Thiết kế theo quy phạm phân cấp và đóng tàu

MỤC LỤC Lời nói đầu 02 1. GIỚI THIỆU CHUNG 03 1.1. Công dụng, vùng hoạt động, quy phạm áp dụng .0 3 1.2. Các thông số cơ bản và tỷ số kích thước của tàu . 03 1.3. Lựa chọn hệ thống kết cấu 03 2. KHOẢNG CÁCH SƯỜN VÀ SƠ ĐỒ PHÂN KHOANG .04 2.1. Khoảng cách sườn 04 2.2. Sơ đồ phân khoang .04 3. TÍNH CHỌN KẾT CẤU. 05 3.1. Xác định tải trọng boong 05 3.1.1. Boong thời tiết .05 3.1.2. Boong vuông kiểu thượng tầng lầu .07 3.2. Chiều dài tôn bao 07 3.2.1. Tôn bao 07 3.2.2. Tôn boong 08 3.2.3. Tôn vách .09 3.3. Kết cấu khoang hàng .09 3.3.1.Vách ngang 09 3.3.2. Dàn boong .13 3.3.3. Dàn mạn 16 3.2.4. Dàn đáy .20 3.4. Kết cấu khu vực mũi tàu . 25 3.4.1. Dàn boong .25 3.4.2. Dàn mạn vùng khoang mũi 28 3.2.3. Vách ngang .30 3.5.Kết cấu khoang máy . .33 3.5.1. Dàn đáy 33 3.5.2. Dàn mạn .34 3.5.3. Dàn boong 36 3.6. Kết cấu vùng đuôi tàu .39 3.6.1.Dàn boong vùng đuôi tàu 39 3.6.2. Dàn mạn vùng đuôi tàu 41 3.6.3. Dàn đáy .42 3.6.4. Vách ngang .42 3.6.5. Kết cấu sống đuôi tàu . 44 @@@ .@@@ Lời nói đầu Trong những năm gần đây dung tích đội tàu vận tải của nước ta tăng lên không ngừng nhằm đáp ứng nhu cầu về vận tải hàng hóa. Các mặt hàng chuyên chở rất đa dạng về chủng loại: Dầu thô, khí hóa lỏng, hàng rời, hàng khô, Container Hiện nay, Tàu chở hàng chiếm một tỷ trọng rất lớn, khoảng 50% số lượng tàu vận tải của đội tàu trên thế giới và sức chở không lớn lắm khoảng 4000 dwt đến 10000 dwt, lớn nhất là tàu hàng sức chở 20000 dwt. Nhóm tàu này thường được bố trí nhiều khoang hàng với hệ thống nắp đậy có thể đóng mở được và có các hệ thống cần trục điều khiển bằng điện hay thủy lực để có thể chuyên chở nhiều loại hàng khác nhau Kết cấu thân tàu thủy là một môn học quan trọng được ví như là “xương sống” trong trương trình đào tạo kỹ sư ngành đóng tàu. Kết cấu thân tàu nghiên cứu các hệ thống kết cấu và đặc điểm các chi tiết kết cấu thân tàu. Và mục đích cuối cùng là giúp cho sinh viên thực hiện được yêu cầu đọc được bản vẽ kết cấu và tính toán thiết kế kết cấu theo quy phạm. Yêu cầu quan trọng của việc thiết kế kết cấu là nghiên cứu các phương pháp lựa chọn hình dáng kết cấu, xác định kích thước, tính toán tối ưu kích thước, bố trí hợp lý các kết cấu và liên kết của thân tàu để đảm bảo tàu hoạt động an toàn trong môi trường khắc nghiệt đó. Có nhiều phương pháp thiết kế kết cấu thân tàu và một phương pháp thiết kế kết cấu đảm bảo bền, an toàn, đạt hiệu quả và rút ngắn thời gian là thiết kế theo quy phạm phân cấp và đóng tàu. Qua những kiến thức đã học cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo bộ môn cùng sự cộng tác của các bạn trong nhóm, nhóm em đã hoàn thành bài tập này. Mặc dù đã rất cố gắng nhưng do kiến thức còn hạn chế và đây là lần đầu tiên thực hiện việc tính toán thiết kế kết cấu nên khó tránh khỏi sai sót. Rất mong nhận được sự góp ý của thầy giáo và các bạn. Nhóm em xin chân thành cảm ơn ! Nha Trang , ngày 5 tháng10 năm 2011

doc46 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 08/06/2013 | Lượt xem: 2081 | Lượt tải: 4download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Thiết kế theo quy phạm phân cấp và đóng tàu, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
5 12 Vách ngang được kết cấu theo hệ thống ngang, gồm có các nẹp đứng, sống đứng và sống nằm với quy cách của các chi tiết kết cấu được lựa chọn như sau : Nẹp đứng L 125x75x10 Sống đứng T Sống nằm T Khoảng cách giữa các chi tiết kết cấu của vách ngăn được lựa chọn như sau : - Khoảng cách giữa các nẹp đứng, giữa nẹp đứng với sống đứng s = 0,7 (m) - Khoảng cách giữa các sống đứng của vách là s = 2,1 (m) - Chiều cao thẳng đứng của sống nằm vách tính ở tâm tàu h = 2,8 (m) 1.Nẹp đứng 2.Sống đứng 3.Sống nằm 2.Sống đứng 3.Sống nằm Hình 2.3 : Sơ đồ bố trí các kết cấu của vách ngăn ngang của khoang hàng Phần dưới đây tính toán kiểm tra lại quy cách kết cấu lựa chọn theo yêu cầu Quy phạm. Nẹp đứng vách Theo điều 27.5.2 của Quy phạm, giá trị môđun chống uốn của tiết diện nẹp vách không được nhỏ hơn giá trị tính theo công thức sau đây : W0 = 125.C.S.h.l2 = 172,93 (m4). trong đó : S - khoảng cách giữa các nẹp đứng, S = 0,7 (m) l - chiều dài nhịp nẹp đo giữa các đế lân cận nẹp kể cả chiều dài của liên kết, l = 2,8 m. h - khoảng cách thẳng đứng từ trung điểm l, là nẹp đứng đến đỉnh của boong vách đo ở đường tâm tàu, h = 8,013 (m) . C - hệ số phụ thuộc vào L, chọn C= 1. C== 0,056, k = 1. C- phụ thuộc vào độ cứng của 2 nút nẹp được tra theo bảng 2A/27.2, C = 0,7. Mép kèm S = 10 mm nên chọn chiều rộng mép kèm b = min (0,2.l ; S) = 700 mm. Chọn b = 700 mm Chọn quy cách nẹp đứng vách là L125x75x10 Bảng tính chọn thép: STT Quy cách Fi (cm2) Zi (cm) Fi.Zi (cm3) Fi.Zi2 (cm4) io (cm4) 1 700x10 70 0,5 35 17,5 6,667 2 125x75x10 19 10,63 201,97 2146,94 360 å A = 89 B = 236,97 C = 2531.11 3.Sống nằm Từ kết quả trong bảng tính trên có thể xác định được các đại lượng như sau : e = B/A = 2,66 (cm) Zmax = 10,63 (cm) J = C - e2.A = 1901,38(cm4) W = J/Zmax = 178,87 cm4 DW = < 5% Như vậy, quy cách nẹp đứng của vách lựa chọn ở trên thỏa mãn được yêu cầu của Quy phạm Sống đứng vách Theo điều 27.6.5 của Quy phạm, giá trị môđun chống uốn của tiết diện sống vách không được nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau đây : W = 7,13.C.k.Shl = 5589,85 (cm3) trong đó : C- hệ số phụ thuộc vào L, chọn C= 1. k – hệ số vật liệu phụ thuộc vào loại thép, chọn k = 1. S - chiều rộng vùng mà sống phải đỡ, bằng khoảng cách giữa hai sống đứng, S = 2,8(m) l - chiều của sống được xác định theo công thức sau: l = k.l = 10,054 m. l – chiếu dài của toàn bộ sống, l = 12,412 m. k- hệ số hiệu chỉnh do mã được xác định theo công thức sau k= 1 - = 0,81 và là chiều dài cạnh mã tại các mút tương ứng của sống ngang. = 2,5.h = 2 m. b = 2.h = 1,6 m. h: chiều cao tiết diện sống ngang boong. h = 700 mm. h - khoảng cách thẳng đứng từ trung điểm l, là sống đứng đến đỉnh boong vách đo ở đường tâm tàu(m), lấy h = 6,3304 (m). Mép kèm S = 12 mm Þ b = min (0,2.l ; S) = 700 mm, chọn b = 700 mm. Trên cơ sở đó chọn sống đứng vách có quy cách T . Bảng tính chọn thép STT Quy cách Fi (cm2) Zi (cm) Fi.Zi (cm3) Fi.Zi2 (cm4) io (cm4) 1 450x12 54 101,26 5468,04 553693,73 18,77 2 1000x12 120 51,2 6144 314572,8 230400 3 