)
- Khoảng cách giữa các sống phụ không lớn h ơn 2.5(m), chọn bằng 1.95(m)
tương ứng với 3 khoảng sườn.
- Chiều dầy của đà ngang đáy, sống phụ phải không nhỏ h ơn giá trị tính theo
- Chiều dầy của sống chính t = 14(mm)
- Trong đoạn từ vách mũi đến mút cuối cuối của đoạn đáy gia c ường mũi
tàu, đà ngang đặc phải được đặt ở mỗi mặt sườn.
- Theo[9, tr 95]: Mô đun chống uốn của nẹp dọc tôn bao đáy không nhỏ h ơn
giá trị tính theo công thức:
Z = 0.53 pl2 (3.57)
Trong đó:
· l là khoảng cách giữa các đà ngang đặc,l = 0.6(m)
· = 0.774l = 0.464
· p là áp suất va đập của sóng tính theo công thức:
2 1 48 . 2 LC C p Tra bảng 3.77 ta có C1 phụ thuộc tỉ số L V = 1.16 C1= 0.2 Bảng 3.77: Trị số của C1 bảng 2-A/4.6[1] L V 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1 C 0.12 0.18 0.23 0.26 0.28 0.29 C2 =1.5 1.35 L V = 0.39
độ dốc của đáy tàu,
2 C ≤ 11.43 ≥ 43 . 11 2 C , chọn = 0.034 p = 774.42(Kpa)
Z = 68.62(cm3) < 217.14(cm3) mô đun chống uốn của dầm dọc đáy trên, vậy
chọn kết cấu dầm dọc đáy phía mũi tàu theo kết cấu dầm dọc đáy đã tính toán ở
trên.
3.2.6. Kết cấu phần thành miệng khoang hàng và nắp khoang hàng
3.2.6.1. Thành miệng khoang
Theo 18.2.2[1]: Chiều cao của thành miệng khoang từ mặt trên của boong ít
Do nắp hầm hàng chọn kiểu lăn ra hai mạn n ên để có thể thao tác đi lại khi
tàu xếp dỡ hàng thì chọn chiều cao của thành miệng khoang là 2(m).
Theo 18.2.3[1]: Chiều dầy của thành miệng khoang phải đối với tàu có chiều
dài lớn hơn 100(m) thì t = 11(mm), chọn t = 12(mm)
+ Chọn nẹp gia cường có quy cách L 200 x 90 x 10 cách tôn boong 1(m)
+ Các mã theo chiều dọc phải đặt cách nhau không quá 3(m), chọn khoảng
cách giữa các mã theo chiều dọc tàu a = 2.1(m), chiều dầy của tấm chọn t =
12(mm), chiều rộng chân tấm b = 650(mm), chiều rộng đỉnh tấm b = 500(mm); theo
chiều ngang tàu a = 2.6(m), chiều dầy của tấm chọn t = 12(mm), chiều rộng chân
tấm b = 700(mm), chiều rộng đỉnh tấm b = 500(mm).
3.2.6.2. Nắp khoang hàng
Hình 3.9: Nắp khoang hàng
Yêu cầu về nắp hầm hàng thiết kế: Loại nắp kháng thời tiết, kiểu lăn, vận
hành bằng hệ thống thanh răng, bánh răng làm việc nhờ hệ thống thủy lực .
Số tấm : Hai tấm cho mỗi hầm hàng .
Khi mở hai tấm được kéo về hai bên mạn .
Nắp hầm hàng phải đảm bảo tính kín nước giữa các nắp hầm hàng và
giữa các nắp hầm với thành miệng hầm hàng .
Chiều dài mỗi miệng hầm hàng: Lmiệng hầm = k1.LKH, với k1 là hệ số =
0,6÷0,8, chọn k1 = 0,7. LKH là chiều rộng của khoang hàng, tùy thuộc vào vị trí mỗi
khoang LKH khác nhau.
Chiều rộng mỗi miệng hầm hàng: Bmiệng hầm= k2.BKH với k2là hệ số =
0,35 ÷ 0,6, chọn k2 = 0,5. BKH = 20.8(m) là chiều rộng khoang hàng. Tính toán ta có chiều rộng các miệng hầm Bmiệng hầm= 10.4(mét).
Ta có kích thước của lần lượt các miệng hầm hàng theo vị trí các
khoang là:
Khoang 1 có chiều dài LKH = 16.6(m)
Khoang hàng 2, 3 có chiều dài LKH = 17.5(m) Khoang hàng 4, 5, 6 có chiều dài LKH = 16.8(m)
Nắp số Kích thước (LxB)(m)
1 11.3 x 10.4 2,3 12.6 x 10.4
4,5, 6 11.9 x 10.4
Theo 29.9.2[1]: Mô hình tải trọng
Tải trọng P (kN/m2) tác động nên nắp miệng khoang phải không nhỏ h ơn giá
trị tính theo công thức: P = 19.6 H (3.58) Trong đó: H = f b i d C L V A 1 1 0 14 . 0 (3.59) Với :
+ Ai là hệ số phụ thuộc vào chiều dọc của nắp miệng khoang, tra bảng 2A/
29.13 ta có: Ai = 2.16
+ V0 là vận tốc của tàu, V0 = 13.5(Hl/h) + Cb1 là hệ số béo thể tích, Cb1 = 0.75
+ df là khoảng cách thẳng đứng từ đ ường nước chở hàng mùa hè đến đỉnh
của thành miệng khoang, df = 2.75(m).
