Chương 14: Thuật toán 2  Sơ đồ khối thuật toán 2 Tính toán thiết kế kết cấu tàu vỏ thép theo loại khung dàn chính trong thân tàu th ỏa mãn Quy phạm Việt Nam. Phân chia các kết cấu thân tàu thành các nhóm khung dàn chính sau: - Khung dàn boong: Xà ngang boong, xà d ọc boong, tôn boong. - Khung dàn mạn: Sườn thường, sườn khỏe, tôn mạn, xà dọc mạn. - Khung dàn đáy: Sống chính, sống phụ, đà ngang đáy đặc, đà ngang đáy thường, tôn đáy trên, tôn đáy dưới. - Ngoài ra, vách và cột chống cũng là các kết cấu tham gia quan trọng vào đảm bảo độ bền kết cấu thân tàu. Thu ật toán tính toán kích thước các chi tiết kết cấu được trình bày như sơ đồ khối 2 (Hình 3.12): Theo sơ đồ thì các nhóm kết cấu được tính theo thứ tự từ tr ên xuống dưới theo phương thẳng đứng. Từ dữ liệu thông tin đầu vào trình tự tính toán bắt đầu từ khung dàn boong, đến khung d àn mạn và cuối cùng là khung dàn đáy. Trong quá trình tính các kết quả tính toán ở khung dàn trước được dùng làm dữ liệu đầu vào để tính cho khung dàn sau.  Phân tích thuật toán theo sơ đồ khối 2 Theo sơ đồ khối thuật toán 2, các kết cấu của khung dàn boong được tính toán trước. Khung dàn boong với các kết cấu chính như xà dọc boong, xà ngang boong , tôn boong được thực hiện tính đồng thời. Kết quả tính của các kết cấu được dùng làm dữ liệu chung cho các phép tính trong khung dàn. - Xà ngang boong v ới khoảng cách được tính theo công thức Quy phạm, riêng khu vực mũi và đuôi ta chọn giá trị nhỏ hơn khi so sánh kết quả tính với điều kiện quy định tùy thuộc chiều dài tàu. Ki ểm tra bền xà ngang boong theo công thức thỏa mãn điều kiện bền của khung dàn boong. - Tôn boong: Chi ều dày tính theo khoảng cách của các dầm ngang, tải trọng boong và hệ số phụ thuộc khu vực C. - Xà dọc boong: Khoảng cách chuẩn tính theo công thức quy định, kiểm tra bền theo công thức. Toàn bộ kết quả tính chọn của khung dàn boong được sử dụng làm dữ liệu đầu vào để tính khung dàn mạn, vách, cột chống. - Mạn tàu với dữ liệu đầu vào là công thức tính các kết cấu như tôn mạn, sườn mạn, dầm dọc mạn, điều kiện kiểm tra bền theo Quy phạm và khoảng sườn, khoảng cách dầm dọc được lấy từ phần tính của boong, kích thước tiêu chuẩn của tôn. + Điều kiện bền của dầm dọc tính theo công thức nếu không thỏa mãn thì bước tính sẽ lặp lại từ các điều kiện đầu vào. + K ết quả tính tôn mạn theo công thức, đến đây máy sẽ tự chọn chiều dày tôn khi so sánh với chiều dày tấm tôn tiêu chuẩn. + Sườn khỏe được kiểm tra bền theo công thức, nếu không thỏa mãn sẽ lập lại bước tính từ điều kiện đầu vào. Chiều dày của sườn tính theo công thức và được chọn khi so sánh với các yêu cầu đưa vào. - Vách: D ữ liệu đầu vào là công thức kiểm tra sức bền uốn, chiều dài giữa các nhịp, khoảng cách nẹp vách, chiều dài nẹp. Nếu môđun chống uốn không thỏa m ãn sẽ được lặp lại, chiều dày tấm tôn vách được chọn theo tấm tôn tiêu chuẩn cận trên của giá trị tính. - C ột chống: Diện tích tối thiểu được tính theo chiều dài và tải trọng đỡ quy định của cột, từ đây xác định được