700x12 84 0,6 50,4 30,24 38,88 å A = 258 B =11662,4 C = 1098754,42 Từ các kết quả trong bảng tính trên có thể xác định được các đại lượng sau : 2.Sống đứng 3.Sống nằm e = B/A = 45,2 (cm) Zmax = 101,26 (cm) J = C - e2.A = 571650,1 (cm4) W = J/Zmax = 5645,36 (cm4) DW = < 5% Như vậy, quy cách sống đứng vách lựa chọn thoả mãn yêu cầu của Quy phạm Sống nằm vách . Theo điều 27.6.5 của Quy phạm, giá trị môđun chống uốn của tiết diện sống vách không được nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau đây : W = 7,13.C.k.Shl = 8881,51 (cm3) trong đó : C- hệ số phụ thuộc vào L, chọn C= 1. k – hệ số vật liệu phụ thuộc vào loại thép, chọn k = 1. S - chiều rộng vùng mà sống phải đỡ, bằng khoảng cách giữa hai sống đứng, S = 2,8(m) l - chiều của sống được xác định theo công thức sau: l = k.l = 5,184 m. l – chiếu dài của toàn bộ sống, l = 6,4 m. k- hệ số hiệu chỉnh do mã được xác định theo công thức sau k= 1 - = 0,81 và là chiều dài cạnh mã tại các mút tương ứng của sống ngang. = 2,5.h = 2 m. b = 2.h = 1,6 m. h: chiều cao tiết diện sống ngang boong. h = 800 mm. h - khoảng cách thẳng đứng từ trung điểm l, là sống đứng đến đỉnh boong vách đo ở đường tâm tàu(m), lấy h = 6,3304 (m). Sống nằm vách có quy cách T (gia công hàn) Mép kèm S = 12 mm Þ b = min (0,2.l ; S) = 700 mm . Chọn b = 700 mm Bảng tính chọn thép STT Quy cách Fi Zi Fi.Zi Fi.Zi2 io (cm2) (cm) (cm3) (cm4) (cm4) 1 700x14 112 0,7 78.4 548.8 38,88 2 110x12 13.2 6,9 91.08 628.452 177.47 3 480x12 57.6 102,2 5886.72 601622.78 34,13 4 1000x12 120 51,4 6168 317035.2 14745,6 å A=302.8 B=1224,2 C=934831.32 2.Sống đứng 3.Sống nằm Từ kết quả trong bảng trên có thể tính các đại lượng e = B/A = 4.04 (cm) Zmax = 102.2 (cm) J = C - e2.A = 929889,14 (cm4) W = J/Zmax = 9098,72 (cm4) DW = Như vậy, quy cách sống nằm lựa chọn ở trên thoả mãn yêu cầu của Quy phạm 3.3.2.Dàn boong Dàn boong được kết cấu theo hệ thống dọc với khoảng cách giữa các xà dọc boong là S = 700 mm với sơ đồ kết cấu như mô tả trên hình 5.3 1.Vách ngang 2.Xà dọc boong 3.Sống ngang boong 4.Sống dọc boong 5. Xà ngang boong Hình 2.5 : Kết cấu khung dàn boong tàu Sống ngang boong . Theo điều 27.6.5 của Quy phạm, giá trị môđun chống uốn của tiết diện sống vách không được nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau đây : W = 7,13.C.k.Shl = 3182,54 (cm3) trong đó : C- hệ số phụ thuộc vào L, chọn C= 1. k – hệ số vật liệu phụ thuộc vào loại thép, chọn k = 1. S - chiều rộng vùng mà sống phải đỡ, bằng khoảng cách giữa hai sống ngang, S = 2 (m) l - chiều của sống được xác định theo công thức sau: l = k.l = 10.072 m. l – chiếu dài của toàn bộ sống, l = 12,412m. k- hệ số hiệu chỉnh do mã được xác định theo công thức sau k= 1 - = 0,81 và là chiều dài cạnh mã tại các mút tương ứng của sống ngang. = 2,5.h’ = 2000 mm = 2.h’ = 1600 mm h’: là chiều cao tiết diện sống ngang boong. h’ = 520 mm h - khoảng cách thẳng đứng từ trung điểm của S đến mép trên miệng khoang hàng: h = d + 0,038.l = 10,39 (m). chọn h = 2,2 m. Mép kèm S = 12 mm ; b = min (0,2l ; S) = 500 mm Bảng tính chọn thép STT Quy cách Fi (cm2) Zi (cm) Fi.Zi (cm3) Fi.Zi2 (cm4) io (cm4) 1 200x12 24 76,2 1828,8 139354,56 2,88 2 750x10 75 38,1 2857,5 108870,75 35156,25 3 500x12 60 0 0 0 7,2 4 å A = 159 B = 4686,3 C = 283391,64 Từ kết quả trong bảng có thể tính các đại lượng e = B/A = 2947 cm Zmax = 47,33 cm J = C - e2.A = 145269,58 cm4 W = J/Zmax = 3069,52 cm4 Dw = Quy cách trên thoả mãn yêu cầu của Quy phạm Xà dọc boong. Theo điều 8.3.1 của Quy phạm, môđun chống uốn của tiết diện xà dọc boong không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau: Z = 1,14.S.h.l = 133,66 cm3 trong đó : S - khoảng cách giữa các xà dọc boong (m), lấy S = 0.7 m h - tải trọng boong, tính theo bảng 4, lấy h =43,44 KN/m2 l - khoảng cách nằm ngang giữa các sống ngang hoặc từ sống ngang đến vách ngăn ngang (m), lấy l = 2(m). Xà dọc có qui cách L 125x125x10 Mép kèm S = 10 mm ; b = min (0,2l ; S) = 700 cm Bảng tính chọn thép STT Quy cách Fi (cm2) Zi (cm) Fi.Zi (cm3) Fi.Zi2 (cm4) io (cm4) 1 700x10 70 0,7 47 764,59 11,43 2 125x125x10 28,9 12,01 347,09 1851,94 422 å A = 98,9 B = 396,09 C = 3049,96 2.Sống đứng 3.Sống nằm Từ kết quả trong bảng có thể tính các đại lượng e = B/A = 4 cm Zmax = 9,9 cm J = C - e2.A = 3049,96 cm4 W = J/Zmax = 308,23 cm4 Dw = Sống dọc boong Theo điều 27.6.5 của Quy phạm, giá trị môđun chống uốn của tiết diện sống vách không được nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau đây : W = 7,13.C.k.Shl = 3182,54 (cm3) trong đó : C- hệ số phụ thuộc vào L, chọn C= 1. k – hệ số vật liệu phụ thuộc vào loại thép, chọn k = 1. S - chiều rộng vùng mà sống phải đỡ, bằng khoảng cách giữa hai sống dọc, S = 2 (m) l - chiều của sống được xác định theo công thức sau: l = k.l = 10,072 m. l – chiếu dài của toàn bộ sống, l = 12,412m. k- hệ số hiệu chỉnh do mã được xác định theo công thức sau k= 1 - = 0,81 và là chiều dài cạnh mã tại các mút tương ứng của sống ngang. = 2,5.h’ = 2000 mm = 2.h’ = 1600 mm h’: là chiều cao tiết diện sống ngang boong. h’ = 600 mm h - khoảng cách thẳng đứng từ trung điểm của S đến mép trên miệng khoang hàng: h = d + 0,038.l = 10,39 (m). chọn h = 2,2 m. Mép kèm S = 12 mm Þ chiều rộng mép kèm b = min(0,2l ; S) = 700 mm, chọn b = 700 mm. Bảng tính chọn thép STT Quy cách Fi (cm2) Zi (cm) Fi.Zi (cm3) Fi.Zi2 (cm4) io (cm4) 1 700x12 128 0 0 0 27,31 2 220x12 26,4 82,4 2900,18 97853,63 68266,67 3 800x12 78,8 82,4 4218,88 127369,97 10,92 4 110x12 -13,2 7,45 -139,46 -9246,67 -213,55 å A = 220 B = 8,85,82 C = 174897,66 2.Sống đứng 3.Sống nằm Từ kết quả trong bảng có thể tính các đại lượng e = B/A = 32,5 (cm) Zmax = 50,68 (cm) J = C - e2.A = 194667,52 (cm4) W = J/Zmax = 3841,35 (cm4) DW = = 0,58 % < 5 % Quy cách trên T thoả mãn yêu cầu của quy phạm 3.3.3.Dàn mạn Khung dàn mạn tàu được kết cấu theo hệ thống ngang gồm sườn thường, sườn khoẻ với khoảng cách sườn S = 500 mm, chiều dày tôn mạn tính ở phần trên là t = 12 mm 1.Tôn boong 2.Sườn thường 3.Sườn khỏe 4.Sống dọc mạn 5.Tôn đáy Hình 2.6 : Kết cấu khung dàn mạn Sườn thường thuộc khoang hàng trong vùng 0,15L = 14,96 m từ mũi đến vách chống va Theo điều 5.3.2.1 mômen chống uốn của tiết diện sườn ngang khoang : W = C.C.S.h.l2 = 382,75 (cm3) trong đó C : Hệ số tính