Đang tải... (xem toàn văn)
Tàu hàng (tàu thủy nói chung) là một công trình kỹ thuật nổi đặc biệt, có thể nổi và di chuyển được trên nước, các kết cấu phức tạp và hoạt động trong môi trường khắc nghiệt, chịu sự tác động của nhiều yếu tố như sóng, gió, …
BÔ ̣ GIA ́ O DU ̣ C VA ̀ ĐA ̀ O TA ̣ O TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA KỸ THUẬT TÀU THỦY Gvhd: Gv. Bùi Văn Nghiệp Sv thục hiện : Đặng Ngọc Thiết Mssv : 50131399 Lớp 50ttdt2 BTL kết cấu thân tàu GVHD: GV Bùi Văn Nghiệp TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA KỸ THUẬT TÀU THỦY BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU THÂN TÀU TÀU HÀNG 20000 TẤN,KHOẢNG SƯỜN 650 GVHD:KS.BÙI VĂN NGHIỆP SVTH : ĐẶNG NGỌC THIẾT MSSV :50131399 LỚP :50 ĐT2 !"#$ BTL kết cấu thân tàu GVHD: GV Bùi Văn Nghiệp Nha Trang ,10/2010 LỜI NÓI ĐẦU Tàu hàng (tàu thủy nói chung) là một công trình kỹ thuật nổi đặc biệt, có thể nổi và di chuyển được trên nước, các kết cấu phức tạp và hoạt động trong môi trường khắc nghiệt, chịu sự tác động của nhiều yếu tố như sóng, gió, … Kết cấu thân tàu là một môn học quan trọng chương trình đào tạo kĩ 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 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. Đề bài: Tính toán, thiết kế kết cấu thân tàu theo quy phạm TCVN 6259_2003 với tàu hàng 20000 tấn Nội dung của bài tập gồm 2 phần như sau: Chương 1: Giới thiệu chung . Chương 2: Thiết kế kết cấu theo Quy phạm. Qua những kiến thức đã học cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy Bùi Văn Nghiệp và sự giúp đỡ của bạn bè trong lớp tôi 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. Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên : Đặng Ngọc Thiết !"#$ BTL kết cấu thân tàu GVHD: GV Bùi Văn Nghiệp PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG %&'(%%&%)*+,####-'.&/01! I.1 Công dụng, vùng hoạt động và phạm quy áp dụng 2%&'&3(45%&6%'7-/01!-,)44-'.&8*987- )&:;*98<=86!>,8&7? 2@4583(%/@'75A)BC-%&8<=!1!4583D4 /@*EDFG( E##H(I? 2.&%&8<=>J4K&9!5;!L.!/%8+%&)B/01!M, N,;O"P2Q##R 2S(N&8+%&J4T&9!5;O"P2Q##RT&98UD4!V WQ1!X@8+%&+ 5H9Y Z[#\!,A[##];C41! R I.2 Các thông số cơ bản: ^&X%( . : \Q_ Z `O"?