đường kính ngoài c ủa cột làm dữ liệu tính chiều dày cột chống. Khung dàn đá y chịu toàn bộ tải trọng từ hai khung dàn trên, do v ậy kết quả tính của chúng ảnh hưởng lớn đến kích các kết cấu của khung dàn dáy. - Tôn đáy: Tôn đáy dưới, đáy trên và dải tôn giữa đáy được tính theo công thức và chỉ phụ thuộc vào chiều dài tàu L, chiều chìm tàu d, kho ảng sườn S mà không ảnh hưởng tới nhau. Do vậy các bước tính thực hiện theo tr ình tự, kết quả tính sẽ so sánh với kích thước ti êu chuẩn của tôn chuẩn, chọn ra kích thước cận trên gần nhất. - Đà ngang đáy: Khoảng cách đà ngang đáy chọn theo khoảng sườn, riêng đà ngang đáy đặc chọn theo quy định. Chiều d ày của tấm đà ngang đáy đặc tính theo công thức và chọn theo chiều dày t ấm tôn chuẩn nhập vào so sánh. - S ống chính: Dữ liệu đầu vào là chiều cao sống h theo đăng kiểm, chiều dài tàu L, các hệ số. Kích thước sống được tính theo công thức và phải thỏa mãn điều kiện. - Sống phụ: Trước khi tính chiều dày, kích thước sống phải thỏa mãn điều kiện đầu vào, tiếp theo là việc tính chọn kích thước sống phụ.  Ưu điểm - Các chi tiết kết cấu được tính theo trình tự khung dàn theo phương chịu lực thẳng đứng từ trên xuống, do vậy thuận lợi trong việc kiểm tra theo điều kiện bền chung cũng như độ bền cục bộ. - Tăng khả năng bổ sung các dữ kiện cần thiết của các bước tính có trước cho các bước tính tiếp. - Các kết cấu trong khung dàn dễ dàng chia sẻ thông tin với nhau.  Nhược điểm - Thời gian thực hiện nhiều hơn so với thuật toán 1. - Sơ đồ tính toán hơi phức tạp. - Do toàn bộ các kết quả tính ở khung dàn trên được dùng làm dữ kiện để tính cho các kết cấu của khung dàn sau, vì vậy toàn bộ các sai số cộng dồn ở trên ảnh hưởng đến các kết cấu sau. Độ chính xác tính của các kết cấu sau không cao. 3.2.4. Thuật toán 3  Sơ đồ khối thuật toán 3 Tính toán thiết kế kết cấu tàu vỏ thép theo chức năng chính của các kết cấu trong thân tàu thỏa mãn Quy phạm Việt Nam. Theo chức năng chính của các chi tiết kết cấu trong thân tàu thì k ết cấu thân tàu gồm: - Phần tôn bao bên ngoài: Tôn boong, tôn mạn, tôn đáy… - Phần gia cường bên trong: Xà ngang boong, xà dọc boong, xà d ọc mạn, sườn, đà ngang đáy, sống chính, sống phụ…bố trí vuông góc với nhau. Thuật toán tính toán kích thước các chi tiết kết cấu được trình bày như sơ đồ khối 3 (Hình 3.13): Theo sơ đồ thì toàn bộ kết cấu thân tàu được tính song song theo 2 nhóm chức năng chính: Phần tôn bao bên ngoài và kết cấu gia cường bên trong, các kết cấu được tính theo sơ đồ tr ình bày.  Phân tích thuật toán theo sơ đồ khối 3 Tôn bao bao gồm: tôn boong, tôn mạn, tôn đáy. Được tính theo trình tự là: Tôn boong  Tôn mạn  Tôn đáy trên  Tôn đáy dưới  Chiều rộng tấm tôn K  Vách. Toàn b ộ quá trình tính theo trình tự sơ đồ khối, khi mỗi kết cấu được tính song tiến hành so sánh với kích thước tấm tôn chuẩn để chọn ra kích thước của kết cấu. Khi một kết cấu được tính chọn song sẽ được dùng làm thực hiện bước tính chọn cho kết cấu tiếp theo. Nhóm k ết cấu gia cường: bao gồm: Xà dọc