theo công thức sau đây nhưng phải không nhỏ hơn 0,85. C= 1,25 - = 2,83 e - chiều cao cua mã hông đo từ mút dưới của l (m). C - hệ số có giá trị C = 1,813 S - khoảng cách sườn S = 0,5 m l - chiều dài nhịp, l = 2,8 m h - Khoảng cách thẳng đứng từ mút dưới của l tại vị trí cần đo đến điểm ở d + 0,038L phía trên của tôn giữa đáy. h = d + 0,038L - 2 = 14,57 m. Mép kèm S = 12mm Þ chiều rộng mép kèm b = min(0,2l ; S) = 500 mm, chọn b = 500 mm. Chọn sườn ngang boong có quy cách L125x125x14. Bảng tính chọn thép STT Quy cách Fi (cm2) Zi (cm) Fi.Zi (cm3) Fi.Zi2 (cm4) io 1 500x12 60 0,6 36 1034,22 7,2 2 125x125x14 33,4 12,21 407,81 1857,89 482 å A = 93,4 B = 443,81 C = 3381,31 Từ các số liệu trong bảng tính các đại lượng : e = B/A = 4,75 (cm) Zmax = 8,95 (cm) J = C - e2.A = 3381,31(cm4) W = J/Zmax = 377,87 (cm4) DW = = 1,29% < 5 % Chọn thép L125x125x14 làm sườn thường khu vực mũi là thoả mãn yêu cầu Quy phạm Sườn thuộc khoang hàng trong vùng 0,15L = 14,96 m đến vách đuôi. Theo điều 5.3.2.1, giá trị mômen chống uốn của tiết diện sườn ngang khoang hàng trong -vùng 0,15L = 11,47 m đến vách đuôi không được nhỏ hơn giá trị tính theo công thức : W = C. C.S.h.l2 = 497,575 (cm3) trong đó : C- hệ số có giá trị C = 1,3.C S, l, h tính tương tự như trên Mép kèm S = 12mmÞ chiều rộng mép kèm b = min(0,2l ; S) = 500 mm. Chọn b = 500 mm. Chọn sườn ngang boong có quy cách L 160x160x10 bảng tính chọn thép như sau : Bảng tính chọn thép STT Quy cách Fi (cm2) Zi (cm) Fi.Zi (cm3) Fi.Zi2 (cm4) io (cm4) 1 500x12 60 0,6 36 1644,52 11,43 2 160x160x10 34,4 15,41 530,1 3346,41 844 å A = 104,4 B = 579,1 C = 5846,36 2.Sống đứng 3.Sống nằm Từ các số liệu trong bảng tính các đại lượng e = B/A = 5,55 (cm) Zmax = 11,85 (cm) J = C - e2.A = 5846,36 (cm4) W = J/Zmax = 493,24 (cm4) DW = = 0,88 < 5 % Như vậy, chọn thép có quy cách L160x160x10 sườn thường khu vực này là thoả mãn yêu cầu của Quy phạm Sườn khỏe Theo điều 5.4.2/1 môđun chống uốn của tiết diện sườn khoẻ phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau đây : W = C.S.h.l2 = 24978,42 (cm3) trong đó : C - hệ số có giá trị C = 6,33 S - khoảng cách sườn khoẻ, S = 2 m l - khoảng cách thẳng đứng từ mặt trên của đà ngang đáy đến mặt trên cùng của sườn khoẻ , l = 10,912 m h - tải trọng tác dụng lên sườn khỏe ở chiều chìm toàn tải d = 9,92 m h = max (d + 0,044.L - 0,54 ; 1,43.l) = 16,57m Trên cơ sở đó, tiến hành chọn quy cách thép như sau : - Lấy mép kèm S = 12 mm Þ Chọn chiều rộng mép kèm b = min(0,2l ; S) = 500 mm. Chọn sườn khỏe có quy cách Tvà bảng tính chọn thép như sau : Bảng tính chọn thép STT Quy cách Fi (cm2) Zi (cm) Fi.Zi (cm3) Fi.Zi2 (cm4) io (cm4) 1 600x12 72 152,1 18252 277129,2 40 2 1500x12 180 76,1 22830 1737363 562500 3 500x12 60 0 0 0 44,37 å A = 320 B = 41082 C = 5076076,57 2.Sống đứng 3.Sống nằm Từ các số liệu trong bảng trên, có thể tính chọn các đại lượng như sau : e = B/A = 77,51 (cm) Zmax = 75,59 (cm) J = C - e2.A = 1891678,97 (cm4) W = J/Zmax = 25026,58 (cm4) DW = = 0,19% < 5% Như vậy, quy cách sườn khỏe được chọn như trên thoả mãn yêu cầu của Quy phạm Sống dọc mạn Theo điều 27.5.1-2, giá trị môđun chống uốn của tiết diện sống dọc mạn không được nhỏ hơn giá trị tính theo công thức sau : W = 100.C. C.S.h.l2 = 1369,51 cm3 trong đó : S - khoảng cách sống dọc mạn, S = 2,8 m l - khoảng giữa các sống ngang (m). l = 2 m. h - tải trọng tác dụng lên sống dọc mạn ở chiều chìm toàn tải d = 9,92 m h = d + 0,038.L = 16,57 m C1 - hệ số phụ thuộc vào L, chọn C1 = 1. C2 - hệ số phụ thuộc vào công thứ sau : =0,074 Trong đó : k – hệ số vật liệu phụ thuộc vào loại thép . chọn k = 1. = 10,5 Trên cơ sở đó, tiến hành chọn quy cách thép như sau : Lấy mép kèm S = 12 mm Þ Chọn chiều rộng mép kèm b = min(0,2l ; S) = 500 mm. Chọn sống dọc mạn có quy cách Tvà bảng tính chọn thép Bảng tính chọn thép STT Quy cách Fi (cm2) Zi (cm) Fi.Zi (cm3) Fi.Zi2 (cm4) io (cm4) 1 500x12 60 0.6 36 21.6 17,07 2 260x12 31.2 51,8 1616,16 83717.1 8,87 3 500x10 60 26,2 1572 41186,4 16666,67 4 24x10 -2,4 10,15 -24,36 -247,25 -606,69 å A = 148,8 B = 3199,8 C = 140763,77 2.Sống đứng 3.Sống nằm Từ các số liệu trong bảng trên tính chọn các đại lượng : e = B/A = 21,5 (cm) Zmax = = 51,8 (cm) J = C - e2.A = 71980,97 (cm4) W = J/Zmax = 1389,59 (cm4) DW = = 1,1,47% < 5% Như vậy, quy cách của sống dọc mạn chọn lựa ở trên thoả mãn được yêu cầu khoét lỗ để sườn thường có quy cách 125x125x14 chui qua. 3.3.4.Dàn đáy . Khung dàn đáy được kết cấu theo hệ thống dọc với khoảng cách giữa các dầm dọc s = 700 mm được mô tả như trên hình 2.5, với lưu ý chiều dày của mọi cơ cấu trong đáy đôi lớn hơn 6 mm 1. Vách ngang 2.Dầm dọc đáy 3.Sống chính đáy 4. Sống phụ đáy 5. Đà ngang đặc 6. Dàn mạn Hình 2.7 : Kết cấu khung dàn đáy đôi Tôn đáy Chiều dày tôn đáy ngoài Chiều dày tôn tối thiểu : tmin = = 9,987 mm Chiều dày tôn (hệ thống dọc) : t = C1C2S+ 2,5 = 11,22 mm  ; chọn t = 12 mm Dải tôn giữa đáy (tôn sống nằm) : giữ nguyên trên suốt chiều dài tàu với kích thước  Chiều rộng tôn sống nằm bsn = 2L + 1000= 1199,5 mm ; chọn bsn = 1200 mm Chiều dày tôn sống nằm tsn = t + 1,5 = 13,5 mm  ; chọn tsn = 14 mm Chiều dày tôn đáy trên (điều 4.7.1) tmin = = 10,84 mm  ; chọn t =12 mm Sống hông tàu Theo điều 4.5.3, sống hông phải có đủ chiều rộng và sâu vào phía trong tàu tính từ đường chân mã hông, với chiều dày sống hông tsh tăng thêm 1,5 mm so với chiểu dày tôn đáy trên tsh = + 1,5 = 13,34 mm ; chọn t = 14 mm Sống chính đáy và sống phụ đáy. Theo điều 27.6.3.1, chiều dày của sống chính và sống phụ được tính theo t = max(t, t, t) = 14 mm. tmin = = 11,87 mm. - Theo điều 4.2.3, chiều cao sống chính và sống phụ do, không được nhỏ hơn giá trị B/16 = 1,75 m nhưng trong mọi trường hợp không nhỏ hơn 700 mm. Chọn do = 1800 mm Chọn sống chính có qui cách dạng thép tấm : 1800 x 12 Chọn sống chính có qui cách dạng thép tấm : 1800 x 12 Nẹp gia cường sống phụ Theo điều 4.2.6-2 trong Quy phạm, chiều dày của các nẹp gia cường cho sống phụ đáy bằng chiều dày tấm sống phụ, còn chiều cao của tiết diện phải không nhỏ hơn 0,08.do = 144 mm. Vậy chọn quy cách của nẹp gia cường sống phụ có qui cách L200x200x12 Đà ngang đặc ( thép tấm) Theo điều 4.3.2, đà ngang đặc bố trí cách nhau không quá 3,5 m - Chiều dày bản thành đà ngang khỏe (điều 27.6.3.2). t = max (t, t, t). 