["; ^&X%'Z`O#?PR; ^&X%,Da !! Z `"O?##; ^&D3' Z "?##; ^&,4;5%&$ Z `?##; ^&b;X Z W?O; HD$cZ#### \*9>dR#eX2d, 7f&.gR### hT&,9""/]! *Nfi)14 ) Z#-W"j k Z#-d"j ; Z#-PP I.3 . Lựa chọn hệ thống kết cấu 2%&8<=lmJ4Ni'.&n=! o*987J4NiX? oV'.&;p%&J4Ni,? o!V'.&8&7%&J4Ni,? PHẦN II: THIẾT KẾ KẾT CẤU THEO QUY PHẠM 1 Khoảng cách sườn !"#$ BTL kết cấu thân tàu GVHD: GV Bùi Văn Nghiệp 24H*f<q8<=>J49r&V&M,T&9!5;aB<f,& 24H*s,*f<q,8<=>J48^&"??`M,T&9!5; =+= LS ["# ["#o?`O#?PRZWW`?dO;; \%J48^'4Hf<qO"#;;A=!(IC 4H*f<q;%40E'4H*f<q8<=>J4T&9!5; 4.9%&'D,X<)^ 24H*s,*XV;X8<=>J48^&"??M,T&9!5; Zo""#Z?`"Oo""#ZdO?##;; Zd"#;; -J48^&"??`*'4,;p/%'4,8&7'78<=( E O`#;; ,'4Hf<q'4,;p/%'4,8&7(%O##;; 2.Sơ đồ phân khoang DrEf6'4H*f<q8tg*8U,^&X%%&D,(%;[#'4H f<qu/ '4H*f<q6*'&/u<f,& 2 4Hf<q/@8&7#-O#;Avf<qfi#8f<q[C 2 4Hf<q/@s,%&#-O";Avf<qfi[8f<q`[C 2 4Hf<q/@;p#-O#;Avf<qfi`[8f<q[#C 2J48^&``?`?[A/*'4,CD4T&9!5;-!L%&,(%;d/*w < / ^&X%*'4,<f,& 4,(*A`C:;`[f<qAvf<q#8f<q`[C( ` Zd[##;;? !"#$ BTL kết cấu thân tàu GVHD: GV Bùi Văn Nghiệp 4,;*9AC:;df<qAvf<q`[8f<q[C( Z`dW##;;? 4,%OARC:;df<qAvf<q[8f<qW#C( R Z`PO##;;? 4,%"A[C:;Pf<qAvf<qW#8f<qPPC( [ Z#R##;;? 4,%[A"C:;df<qAvf<qPP8f<q`WC( " Z`PO##;;? 4,%RAOC7 x ;Pf<E x Avf<q`W8f<q`"OC( O Z#R##;; 4,%AWC:;Pf<qAvf<q`"O8f<q`d"C( W Z#R##;;? 4,%`AdC:;Pf<qAvf<q`d"8f<q`[C( d Z`Pd"#;;? 4,;pAPC:;Of<qAvf<q`[8f<q[#C( P Z`O###;;? III , TÍNH TOÁN KẾT CẤU 1. Phần mũi tàu: 1.1.Sống mũi tấm. J4T&9!5;8^&?`?`? J4T&9!5;^&X%9M,fi;p5/>DU6,y'8<q < ( .'70EDUfi>J47mf,& Z`?" "#L − oR?#Z`d?d#A;;CZ#A;;C 1.2?Khoảng cách sườn: J4T&9!5;8^&"??`,+'4H*f<q'7T&*O`#;; '4H*&GM,*f<qfZo["#ZWW`-dO;; 4/ T&9!5;,ZO##;; 1.3?Chiều dày t của đà ngang đáy và sống mũi : 2J4T&9!5;W?? ^&X%9M,fi>6'4,;p!H'70EDUfiJ47 mf,&8L9 Z#?O L o[Z``-O`;;? ,Z`;;? 2 . Phần đuôi: 2.1. Khoảng sườn : J48^&"??`AK&9!5;C*'4,;p/%'4,8&7-)V&8&7'4H *f<q'7( EO`#;;?,khoảng sườn'4,8&7(%O##;;? 2.2. Trụ Chân Vịt J48^&??^&X%9a8zDaL/U5/UD>;!{XL;8zDa L/U8<=g*8U)|7m Z#-Po`#Z`"[-dRWA;;C Z`O#A;;C Trụ đỡ chân vịt của sóng đuôi tàu: J48^&??Da8zL/UM,fi8&7%&)|1!8F+*'> < 8<=g*8UJ4*7mf,& !"#$ BTL kết cấu thân tàu GVHD: GV Bùi Văn Nghiệp cZ-#?oddZ[[?