P = 81.98 (kN/m2)
Theo 29.9.3[1]: Tiêu chuẩn độ bền
Chiều dầy cơ bản của tấm nắp miệng khoang không đ ược nhỏ hơn trị số xác
định theo công thức r net P S t 88 . 17 1 (3.60) + S là khoảng cách các nẹp, S = 0.65(m) + P là tải trọng sóng
+ бr là giới hạn chảy của vật liệu, бr = 235(kN/mm2) tnet1 = 6.86(mm)
Theo 18.2.4.2[1]:
+ Đối với nắp miệng khoang bằng thép chiều dầy tôn không nhỏ h ơn 6(mm)
+ Không nhỏ hơn giá trị tính theo công thức:
5 . 2 25 . 1 S Kh t (3.61) Với - S là khoảng cách giữa các nẹp, s = 0.65(m)
- h là tải trọng giả định (kN/m2) do tác dụng của hàng hóa quy định, theo
18.2.4-2[1] h = 68 58 75 . 0 81 . 9 ' f L (3.62) L’f= 136.6, h =110.82
- K là hệ số được cho ở bảng 3.78, tùy thuộc vào vật liệu làm nắp hầm hàng, chọn K = 1
Tính toán t = 11.05(mm)
Vậy chọn chiều dầy tôn nắp miệng khoang chọn t = 12 (mm)
Bảng 3.78: Hệ số K bảng 2A/ 18.6[1]
Loại thép Thường HT 32 HT 36
K 1 0.78 0.72
Theo 18.2.4-1[1]: Kích thước của nẹp nắp miệng khoang bằng thép phải
Mô đun chống uốn của tiết diện Z = 2 1 1K'k Shl C (3.63) Trong đó: + S là khoảng cách giữa các nẹp, S = 0.65(m) + l là nhịp tự do của nẹp, l = 2.1(m) + h là tải trọng giả định
+ C1 được tra trong bảng 2A/18.1[1], C1 = 1.33
+ K’ là hệ số tra trongbảng 2A/18.4[1], tùy thuộc vào loại thép, K’ = 1
+ k1 là hệ số trabảng 2A/18.3[1], k1 = 4 . 0 7 8 . 0 2 . 3 1 (3.64) Với
- α = 1 là tỉ số giữa khoảng cách từ mút của đoạn hình trụ đến mút của xà tháo lắp
với chiều dài toàn bộ của xà tháo lắp.
- = 1 là tỉ số giữa mô men quán tính của tiết diện tại mút xà tháo lắp với mô
men quán tính của tiết diện giữa xà tháo lắp
- γ = 1 là tỉ số giữa mô đun chống uốn của tiết diện tại mút xà tháo lắp với mô đun chống uốn của tiết diện giữa xà tháo lắp.
k1 = 1.19 Z = 502.77(cm3)
Bảng chọn thép và kiểm tra bền kết cấu
Hình dạng thép chọn: Xem hình 3.2 Mép kèm của kết cấu:
+ Chiều dày: 12(mm) + Chiều rộng: min (
6
l
,
2
a
, 50S), với l = 11.3(m) là chiều dài nhịp đang
xét, a = 650(mm) là khoảng cách giữa các sống ngang vách, S = 12(mm) là chiều
dầy của tấm mép kèm. Chiều rộng b = 325(mm).
Chọn kết cấu nẹp của nắp miệng khoang là thép L 300 x 12/ 90 x 12, ta có:
Bản cánh 90 12 Bản thành 300 10 Mép kèm 325 12 TT Fi (cm2) Zi(cm) FiZi(cm3) FiZi2(cm4) JO(cm4) 1 10.8 31.2 336.96 10513.15 1.30 2 30 15.6 468.00 7300.80 2250.00 3 39 0 0 0 4.68 S 79.8 804.96 20069.93
Tính toán tương tự công thức (3.9), (3.10), (3.11), (3.12) với các số liệu từ
bảng 3.79 ta có:
Bảng 3.80: Mô đun chống uốn nẹp nắp miệng khoang hàng
e = 10.9 cm Z = 21.71 cm I = 11950.12 cm4 W = 550.37 cm3 550.37 cm3 > 502.77 cm3 thỏa mãn yêu cầu quy phạm.
Vậy chọn kết cấu nẹp dọc miệng khoang hàng là thép L 300 x 10/ 90 x 12.
3.2.7. Mã gia cường
Theo 1.1.15-1[1]: Kích thước của mã phải được xác định tùy theo chiều dài của cạnh liên kết dài hơn theo bảng 3.81.
Kết cấu phần khoang hàng cần gia cường tại vị trí sườn thường, giữa sống
dọc mạn với sườn phía 2 mạn trong v à ngoài. Kích thước này được chọn là mã phẳng có chiều dầy t = 8(mm)
Kết cấu phần mũi tàu mã được đặt tại các vị trí: Sườn với đáy, sườn với các sàn, sườn với kết cấu trên boong, giữa các nẹp của vách với kết cấu của sàn, kết cấu
của boong…Chọn kích th ước mã theo chiều dài của kết cấu lớn nhất là dầm dọc
mạn có L = 300(mm), chọn chiều dầy của mã là 8(mm).
Tại vị trí của sườn khỏe vùng mũi có chiều dài 800(mm), theo 1.1.15 -4 cạnh
tự do của mã gia cường bằng tấm bẻ có quy cách chọn theo bảng 3.81 là 10.5(mm), chọn t = 12(mm)
Bảng 3.81: Mã Bảng 2A/ 1.3[1]
Đơn v ị: mm
Chiều dầy Chiều dầy
Chiều dài của cạnh liên kết dài hơn Mã phẳng Mã có mép Chiều rộng mép
Chiều dài của cạnh liên kết dài hơn Mã phẳng Mã có mép Chiều rộng mép 150 6.5 - - 700 14.0 9.5 70