12,64 mm. 9,01 mm t = +2,5 = 6,75 mm. Chọn t = 14 mm Trong đó : S – khoảng cách giữa các đà ngang đặc (m). Chọn S = 2 m. b – khoảng cách tôn mạn và vách dọc tâm đo ở vùng tôn đáy giữa tàu (m). Chọn b = 14m, b’ – khoảng cách từ vách dọc của mạn kép ( giữa hai cạnh trong của két hông, nếu có két hông ) đến vách dọc tâm đo theo mặt tôn đáy trên ở đà ngang đang xét (m). Chọn b’ = 12m. h - trị số được xác định theo công thức sau. h= max(h,h) = 10,502 m. h= 0,6d + 0,026L = 10,502 m. h = h’ – ( d – 0,026L) = 7,042 m. h’ – khoảng cách từ tôn đáy trên đến miệng khoang hàng. Chọn h’ = 12,421m. y – khoảng cách theo chiều ngang của tàu tại đà ngang đang xét từ tâm của b’ đến điểm đang xét (m). Chọn y = 6m. d - chiều cao tiết diện đà đặc tại điểm đang xét (m). d= 1,8 m. d - chiều cao lỗ khoét tại điểm đang xét (m). d= 0. C - hệ số lấy theo bảng 2A/ 27.10 tùy thuộc vào . Chọn C = 0,035. a – chiều cao đà ngang tại điểm đang xét (m). Chọn a = 1,8m. C - hệ số định theo bảng 2A/ 27.11. Chọn C= 64. H – trị số xác định theo công thức sau: - Nếu đà ngang cólỗ khoét không được gia cường. H = 1 + 0,5 = 1. Trong đó: - đường kính lỗ khoét (m). Chọn = 0. - trị số nào lớn hơn a hoặc S.(m). Trong các trường hợp khác trên, chọn H = 1. S - bằng S hoặc a, lấy trị số nào nhỏ hơn. Chọn S = 0,5m. K – hệ số phụ thuộc vào vật liệu, chọn K = 1. Chọn qui cách đà ngang đáy đặc dạng thép tấm: 1800x12 Liên kết giữa mạn và đà ngang đáy bằng mã sườn. - Nẹp đứng gia cường đà ngang khoẻ Theo điều 4.3.3, đề bên các nẹp đứng lớn hơn độ bền thanh thép dẹt có chiều dày bằng chiều dày đà ngang tấm, chiều cao tiết diện lớn hơn 0,08do = 144 mm (do - chiều cao sống chính) Chọn nẹp đứng gia cường đà ngang đặc L200x200x12. Do đáy đôi được kết cấu theo hệ thống dọc nên theo điều 4.7.1 của Quy phạm thì tại mỗi mặt sườn giữa của các sống dọc phải bố trí các đà dọc khung với kích thước của dầm dọc đáy trên và dầm dọc đáy dưới tính theo điều 4.4. Dầm dọc đáy. - Giá trị môđun chống uốn của dầm dọc đáy dưới lớn hơn giá trị tính theo công thức : W = 100.= 555,65 cm3 trong đó : C - hệ số phụ thuộc vào L’, C = 1 vì L’ < 230 m. C- hệ số xác định theo công thức sau. C= = 0,12 f- tỉ số giữa mô đun chống uốn của tiết diện ngang thân tàu làm bằng thép thường và mô đun chống uốn thực thân tàu lấy lấy đối với đáy tàu, f = 1. k – hệ số vật liệu, phụ thuộc vào loại thép. k =1 đối với thép thường. l - khoảng cách giữa đà ngang đáy đặc, l = 2 m S - khoảng cách các dầm dọc, S = 0,7 m h Khoảng cách từ dầm dọc đang xét đến điểm cao hơn mặt trên của tôn giữa đáy một khoang tính theo công thức: h = d + 0,026.L’ = 10,47 L’ – chiều dài tàu, L’ = 99.75 m. Lấy mép kèm S = 12 mm Þ Chọn chiều rộng mép kèm b = min(0,2l ; S) = 500 mm. Bảng tính chọn thép STT Quy cách Fi (cm2) Zi (cm) Fi.Zi (cm3) Fi.Zi2 (cm4) io (cm4) 1 500x12 60 0,6 36 21,6 17,07 2 L 160x160x12 37,4 15,51 580,07 4377,89 913 3 å A = 97,4 B = 616,07 C = 5329,56 3.Sống nằm Từ các số liệu trong bảng tính các đại lượng e = B/A = 6,3 (cm) Zmax = 12,11 (cm) J = C - e2.A = 6444,73 (cm4) W = J/Zmax = 532,01 (cm4) DW = = 4,44% < 5% Như vậy, quy cách của dầm dọc đáy dưới L160x160x12 là thoả mãn yêu cầu Quy phạm - Giá trị môđun chống uốn dầm dọc đáy trên lớn hơn giá trị tính theo công thức sau : W = 100.= 555,65 cm3 trong đó : C - hệ số phụ thuộc vào L’, C = 1 vì L’ < 230 m. C- hệ số xác định theo công thức sau. C= = 0,12 f- tỉ số giữa mô đun chống uốn của tiết diện ngang thân tàu làm bằng thép thường và mô đun chống uốn thực thân tàu lấy lấy đối với đáy tàu, f = 1. k – hệ số vật liệu, phụ thuộc vào loại thép. k =1 đối với thép thường. l - khoảng cách giữa đà ngang đáy đặc, l = 2 m S - khoảng cách các dầm dọc, S = 0,7 m h Khoảng cách từ dầm dọc đang xét đến điểm cao hơn mặt trên của tôn giữa đáy một khoang tính theo công thức: h = d + 0,026.L’ = 10,47 L’ – chiều dài tàu, L’ = 99,75 m. Lấy mép kèm S = 12 mm Þ Chọn chiều rộng mép kèm b = min(0,2l ; S) = 500 mm. Bảng tính chọn thép STT Quy cách Fi (cm2) Zi (cm) Fi.Zi (cm3) Fi.Zi2 (cm4) io (cm4) 1 500x12 60 0,6 36 21,6 17,07 2 L 160x160x12 37,4 15,51 580,07 4377,89 913 3 å A = 97,4 B = 616,07 C = 5329,56 Từ các số liệu trong bảng tính các đại lượng e = B/A = 6,3 (cm) Zmax = 12,11 (cm) J = C - e2.A = 6444,73 (cm4) W = J/Zmax = 532,01 (cm4) DW = = 4,44% < 5% Như vậy, quy cách của dầm dọc đáy dưới L160x160x12 là thoả mãn yêu cầu Quy phạm - Theo điều 4.4.4.2, diện tích tiêt diện thanh chông đứng không nhỏ hơn tri số tính theo công thức sau: Kết cấu mã nối Theo điều 4.2.4, dầm dọc ở đáy trên và đáy dưới liên kết với sống chính và sống hông bằng mã có chiều rộng lớn hơn 0,05B = 1400 mm và chiều dày lớn hơn chiều dày tính như sau : 0,6 + 2,5 = 10,44 mm, chọn t = 12 mm. Chọn qui cách mã nối : 1400x12. - Thanh chống dầm dọc. Theo điều 4.4.4, diện tích tiết diện thanh chống đứng thẳng không được nhỏ hơn công thức thính sau : A’ = 1,8CSbh = 9,74 cm. Trong đó : S – khoảng cách giữa các dầm dọc, S = 0,7 m. b – chiều rộng mà vùng thanh chống phải đỡ, b = 0,5m h – chiều cao tính theo công thức sau ( nhưng trong moi trường hợp không được nhỏ hơn d ): h = = 12,82. L’ – chiều dài tàu, L’ = 99,75 m. h = 11,1708 m. C – tính theo công thức sau đây nhưng không được nhỏ hơn 1,43: C = = 1,055. l- chiều dài của thanh chống, chọn l= 1,6 m. k – bán kính nhỏ nhất của tiết diện thanh chống tính theo công thức sau: k = = 15,42. I – mômen nhỏ nhất của tiết diện thanh chống, I = 913 cm4 A – diện tích tiết diện thanh chống, A = 3,84 cm. Chọn qui cách thanh chống, L250x250x12. - Mã sườn Mã sườn liên kết giữa mã hông với sườn có quy cách dạng chữ T . Theo điều 1.1.1.4 của Quy phạm, liên kết giữa mã với boong bằng mã, chọn mã có mép tự do rộng 1400 mm tiết diện chữ T1400x1800x12. - Mã hông Theo điều 4.6.1, chiều dày liên kết sườn khoang với sống hông được tăng thêm 1,5 mm 0,6 + +2,5 + 1,5 = 11,94 mm, chọn t = 12 mm Còn cạnh tự do được gia cường tấm có chiều rộng, b = 0,05B = 1,4 m. Chọn mã có qui cách 1400x12. 