#[OA;;C Z#-`d?o`"Z[R?POW[A;;C }Z#-[#?o`OZd#?RWA;;C c. Liên kết của sống đuôi với đà ngang tấm: J4Quy phạm 2.2.6 quy địnhfi8&7!H8<='14vDaL/U(r !>,Dr/%%~~/ 8%,/h;8&7/%+^&X%9'70E DUfi>J47mf,& #?#R"od?"Z`[-`RA;;C ,4Z`";;(%=!(I? 3.Kết cấu giữa tàu 3.1 Kết cấu đáy tàu . 3.1.1 Sống chínhđáy: -J4T&9!5;[??T&98U ^&,4XNfi>'70E]`OZ`"O?"#;; ,X4Z`O##;; 2J48^&[??RD4T&9!5;T&98U o^&X%9.;fi>8<=>J47mf,& ;; D48+ j(%'4H*s,*L;M,/@'S/ f4>4v *fi!a8,g18*fi!a'^S488<q8•M,;t7A;C X4^&,4XNM,fi>4fi!a8,g1A;C X`^&,4M,(n'4158B;8,g1A;C lH ^&X%M,'4,A;C x : '4H*J4^&XvD&8B;M,lH M,;n'4,8 8B;8,g1A;C?&9r&x<0,2 lH b(.9x=0,2lH /%&x<0,45 lH b(.9 x<0,45 lH y '4H*J4!<E,vL;8fiXA;C !"#$ =+ − − − = "?[``W?#O? `# ` B y ldd C H xSBd t BTL kết cấu thân tàu GVHD: GV Bùi Văn Nghiệp `(%Nfi4J47mf,&?&9r&] lH €`-[b(.9`-[ h&0E#-[b(.9#-[ Ni'.&X `#R R ` l c H B − = Ni'.&, P# R ` l c H B − = ^&X%9f4>h!H8<=>J47mf,&8L9 2&X%9.;fi>h8<=>J47m Z ` • X 4 o?"Z``-`[;;Z`d;; ` • Z"-[ D48+ X#^&,4XNfi58B;8,g1A;C? C - ` Nfi>J4)HQ][?`@9&3/%4•fi`]X#? *DUfiD& ,`]X#b C - ` 8<=>J4!<E!*!3f&9&9>? `(%'4H*s,*;t4‚!M,f4>,9f+!aA;C HQ][?`>Nfi C - ` `]X# <0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,2 1,4 >1,6 C - ` sống chính 4,4 5,4 6,3 7,1 7,7 8,2 8,6 8,9 9,3 9,6 9,7 sống phụ 3,6 4,4 5,1 5,8 6,3 6,7 7,0 7,3 7,6 7,9 8,0 3.1.2; sống phụ đáy fi!abNfi C - ` Z[-[ !"#$ f δ f Z`d;; BTL kết cấu thân tàu GVHD: GV Bùi Văn Nghiệp 8+b^&X%M,fi!a(% Z ` • X 4 o?"ZP-"[A;;C ,Z`OA;;C 3.1.3 nẹp dọc đáy 2J48^&[??[?R*‚!,<q4fi8*98<=8Drfi>s, *8%,'4ƒ-/ ^&X%9M,‚!)|^&X%9.;fi>-^&,4 XN‚!'70E#-#dX 4 Z`d;;AX 4 2^&,4fi>C?'>< ‚!(%R##gP#g``]`O ,j‚!X8*9X< @9J4(<=X%9M,7;%,g1v‚!?„8L9,g1'4H *s,fi!a? J4T&9!5;8^&[?[?R?`\78&i&iM,XNXV;X!>,X< !H '70EDUfi>J47m c€ C…#O-#A "?`"[ `## Ld C f b + − ( ? f B •fis,;78&i&iM,XN,L%&/%;78&i &iuM,XN,L%& •.9)|^&X%%&A`O"?[";C (4H*s,*8%,8A#?W`;C 4H*s,*XV;XA#?W#;C Nfi?b'4H*s,*8%,8*9+,i<T&98U6 [?[?[rZ#?"? ,+c€ C["?`O"†#O-#O?WA "?`"[ "?#†`## + − f b #?W` †#?WC? B;D,83)^M,XV; !"#$ f! δ f Z`O;; BTL kết cấu thân tàu GVHD: GV Bùi Văn Nghiệp \4;JT&*>M,;~‚!X8*98<=>J4)Hf,& A;4;JT&*> # Z)? R ]`C >< $N > Q e Q?e \4;JT&*> A;C A;C A;C A;RC Q?e # (cm) H * Pg`?O `[?[ R`?" ["R?O `[dd?[ R?#W %8m `?`gR# RR `"?W "`d?` d`R[?`W [W" \1!'‡; R-"g`?