boong, dầm dọc mạn, sống chính sống phụ, xà ngang boong, sườn khỏe, đà ngang đáy thường, đà ngang đáy đặc. trình tự tính toán các kết cấu được trình bày như sơ đồ khối (Hình 3.13). Với cách bố trí các nhóm kết cấu chính như sơ đồ khối, thì các kết cấu được chia làm hai nhóm k ết cấu là: Nhóm các kết cấu dọc và nhóm các kết cấu ngang. Trình tự tính các kết cấu theo phương thẳng đứng từ mạn và kết thúc ở đáy. Để quá trình tính thực hiện theo sơ đồ thì mỗi bước tính song phải tiến hành kiểm tra theo điều kiện đầu vào, nếu không thỏa mãn bước tính đó sẽ được lập lại từ bước trên, thỏa mãn thì ta chọn được kích thước kết cấu và thực hiện bước tính các kết cấu tiếp theo.  Ưu điểm - Sơ đồ thuật toán tương đối đơn giản. - Toàn bộ kết cấu được tính theo 2 nhóm chính song song, do vậy sai số cộng dồn của chúng không ảnh hưởng nhau dẫn đến sai số nhỏ, độ chính xác cao. - Nhóm kết cấu gia cường cũng được chia ra hai nhánh tính, với các kết cấu trong các khung dàn chính song song nhau tạo điều kiện bổ sung cho nhau.  Nhược điểm - Theo sơ đồ thuật toán, không thuận lợi cho việc kiểm tra theo sức bền chung tàu. - Cùng lúc th ực hiện các phép tính của các kết cấu không cùng chung đặc điểm, do vậy đòi hỏi không gian lớn và khả năng xử lý lớn. Kết Luận Như ta đã phân tích, một thuật toán tốt thỏa mãn yêu cầu đặt ra của bài toán, cũng như mục đích của người lập phải thỏa mãn được những điều kiện sau: - Cho ra kết quả tính chính xác nhất. - Thực hiện trong thời gian nhanh nhất - Công sức bỏ ra là tối thiểu, nghĩa là các bước tính toán hữu hạn nhất. - Các yêu cầu về bộ nhớ, thiết bị lưu trữ, tốc độ xử lý… để dễ dàng ứng dụng vào lập trình chương trình tính trên máy. V ới mỗi cách tính và phương pháp tính khác nhau ta có thể đưa ra được những thuật toán khác nhau. Do đó với mỗi thuật toán ta sẽ đạt được kết quả với độ chính xác riêng, việc đánh giá thuật toán có phù hợp với bài toán và đảm bảo được yêu cầu đặt hay không cần có kiểm nghiệm thực tế. Thuật toán được lựa chọn trong đề t ài dừng lại ở mức độ nghiên cứu lý thuyết, đánh giá định tính vì vậy cần có chương trình tính toán để kiểm nghiệm và so sánh. T ừ những phân tích, so sánh ưu, nhược điểm của các thuật toán cũng như yêu cầu của một thuật toán tốt nhất, ta thấy rằng thuật toán 1 có những ưu điểm hơn so với các thuật toán còn lại. Vậy ta chọn thuật toán 1 để thiết kế kết cấu tàu vỏ thép đảm bảo yêu cầu của Quy phạm Việt Nam. . Chương 14: Thuật toán 2  Sơ đồ khối thuật toán 2 Tính toán thiết kế kết cấu tàu vỏ thép theo loại khung dàn chính trong thân tàu th ỏa mãn Quy phạm Việt Nam. Phân chia các kết cấu thân tàu. các kết cấu sau. Độ chính xác tính của các kết cấu sau không cao. 3.2.4. Thuật toán 3  Sơ đồ khối thuật toán 3 Tính toán thiết kế kết cấu tàu vỏ thép theo chức năng chính của các kết cấu. điểm của các thuật toán cũng như yêu cầu của một thuật toán tốt nhất, ta thấy rằng thuật toán 1 có những ưu điểm hơn so với các thuật toán còn lại. Vậy ta chọn thuật toán 1 để thiết kế kết cấu