3.4.Kết cấu khu vực mũi tàu 3.4.1.Dàn boong Dàn boong tàu được kết cấu theo hệ thống ngang, trong đó các xà ngang boong đặt tại mỗi khoảng sườn mũi a =500 mm, sống dọc boong đặt tại mặt phẳng dọc tâm tàu (hình 5.6) 1.Xà ngang boong thường 2.Sống dọc boong 3.Xà ngang boong khoẻ 4.Sống chính boong Hình 2.8 : Kết cấu khu vực mũi tàu Chiều dày tôn boong (điều 15.3.1) t = 1,25CS+ 2,5 = 12,82 ; chọn t = 14 mm Xà ngang boong Điều 8.4.3 quy định giá trị môđun chống uốn tiết diện xà ngang boong không nhỏ hơn : Wo = 0,43 Shl2 = 118,7 (cm3) trong đó : S - khoảng cách giữa các xà ngang boong, S = 0,50 m h - tải trọng boong tính theo bảng 3.5.1, h = 63 KN/m2 l - khoảng cách nằm ngang từ đỉnh trong của mã xà đến sống dọc boong hoặc là giữa các sống dọc boong (m), l = 2,8 m Lấy mép kèm S = 12 mm Þ Chọn chiều rộng mép kèm b = min (0,2l ; S) = 700 mm. Trên cơ sở đó chọn quy cách xà ngang boong là L110x110x8 Bảng tính chọn thép: STT Quy cách Fi (cm2) Zi (cm) Fi.Zi (cm3) Fi.Zi2 (cm4) io (cm4) - 700x12 84 0,6 50,4 30,25 27,31 L 110x110x8 16,8 8,55 143,64 1228,12 198 S A = 100,8 B = 194,04 C = 1483,68 2.Sống đứng 3.Sống nằm e = B/A = 1,925 (cm) Zmax = 8,55 (cm) J = C - e2.A = 1110,15 (cm4) W = J/Zmax = 129,84 (cm4) Dw = = 4,38% < 5 % Quy cách trên thoả mãn yêu cấu quy phạm Sống dọc boong Theo điều (10.2.1), giá trị môđun chống uốn tiết diện ngang của sống dọc boong không được nhỏ hơn giá trị tính theo công thức : W = 1,29.l.(l.b.h + kw) = 1906,83 cm3 trong đó : l - khoảng cách giữa các đường tâm cột, l = 4010,93 m. b - khoảng cách giữa trung điểm hai nhịp kề nhau được đỡ bởi sống, chọn b = 2,8 m. h - tải trọng tác dụng lên sống dọc boong, tính theo bảng 3.5.1, h = 25,67 KN/m2 . kw = 0 - Chọn thép Từ giá trị môddun chống uốn nêu trên, tiến hành chọn quy cách thép cho sống dọc boong như sau : Mép kèm S = 12 mm Þ chọn chiều rộng của mép kèm b = min (0,2.l ; S) = 700 mm. Chọn sống dọc boong có quy cách Tta có bảng tính chọn thép như sau : Bảng tính chọn thép: STT Quy cách Fi (cm2) Zi (cm) Fi.Zi (cm3) Fi.Zi2 (cm4) io (cm4) 1 700x12 84 0 0 0 38,88 2 110x12 -13,2 7,7 -109,03 -839,55 -219,07 3 600x12 72 31,8 2289,6 72809,28 28800 4 250x12 30 62,6 1878 117562,8 8,53 å A = 171,84 B = 4058,57 C = 218121,99 Từ các số liệu trong bảng tính trên có thể tính được các đại lượng như sau : 2.Sống đứng 3.Sống nằm e = B/A = 23,62 (cm) Zmax = 62,6 (cm) J = C - e2.A = 122251,7 (cm4) W = J/Zmax = 1952,9 (cm4) Dw = = 2,42% < 5 % Như vậy, quy cách sống dọc boong T nêu trên là thoả mãn yêu cầu của quy phạm Cột chống Theo điều 9.2.1, diện tích mặt cắt ngang của cột chống không được nhỏ hơn giá trị tính theo công thức sau đây : A1 = = 19,77 (cm3) trong đó : l - chiều cao cột chống có giá trị l = 2,261 (m) ko - bán kính quán tinh tối thiểu của tiết diện cột. Chọn ko = 25 cm. w - tải trọng boong mà cột đỡ (KN) tính theo công thức quy định ở điều 9.2.2 w = kw + S.b.h = 184,95 (KN). S - khoảng cách trung điểm hai nhịp kề nhau của sống được cột đỡ, S= 2 m b - chiều rộng vùng sống đỡ có giá trị b = 4 m h - tải trọng boong mà cột phải đỡ, h = 18,77 KN/m2 w - tải trọng boong mà chiếc cột nội boong ở trên phải đỡ. w= 20,55 KN k – hệ số tính theo công thức sau đây, tùy thuộc vào khoảng cách nằm ngang a(m) từ cột đến cột nội boong ở trên, chia cho khoảng cách l(m) từ cột đến cột hoặc đến vách. k = 2+1 = 1 Từ số liệu trên chọn cột chống có tiết diện là tròn rỗng có đường kính cột dp = 250 mm với chiều dày nhỏ nhất của tiết diện cột tính theo điều 9.2.3.1 t = 0,022.dp + 4,6 = 10,1 mm. Chọn t = 12 mm Chọn sơ bộ cột chống quy cách f 250x12 Þ đường kính trong cột chống dt = 226 mm. Trên cơ sở đó tính nghiệm lại cột chống theo quy phạm với hệ số h = 0,9 I = = 6590,86 cm4 A2 = = 89,68 cm2 Như vậy cột chống có quy cách f 250x12 lựa chọn ở trên thoả mãn yêu cầu Quy phạm 3.4.2.Dàn mạn vùng khoang mũi Dàn mạn vùng khoang mũi cũng được tổ chức theo hệ thống ngang như trên hình 5.7 1.Sống dọc mạn 2.Sườn khoẻ 3.Sườn thường 4.Sống mũi Hình 2.8 : Kết cấu dàn mạn khu vực mũi tàu Quy cách các cơ cấu khu vực mũi tàu được tính chọn như sau : Chiều dày tôn mạn (điều 14.3.2) t = 12 mm Sườn ngang mạn . Điều 5.6.1 quy định môđun chống uốn tiết diện sườn ngang dưới boong mạn khô nhỏ hơn W = 8.S.h.l2 = 256,12 (cm3) trong đó : S - khoảng cách sườn, S = 0,5 m l - khoảng cách hai gối tựa của sườn mạn, l = 2 m h - tải trọng tác dụng, h = d + 0.038L’ = 16,57 m Mép kèm S = 8 mm Þ chọn chiều rộng của mép kèm b = min (0,2.l ; S) = 500 mm. Chọn quy cách L125x125x10. Bảng tính chọn thép: STT Quy cách Fi (cm2) Zi (cm) Fi.Zi (cm3) Fi.Zi2 (cm4) io (cm4) - 500x8 40 0,4 16 743,74 2,133 L 125x125x10 24,3 11,81 286,98 1224,27 360 S A = 64,3 B = 302,14 C = 2330,14 2.Sống đứng 3.Sống nằm e = B/A = 4,71 (cm) Zmax = 8,59 (cm) J = C - e2A = 2330,14 (cm4) W = J/Zmax = 271,33 (cm4) Dw = = 0,279% < 5 % Quy cách trên thoả mãn quy phạm Sống dọc mạn Giá trị môđun chống uốn tiết diện sống dọc mạn lớn hơn giá trị tính theo công thức sau : W = 8Shl2 = 3393,54 cm3 trong đó : S - chiều rộng diện tích được đỡ bởi sống dọc mạn (m), S = 6,4 m l - khoảng cách các gối tựa của sống (m), l = 2 m h - tải trọng tác dụng, h = d + 0.038L’ = 16,57 m Mép kèm S = 12 mm Þ chọn chiều rộng của mép kèm b = min (0,2.l ; S) = 500 mm. Chọn chiều rộng mép kèm b = 500 mm Chọn sống dọc boong có quy cách Tta có bảng tính chọn thép như sau : Bảng tính chọn thép: STT Quy cách Fi (cm2) Zi (cm) Fi.Zi (cm3) Fi.Zi2 (cm4) io (cm4) 1 500x12 60 0 0 0 24,3 2 135x12 -16,2 8,55 -184,68 -19756,023 -328,05 3 800x12 96 41,8 5350,4 1157,48 11,95 4 350x12 42 82,6 4625,6 107467,63 11,95 å A = 181,8 B = 9791,32 C = 156843,94 Từ các số liệu trong bảng tính trên có thể tính được các đại lượng như sau : 2.Sống đứng 3.Sống nằm e = B/A = 38,79 (cm) Zmax = 44,61 (cm) J = C - e2.A = 156843,9 (cm4) W = J/Zmax = 3516,12 (cm4) Dw = = 3,6 % < 5 % Quy cách trên thoả mãn quy phạm Liên kết - Mã liên kết giữa sườn mạn thường với xà ngang boong có quy cách như sau : Chiều dài cạnh mã lm = 1/8.l = 0,125 m lm = max(lxà boong ; lsườn mạn) = 1 m Chọn mã chữ T 4.4.3.Vách ngang Vách ngang kết cấu hệ thống ngang gồm nẹp đứng, sống đứng, sống nằm, khoảng cách giữa các nẹp đứng a = 800 mm, sống vách được đặt ngay tại mặt phẳng dọc tâm tàu (hình 5.8). Quy cách các cơ cấu vách ngang được tính chọn như sau : Chiều dày tôn vách (điều 27.4.1) : t = 12 mm Nẹp đứng vách Điều 11.2.3 quy định giá trị môđun chống uốn tiết diện nẹp vách lớn hơn trị số : W = 2,8.CShl = 726 (cm3) S - khoảng cách giữa các nẹp đứng thường (m), S = 0,7 m l - chiều dài nhịp nẹp, đo giữa các đế lân cận nẹp kể cả chiều dài liên kết, l = 6,4 (m) h - khoảng cách thẳng đứng tính từ trung điểm của nẹp đứng l cho đến đỉnh boong vách, đo ở đường tâm tàu h = 6,3304 m. C - hệ số cho ở bảng 2 - B/11.2 tuỳ thuộc kiểu các liên kết mút nẹp bằng mã C = 1 Mép kèm 12 mm Þ chiều rộng mép kèm b = min (0,2l ; S) = 500 mm, chọn b = 500 mm. Chọn nẹp vách có quy cách L160x160x12. Bảng tính chọn thép: STT Quy cách Fi (cm2) Zi (cm) Fi.Zi (cm3) Fi.Zi2 (cm4) io (cm4) - 500x12 80 0,8 64 2641,98 17,07 L 160x160x12 49,1 15,91 781,18 4304,65 1175 S A = 129,1 B = 845,18 C = 8138,7 3.Sống nằm e = B/A = 6,55 (cm) Zmax = 11,05 (cm) J = C - e2.A = 8138,7 (cm4) W = J/Zmax = 736,3 (cm4) Dw = = 1,42% < 5 % Quy cách trên thoả mãn yêu cầu quy phạm Sống nằm đỡ nẹp vách - Theo điều 11.2.6, giá trị môđun chống uốn của tiết diện sống vách không được nhỏ hơn giá trị tính theo công thức sau đây : W = 4,75.Shl2 = 985,31 cm3 trong đó : S - chiều rộng vùng mã sống phải đỡ (m), S = 2,8 m. l - chiều dài nhịp đo giữa các gối lân cận của sống (m), l = 2,8 m h - khoảng cách thẳng đứng tính từ trung điểm l của sống đứng đến đỉnh của boong vách đo ở đường tâm tàu h = 6,3304m. - Chọn thép Mép kèm 12 mm Þ chiều rộng mép kèm b = min (0,2l ; S) = 500 mm, chọn b = 500 mm. Chọn sống nằm vách có quy cách T Bảng tính chọn thép : STT Quy cách Fi (cm2) Zi (cm) Fi.Zi (cm3) Fi.Zi2 (cm4) io (cm4) 1 500x12 80 0 0 0 17,07 2 400x12 64 21,6 1382,4 2478,15 8533,34 3 160x12 25,6 42,4 1085,44 18693,69 5,46 4 176x12 -28,16 10,4 -292,86 -697,64 -726,9 å A = 141,44 B = 2174,98 C = 1017,27 Từ các số liệu trong bảng trên tính các đại lượng : e = B/A = 15,38 (cm) Zmax = 27,82 (cm) J = C - e2.A = 28303,15 (cm4) W = J/Zmax = 1017,27 (cm4) Dw = = 3,24 % < 5 % Như vậy, quy cách của sống nằm vách T được lựa chọn thoả mãn yêu cầu của Quy phạm Sống đứng đỡ sống nằm -Theo điều 11.2.6, giá trị môđun chống uốn của tiết diện sống vách không được nhỏ hơn giá trị tính theo công thức sau : W = 4,75.Shl2 = 1970,63 (cm3) trong đó : S - chiều rộng vùng mã sống phải đỡ (m), S = 6,4 m l - chiều dài nhịp đo giữa các gối lân cận của sống (m), l = 2,8 m h - khoảng cách thẳng đứng từ trung điểm của sống đứng l đến đỉnh boong vách đo ở đường tâm tàu (m), h = 6,3304 m - Chọn thép Mép kèm 12 mm Þ chiều rộng mép kèm b = min (0,2l ; S) = 500 mm, chọn b = 500 mm. Chọn sống đứng (sống khoẻ) vách có quy cách T Bảng tính chọn thép STT Quy cách Fi (cm2) Zi (cm) Fi.Zi (cm3) Fi.Zi2 (cm4) io (cm4) 1 220x12 26,4 51,3 1354,32 69476,62 3,17 2 500x12 60 25,3 1542 39629,4 12500 3 500x12 70 0 0 0 11,43 å A = 156,4 B = 2896,33 C = 121620,62 2.Sống đứng 3.Sống nằm Từ các số liệu trong bảng trên tính các đại lượng : e = B/A = 18,52 (cm) Zmax = 33,38 (cm) J = C - e2.A = 67984,62 (cm4) W = J/Zmax = 2036,61 (cm4) Dw = = 3,35 % < 5 % Quy cách sống đứng đỡ sốngnằm vách T thoả mãn Quy phạm Sống mũi Theo điều 2.1.1, quy cách sống mũi tàu được tính chọn như sau : Chọn kiểu sống mũi tấm có chiều dày tôn t = 1,5 + 3 =13,58mm, chọn t =14 mm Chiều rộng bản thành sống mũi bằng 600 mm Gia cường sống mũi bằng các mã cách nhau 500mm và các mã ngang cách nhau 1m. 3.5.Kết cấu khoang máy 3.5.1.Dàn đáy Dàn đáy ở hệ thống ngang với đà ngang đặt tại mỗi khoảng sườn cách nhau 500 mm, sống chính và sống phụ chuyển tiếp từ khoang hàng sang đặt thêm sống phụ đỡ băng bệ máy. 1.Băng máy 2.Sống chính 3.Sống phụ 4.Đà ngang đáy Hình 2.11 : Kết cấu đáy khoang máy Sống chính và sống phụ Sống chính và sống phụ khoang máy chuyển tiếp từ khoang hàng sang nên có quy cách lấy đúng như khoang hàng là sống chính đáy 1800x14 và sống phụ đáy 1800x12. Đà ngang đáy đặc. Đà ngang đáy đặc lấy tương tự vùng khoang hàng chuyển sang Đà ngang khoẻ có quy cách 1800x14 Đà ngang giảm nhẹ thay đà ngang khung có quy cách 1800x14 và được khoét các lỗ giảm trọng và lỗ cho người chui với chiều cao lỗ trong phạm vi 0,1B kể từ mạn tàu, chiều cao của lỗ khoét hlỗ phải nhỏ hơn 1/5 lần chiều cao của tiết diện đà ngang : hlỗ £ 1/5.do = 360 mm. Giữa các nẹp đứng có khoét lỗ chui có quy cách 1080x540 Bệ máy Do tàu có kết cấu đáy đôi nên theo điều 19.2.2, các sống phụ bổ sung được đặt ở đáy đôi, với máy chính có các kích thước là LxBxH = 3069x1000x2000 đặt trực tiếp lên tôn đáy trên. Chiều cao của đường tâm thành bệ máy được xác định bằng 900mm sao cho khi đặt máy thì chiều cao của đường tâm trục máy trùng với đường trục chân vịt trong tuyến hình tàu thiết kế. Dựa vào các kích thước từ đáy cácte tới đường tâm trục ta có các kích thước cụ thể như sau : - Chiều cao thành bệ máy do = 1800 mm - Chiều dày tấm thành bệ máy S1 ³ a + k = 15,05 mm, chọn S1 = 18 mm (Q = 50 tấn, k = 4, a = 3) - Chiều dày bản cánh a = 4,65 ; S2 = 13,13 mm, chọn S2 = 14 mm - Chiều dày mã và tấm mã a = 2,50 ; S3 = 11,21 mm, chọn S3 = 12 mm 3.5.2.Dàn mạn Dàn mạn được kết cấu hệ thống ngang với khoảng cách giữa các sườn S = 500 mm, gồm các sườn thường xen kẽ với sườn khoẻ và sống dọc mạn đặt cách tôn đáy trên 2,4 m. Các sườn thường cách nhau 0,50m , còn các sườn khoẻ đặt cách nhau 2 m (hình vẽ) 1.Sống dọc mạn 2.Sườn thường 3.Sườn khoẻ 4.Vách ngang Hình 2.12 : Kết cấu dàn mạn khoang máy Sườn thường Theo điều 5.3.2, giá trị môđun chống uốn tiết diện ngang sườn lớn hơn giá trị sau: W ³ CCShl2 = 625,4 (cm4). S - khoảng cách sườn, S = 0,50 m l - khoảng cách thẳng đứng từ mép trên đà ngang đáy đơn đến mặt trên của xà boong ở đỉnh sườn, l = 1,662 m h - khoảng cách thẳng đứng từ mút dưới của l tại vị trí cần đo đến điểm ở: d+0,038L=16,75 m phía trên của tôn đáy giữa. Chọn h = 14,75 m. C = 1,66 . C = 1,25 - 2 = 1,17 Mép kèm 14 mm Þ chiều rộng mép kèm b = min (0,2.l ; S) = 500 mm, chọn b = 500mm. Chọn sườn thường có quy cách L200x200x12. Bảng tính chọn thép: STT Quy cách Fi (cm2) Zi (cm) Fi.Zi (cm3) Fi.Zi2 (cm4) io (cm4) 1 500x14 70 0,7 49 34,3 57,6 2 200x200x12 46,56 16,7 777,552 12985,12 3466 å A = 116,56 B = 826,552 C = 16543 2.Sống đứng 3.Sống nằm e = B/A = 7,1 (cm) Zmax = 16,7 (cm) J = C - e2.A = 10667,21 (cm4) W = J/Zmax = 638,75 (cm4) Dw = = 2,13 % < 5 % Quy cách trên thoả mãn yêu cầu của quy phạm Sườn khoẻ (điều 5.4.2.2) - Chiều dày bản thành t của của sườn khỏe là giá trị lớn nhất trong hai giá trị sau : t = max (t1 ; t2) = 