[ ["-" # # # W-[R Cộng ΣZ92,9 ΣZ971.7 Σ†Z24908.09 4H* 8DaD&h, [O-`# P-P W?PW` === ∑ ∑ A AZ e A;C \7;JT&*>5;~ ZΣ † 2J ?ΣQZ[P#d-#P2`#-[O ?P-PZ`[W[R-W"A; R C !"#$ [...]... Liên kết hàn tựa hoặc đỡ bởi sống nằm Liên kết bằng mã Chỉ có bản thành của nẹp được liên kết ở mút Mút nẹp không liên kết Liên kết Liên kết hàn tựa hoặc Kiểu Kiểu A đỡ bởi sống nằm B Mút nẹp không liên kết 1,00 1,00 1,35 1,35 0,8 0,8 0,9 1,0 1,15 1,15 1,35 1,60 1,35 1,35 1,60 2,00 Nẹp nằm SVTH : Đặng Ngọc Thiết 2 Lớp 50DT2 BTL kết cấu thân tàu GVHD: GV Bùi Văn Nghiệp Một mút Liên kết hàn tựa, liên kết. .. tính từ mũi tàu Sườn khỏe từ vách chống va đến 0,15L tính từ mũi tàu 5,1 6,4 C1 SVTH : Đặng Ngọc Thiết 2 Lớp 50DT2 BTL kết cấu thân tàu C2 GVHD: GV Bùi Văn Nghiệp 42 Từ đó ta có giá trị t1 = 12,18 mm 52 t2 = 13,74 (mm) 3.3 Kết cấu boong 3.3.1.Chiều dày tôn boong : -Theo điều 15.3.1 :Chiều dày tôn boong phải lớn hơn trị số tính theo công thức: a; phía ngoài vùng đường miệng khoét ở đoạn giữa tàu có xà... các trường hợp còn lại 0,02 0,019 0,017 0,015 0,013 0,012 ≥ < H 1,2 hệ thống kết cấu dọc C 2 Hệ thống kết cấu ngang Boong Mạn Đáy đặc 3.1.5 Tôn đáy - Chiều dày tôn đáy dưới tối thiểu : tmin = 0,044.L + 5,6 = 12,68 mm - Chiều dày tôn đáy trên: t =C.S h +2,5 = SVTH : Đặng Ngọc Thiết mm Chọn t = 12 mm 2 Lớp 50DT2 BTL kết cấu thân tàu GVHD: GV Bùi Văn Nghiệp trong đó: S _ khoảng cách giữa các dầ m do... tựa, liên kết bằng Mút nẹp không lên kết mã hoặc đỡ bởi sống đứng Mút kia Liên kết hàn tựa, liên kết bằng 1,00 mã hoặc đỡ bởi sống đứng Mút nẹp không liên kết 1,35 1,35 2,00 Với tàu thiết kế ta có: Nẹp đứng: S =0.7 (m); l = 3.5 (m); h =4 (m); C = 1,35 (chỉ có bản thành của mút nẹp được liên kết ở mút) W ≥ 2,8.C.S.h.l2 = 2,8.1,35.4.0,7.3,52 =129,654 (cm3) Chọn kết cấu nẹp là: L 200x90x9/14 Kiểm tra độ... tàu L= 160,93 (mm) =0,16093 m C :Hệ số được lấy như sau : C = 2,6 đối với sườn nằm trong phạm vi từ 0,15L kể từ mũi tàu đến vách đuôi Hình 2.13 Cách xác định l và h SVTH : Đặng Ngọc Thiết 2 Lớp 50DT2 BTL kết cấu thân tàu GVHD: GV Bùi Văn Nghiệp Cο : hệ số tính theo công thức sau đây nhưng không được nhỏ hơn 0,85 Cο = 1,25 −2 e l ⇒ Môđun chống uốn của sườn thường trong