12 mm với t1, t2 là hai hệ số được xác định theo công thức : t1 = + 2,5 = 10,74 mm t2 = 8,6 + 2,5 = 11,72 mm S - khoảng cách các sườn khoẻ, S = 2 m l - khoảng cách thẳng đứng từ tôn đáy trên đến mút sườn khoẻ, l = 12,412 m h - khoảng cách thẳng đứng từ trung điểm của l đến điểm ở, h = 1,43.l = 17,75 m L - chiều dài tàu, L = 99,75 m do - chiều cao tiết diện sườn khoẻ, do = 0,1.l = 1,2412 m. Chọn do = 1,25 m. C1, C2 - hệ số có giá trị C1 = 6,19 ; C2 = 51,4 đối với sườn khoẻ ở sau 0,15L từ mũi tàu k - hệ số có giá trị k = 11,1 (Bảng 2-A/6/2) - Chọn t = 12 mm - Giá trị môđun chống uốn của sườn khoẻ không nhỏ hơn giá trị tính theo công thức sau : W = C1.S.h.l = 330,5 (cm3). - Chọn thép Mép kèm 14 mm Þ chiều rộng mép kèm b = min (0,2l ; S) = 500 m, chọn b = 500 mm. Chọn sườn khoẻ có quy cách T Bảng tính chọn thép: STT Quy cách Fi (cm2) Zi (cm) Fi.Zi (cm3) Fi.Zi2 (cm4) io (cm4) 1 500x14 70 0,7 49 34,3 1837,8 2 1500x12 18 8,9 160,2 1425,78 472,6 3 850x14 11,9 17,1 203,49 3479,68 312,43 4 å A = 99,9 B = 412,69 C = 7562,59 2.Sống đứng 3.Sống nằm e = B/A = 4,1 (cm) Zmax = 17,1 (cm) J = C - e2.A = 5883,27(cm4) W = J/Zmax = 344,05 (cm4) Dw = = 4,1 % < 5 % Quy cách trên thoả mãn yêu cầu của Quy phạm 3.5.3.Dàn boong Dàn boong của khoang máy được kết cấu theo hệ thống ngang với các sống ngang boong đặt cách nhau 2 m, các xà ngang boong đặt cách nhau 0,50 m (hình 5.11) 1.Xà ngang boong khoẻ 2.Xà ngang miệng khoang 3.Vách kín nước 4.Xà ngang boong thường 5.Sống dọc miệng khoang máy 6.Sống dọc boong Hình 2.13 : Kết cấu dàn boong khoang máy Tôn boong Chiều dày tôn boong của khoang máy thuộc vùng 0,2.L kể từ đường vuông góc đuôi và đã được tính trong phần trước là t = 12 mm Xà ngang boong thường Theo điều (8.3.3), môđun chống uốn của tiết diện xà ngang boong lớn hơn giá trị W = 0,43.Shl2 = 201 (cm3) trong đó : S - khoảng cách giữa các xà ngang boong (m), S = 0,5 m h - tải trọng boong tính theo bảng (3.5.1), h = 39,02 KN/m2 l - khoảng cách nằm ngang từ đỉnh trong của xà đến sống dọc boong hoặc giữa các sống dọc boong (m), l = 3,2 m Mép kèm 8 mm Þ chiều rộng mép kèm b = min (0,2l ; S) =500 mm,chọn b = 500 mm. Chọn xà ngang boong thường có quy cách L90x90x8. Bảng tính chọn thép: STT Quy cách Fi (cm2) Zi (cm) Fi.Zi (cm3) Fi.Zi2 (cm4) io (cm4) 1 500x8 40 0,4 16 6,4 2,133 2 L90x90x8 96,56 7,75 748,34 5799,6 94,3 3 å A = 136,56 B = 764,34 C = 5902,433 2.Sống đứng 3.Sống nằm e = B/A = 5,6 (cm) Zmax = 7,75 (cm) J = C - e2.A = 1619,9 (cm4) W = J/Zmax = 209 (cm4) Dw = = 3,98 % <5 % Quy cách trên thoả mãn quy phạm Sống ngang boong khoang máy Theo điều 10.3.1, giá trị môđun chống uốn của tiết diện sống ngang boong khoang máy không được nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau : W = 0,484.l.(lbh + kw) = 1380 cm3 trong đó : l - khoảng cách giữa các đường tâm cột hay từ đường tâm cột đến đỉnh trong của mã xà, l = 10 m. b - khoảng cách giữa hai sống ngang nằm kề nhau hay từ sống ngang đến vách, b= 3 m. h - tải trọng boong quy định ở điều 8.2.2, h = 39,02 KN/m2 kw = 0 Từ các số liệu trên tiến hành chọn quy cách sống ngang boong của khoang máy như sau Mép kèm 12 mm Þ chiều rộng mép kèm b = min (0,2l ; S) = 500 mm, chọn b = 500 mm. Chọn sườn khoẻ có quy cách T Bảng tính chọn thép: STT Quy cách Fi (cm2) Zi (cm) Fi.Zi (cm3) Fi.Zi2 (cm4) io (cm4) 1 220x10 22 0,5 11 5,5 14,67 2 750x10 75 38,7 2910 112326,75 7031,5 3 500x12 60 76,1 4566 347472,6 44,37 å A = 157 B = 7487 C = 466895,39 Từ các số liệu trong bảng tính trên xác định các đại lượng như sau : e = B/A = 47,7 (cm) 2.Sống đứng 3.Sống nằm Zmax = 76,1 (cm) J = C - e2.A = 109674,86 (cm4) W = J/Zmax = 1441,2 (cm4) Dw = = 4,42 % < 5 % Như vậy, chọn quy cách sườn khoẻ T là thỏa mãn yêu cầu của Quy phạm Sống dọc boong khoang máy Theo điều 10.2.1-2, giá trị môđun chống uốn của tiết diện ngang sống dọc boong phải không nhỏ hơn công thức tính sau: W = 0,484.l.(l.b.h + kw) = 4420 cm3 trong đó : l - khoảng cách giữa các đường tâm cột chống hay từ đường tâm cột chống đến đỉnh trong mã xà, l = 10 m b - khoảng cách giữa hai sống ngang cạnh nhau hoặc từ sống ngang đến vách, b = 2m h - tải trọng boong, h = 19,45 (KN/m2) kw = 0 Từ các số liệu trên tiến hành chọn quy cách sống ngang boong của khoang máy như sau Mép kèm 12 mm Þ chiều rộng mép kèm b = min (0,2l ; S) = 500 mm, chọn b = 500 mm. Chọn sống dọc boong có quy cách T Bảng tính chọn thép STT Quy cách Fi (cm2) Zi (cm) Fi.Zi (cm3) Fi.Zi2 (cm4) io (cm4) 1 500x12 60 0,6 36 21,6 33,33 2 98x10 -9,8 6,1 -59,78 -364,65 -141,18 3 500x10 50 26,2 1310 34322 188750 4 250x10 25 51,7 1292,5 66822,25 12,15 5 å A = 125,2 B = 2578,72 C = 289455,5 2.Sống đứng 3.Sống nằm Từ các số liệu trong bảng tính trên xác định các đại lượng e = B/A = 20,6 (cm) Zmax = 51,7 (cm) J = C - e2.A = 236325,6 (cm4) W = J/Zmax = 4571 (cm4) Dw = = 3,4%% < 5 % Quy cách trên thoả mãn yêu cầu quy phạm. 3.6.Kết cấu vùng đuôi tàu 3.6.1.Dàn boong vùng đuôi tàu Dàn boong khu vực đuôi tàu được kết cấu theo hệ thống ngang với khoảng cách giữa các xà ngang boong a =500 mm và các sống dọc boong được kéo từ khoang máy sang (hình 5.12) 1.Sống dọc boong 2.Sống phụ 3.Vách 4.Xà ngang boong thường Hình 2.14 : Kết cấu dàn boong đuôi Chiều dày tôn boong t = 12 mm Xà ngang boong thường Theo điều (8.4.3), giá trị môđun chống uốn của tiết diện xà ngang boong thường không nhỏ hơn giá trị tính theo công thức sau : W = 0,43S.h.l2 = 54,2 (cm3) trong đó : S - khoảng cách giữa các xà ngang boong (m), S = 0,5 m h - tải trọng boong theo bảng 3.5.1, h = 39.02 KN/m2 l - khoảng cách nằm ngang, tính từ đỉnh trong của mã xà đến sống dọc boong hoặc giữa các sống dọc boong (m), l = 3,2 m Mép kèm t = 14 mm Þ chiều rộng mép kèm b = min (0,2l ; S) = 500 mm, chọn b = 500 mm. Chọn xà ngang boong thường có quy cách L90x90x8. Bảng tính chọn thép: STT Quy cách Fi (cm2) Zi (cm) Fi.Zi (cm3) Fi.Zi2 (cm4) io (cm4) 1 500x14 70 0,7 49 34,3 11,43 2 90x90x8 13,76 7,9 108,7 858,76 106 å A = 83,76 B = 157,7 C = 737,49 e = B/A = 1,88 (cm) Zmax = 7,9 (cm) J = C - e2.A = 441,4 (cm4) W = J/Zmax = 55,87 (cm4) 2.Sống đứng 3.Sống nằm Dw = = 3,08% < 5 % Quy cách trên thoả mãn yêu cầu của quy phạm Sống dọc boong Theo điều (10.2.1.1), giá trị môđun chống uốn tiết diện sống dọc boong không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau : W = 1,29.l.