phạm vi từ 0,15L kể từ mũi tàu. .. Vậy kết cấu chọn đủ bền 3.1.4 Đà ngang đáy đặc Theo điều 4.3.1, đà ngang đặc dang tấm bố trí cách nhau không quá 3,5 m với quy cách: - Chiều dày đà ngang khỏe ( điều 4.4.2) t ' S B d 2y d o − d 1 B'' + 2.5 = = C2 Trong đó : SVTH : Đặng Ngọc Thiết 2 Lớp 50DT2 BTL kết cấu thân tàu GVHD: GV Bùi Văn Nghiệp B’ – khoảng cách giữa các đường đỉnh mã hông đo ở mặt tôn đáy trên ở đoạn giữa tàu. .. 50DT2 BTL kết cấu thân tàu 3 GVHD: GV Bùi Văn Nghiệp 0.9x20 Mép kèm 52 32,5x1.6 Cộng Σ=82,6 0 0 10,09 Σ=462.24 Σ* = 8443.183 e= Khoảng cách đến trục trung hòa 0 ∑A.Z ∑A = 462,24 = 5,6 (cm) 82,6 Momen quán tính tại mặt cắt : I = Σ* - e2.ΣA= 8443,183-5,62 82,6=5852,2847(cm3 ) Mođun chống uốn: W = Z I max = I Z i max − e = 5852,183 = 370,43 (21,4 − 5,6) (cm3 ) Vậy kết cấu chọn đủ bền Vậy cơ cấu đã chọn...BTL kết cấu thân tàu GVHD: GV Bùi Văn Nghiệp Modun chống uốn: W = Z I max = I Z i max − e = 14743,75 = 697,433 (31,6 −10,46) (cm3 ) Vậy kết cấu chọn đủ bền b;Nẹp dọc đáy trên Quy phạm dầm dọc đáy trên theo bản vẽ L300x90x11/16 -Theo quy phạm điều 4.4.3.2 Môđun chống uốn của... ≥ 0,044L + 5,6 (mm) Tính cho tàu thiết kế ta có: δtm ≥ 0,044x160,93+ 5,6 = 12,68 mm Chọn δtm = 14 mm 2 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 + 0,04 L + 2,5 (mm) (Điều 14.3.2) ⇔ δtmg ≥ 4,1x0,65 x 7,6 +0,04 x160,93 +2,5 = 12,48 (mm) SVTH : Đặng Ngọc Thiết 2 Lớp 50DT2 BTL kết cấu thân tàu GVHD: GV Bùi Văn Nghiệp Chọn... đun này ta có thể chọn thép dùng làm xà dọc boong là HP140×9 Kiểm tra độ bền ta thấy chọn thép như trên là hợp lý 3 Xà ngang boong SVTH : Đặng Ngọc Thiết 2 Lớp 50DT2 BTL kết cấu thân tàu GVHD: GV Bùi Văn Nghiệp - Tàu tính toán là tàu hàng do đó boong là boong tính toán hay boong thời tiết,nên theo quy phạm phần 8.4.2 tỷ số chiều dài trên chiều cao tiết diện của xà ngang boong phải ≤ 30 + Với chiều . sóng, gió, … K t c u th n t u là m t m n h c quan trọng chương trình đào t o k sư ngành đóng t u. K t c u th n t u nghi n c u c c hệ th ng k t c u. Y u c u quan trọng c a vi c thi t k k t c u là nghi n c u c c phương pháp lựa ch n hình dáng k t c u, x c định k ch th c, t nh to n t i u k ch th c,