(lbh + kw) = 770,78 cm3 trong đó : l - khoảng cách giữa hai đế tựa sống . l = 2,8 m. b - khoảng cách giữa hai trung điểm của hai nhịp kề nhau của xà ngang boong được đỡ bởi sống hoặc sườn. b = 3 m h - tải trọng boong được quy định ở bảng 3.5.1 . h = 19,45 KN/m2 kw = 0 - Chọn thép Chọn thép có quy cách đảm bảo khoét được các lỗ để xà ngang boong có thể chui qua. Mép kèm t = 14 mm Þ chiều rộng mép kèm b = min (0,2l ; S) = 500 mm, chọn b = 500 mm. Từ đó chọn sống dọc boong có quy cách T Bảng tính chọn thép: STT Quy cách Fi (cm2) Zi (cm) Fi.Zi (cm3) Fi.Zi2 (cm4) io (cm4) 1 150x12 18 42 756 14358,48 2,16 2 400x12 48 21,4 1027,2 2804,28 6400 3 98x12 -11,76 6,3 -74,088 -653,86 -94,12 4 500x14 70 0 0 0 11,43 å A = 124,24 B = 1709,1 C = 22828,38 2.Sống đứng 3.Sống nằm Từ các số liệu trong bảng tính trên xác định các đại lượng e = B/A = 13,76 (cm) Zmax = 28,84 (cm) J = C - e2.A = 22828,38 (cm4) W = J/Zmax = 791,46 (cm4) Dw = = 2,68 % < 5 % Quy cách trên thoả mãn yêu cầu của quy phạm 3.6.2.Dàn mạn vùng đuôi tàu Dàn mạn vùng đuôi cũng được tổ chức theo hệ thống ngang như mô tả trên hình 5.13. 1.Sống dọc mạn 2.Sườn thường 3.Sườn khoẻ 4.Vách ngang Hình 2.15 : Kết cấu dàn mạn vùng đuôi tàu Quy cách các cơ cấu thuộc dàn mạn vùng đuôi tàu được tính chọn như sau : Chiều dày tôn mạn t =12 mm Sườn mạn Điều 5.7.3 quy định giá trị môđun chống uốn tiết diện ngang sườn mạn lớn hơn giá trị W = 8.Shl2 = 320 (cm3) trong đó : S - khoảng cách sườn, S = 0,50 m l - khoảng cách các gối tựa sườn, l = 2 m h - khoảng cách thẳng đứng từ trung điểm của l đến điểm d + 0,044.L - 0,54 (m) cao hơn mặt tôn giữa đáy d + 0,044.L - 0,54 = 17,08(m), h = 15,08 m Mép kèm 14 mm Þ chiều rộng mép kèm b = min (0,2l ; S) = 500 mm, chọn b = 500 mm. Chọn sườn mạn có quy cách L160x160x11. Bảng tính chọn thép: STT Quy cách Fi (cm2) Zi (cm) Fi.Zi (cm3) Fi.Zi2 (cm4) io (cm4) 1 500x14 70 0,7 49 34,3 11,43 2 L160x160x11 32,39 15,41 499,13 7691,6 844 3 å A = 102,39 B = 548,13 C = 8581,33 2.Sống đứng 3.Sống nằm Từ các số liệu trong bảng trên tính các đại lượng e = B/A = 5,35 (cm) Zmax = 15,41 (cm) J = C - e2.A = 5650,67(cm4) W = J/Zmax = 366,7 (cm4) Dw = = 1,46 % < 5 % Quy cách trên thoả mãn yêu cầu của quy phạm 3.6.3.Dàn đáy Dàn đáy phía đuôi tàu được kết cấu theo hệ thống ngang và có đà ngang đáy dâng cao đặt ở mỗi khoảng sườn với khoảng cách sườn S =500 mm. Chọn dàn đáy kết cấu như khoang hàng và có các kích thước cụ thể như sau : Chiều cao tiết diện đà ngang đáy do = 1,8 m, riêng phần hầm trục từ sườn 23 đến sườn 49, nâng đà ngang đáy 3,69 m và bản thành có gia cường các nẹp nằm cách nhau 500 mm. Chiều dày đà ngang đáy (theo điều 7.2.2) t = 0,045L + 5,5 = 9,989 mm;chọn t = 12 mm Chiều cao tiết diện sống chính bằng chiều cao đà ngang bằng 1800 mm Chiều dày bản thành sống chính t = 0,6 + 4 = 9,992 mm, chọn t = 12 mm Chiều dày ống bao trục t = 50 mm 3.6.4.Vách ngang Vách ngang kết cấu theo hệ thống ngang, kiểu nẹp đứng, sống nằm, sống vách đặt tại mặt phẳng dọc tâm tàu, khoảng cách các nẹp đứng a = 0,80 m với quy cách của các kết cấu như sau : 1 : sống đứng vách. 2 : nẹp đứng vách. 3: sống nằm vách. Hình 2.16: Sơ đồ bố trí các kết cấu của vách ngăn ngang vùng mũi tàu Chiều dày tôn vách t = 14 mm Nẹp vách Theo điều 11.2.3, môđun chống uốn tiết diện nẹp vách không nhỏ hơn giá trị tính sau : W = 2,8.CShl2 = 130,2 (cm3) trong đó : S - khoảng cách giữa các nẹp (m), S = 0,70 m l - chiều dài nhịp nẹp đo giữa các đế lân cận nẹp kể cả chiều dài liên kết l = 2,8 m h - khoảng cách thẳng đứng từ trung điểm nẹp đứng l đến đỉnh boong vách đo ở đường tâm tàu h = 6,206 m C - hệ số cho ở bảng 2 - A/11.2 tùy thuộc kiểu các liên kết mút nẹp, C = 1,35 Mép kèm 12 mm Þ chiều rộng mép kèm b = min (0,2l ; S) = 500 mm, chọn b = 500 mm. Chọn thép có quy cách L100x100x12 STT Quy cách Fi (cm2) Zi (cm) Fi.Zi (cm3) Fi.Zi2 (cm4) io (cm4) 1 500x12 60 0,6 36 21,6 4,167 2 L100x100x12 20,56 9 185,04 1665,36 209 3 å A = 80,56 B = 221,04 C = 1900 e = B/A = 2,7 (cm) Zmax = 9 (cm) J = C - e2.A = 1312,7 (cm4) W = J/Zmax = 145,8 (cm4) Dw = = 1,1< 5 % Quy cách trên thoả mãn quy phạm Sống nằm vách Theo điều 11.2.6, giá trị môđun chống uốn tiết diện sống vách lớn hơn giá trị tính theo công thức sau : W = 4,75.Shl2 = 965,95 cm3 trong đó : S - chiều rộng của vùng mà sống phải đỡ : S = 2,8m h - khoảng cách thẳng đứng từ trung điểm của sống đứng l đến đỉnh boong vách ở đường tâm tàu h = 6,206 m l - chiều dài nhịp đo giữa các gối lân cận của sống . l = 2,8 m Từ các số liệu trên tiến hành chọn quy cách kết cấu như sau : Mép kèm 12 mm Þ chiều rộng mép kèm b = min (0,2l ; S) = 500 mm, chọn b = 500 mm. Chọn sống đứng vách có quy cách T Bảng tính chọn thép STT Quy cách Fi (cm2) Zi (cm) Fi.Zi (cm3) Fi.Zi2 (cm4) io (cm4) 1 500x12 60 0 0 0 7,2 2 112x12 -13,44 6,8 -91,392 -2124,35 -140,49 3 500x12 60 26 1572 2797,09 12500 4 150x12 18 51,8 932,4 18928,06 2,16 5 A = 124,56 B = 2413,01 C = 31969,66 Từ số liệu trong bảng tính trên, tiến hành xác định các đại lượng như sau : e = B/A = 19,37 (cm) Zmax = 33,03 (cm) J = C - e2.A = 969,66 (cm4) W = J/Zmax = 967,96 (cm4) 2.Sống đứng 3.Sống nằm Dw = = 0,208 % < 5 % Như vậy, chọn sống đứng vách quy cách T như trên là thoả mãn yêu cầu của quy phạm 3.6.5.Kết cấu sống đuôi tàu Trụ đỡ trục chân vịt Theo điều 2.2.2, chiều dày sống ụ đỡ trục chân vịt tại vị trí mặt phẳng dọc tâm đỡ trục chân vịt được xác định bằng công thức : t = 0,9L + 10 = 99,78mm  Chọn t = 100 mm Trụ đỡ chân vịt của sống đuôi tàu Trụ đỡ chân vịt của sống đuôi làm bằng thép đúc có các kích thước được xác định theo các công thức như sau : w = 2,20L + 88 = 307,45 mm T = 0,18L + 15 = 32,96 mm R = 0,40L + 16 = 55 ,9mm 1,3T R 0,6W T 1,2W Hình 2.17 : Trụ đỡ chân vịt của sống đuôi tàu làm bằng thép đúc Sống đuôi phải được gia cường bằng các mã ngang, phần gót (thân trước của sống đuôi) phải được kéo dài về phía một đoạn không nhỏ hơn 3 lần khoảng sườn, tức là : lsđ ³ 3.0,5 = 1,5 m Chọn lsđ = 2 m Phần đuôi phải được kéo lên và hàn chắc chắn với đà ngang vòm đuôi có chiều dày tính theo công thức : t ³ 0,035L + 8,5 = 11,99 mm Chọn t = 12 mm

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docThiết kế theo quy phạm phân cấp và đóng tàu.doc