Luận văn Thiết kế tàu chở hàng khô, sức chở hàng 5500 tấn, tốc độ 13,5 hải lý, chạy tuyến hạn chế 1 chạy tuyến đường từ Sài Gòn tới Hồng Kông

209 trang thiennha21 09/04/2022 7771

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Luận văn Thiết kế tàu chở hàng khô, sức chở hàng 5500 tấn, tốc độ 13,5 hải lý, chạy tuyến hạn chế 1 chạy tuyến đường từ Sài Gòn tới Hồng Kông", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

luan_van_thiet_ke_tau_cho_hang_kho_suc_cho_hang_5500_tan_toc.pdf

Nội dung text: Luận văn Thiết kế tàu chở hàng khô, sức chở hàng 5500 tấn, tốc độ 13,5 hải lý, chạy tuyến hạn chế 1 chạy tuyến đường từ Sài Gòn tới Hồng Kông

MỤC LỤC PHẦN I. TÌM HIỂU TUYẾN ĐƢỜNG VÀ TÀU MẪU 7 1.1. TUYẾN ĐƢỜNG. 8 1.1.1. Đặc điểm về cảng biển. 8 1.1.1.1. Cảng Sài Gòn. 8 1.1.1.2. Cảng Hồng Kông. 11 1.1.2. Kết luận. 12 1.2. TÀU MẪU. 14 PHẦN II. KÍCH THƢỚC CHỦ YẾU 16 2.1. XÁC ĐỊNH KÍCH THƢỚC CHỦ YẾU 17 2.1.1. Xác định lƣợng chiếm nƣớc sơ bộ. 17 2.1.2. Xác định chiều dài tàu. 17 2.1.3. Xác định các hệ số béo. 18 2.2.4. Chiều rộng, chiều chìm, chiều cao mạn. 19 2.3. NGHIỆM LẠI CÁC KÍCH THƢỚC CHỦ YẾU ĐÃ CHỌN. 20 2.3.1. Nghiệm lại lƣợng chiếm nƣớc theo phƣơng trình sức nổi. 20 2.3.2. Nghiệm lại khối lƣợng tàu theo phƣơng trình khối lƣợng. 20 2.4. KIỂM TRA SƠ BỘ DUNG TÍCH KHOANG HÀNG. 27 2.4.1. Dung tích yêu cầu. 28 2.4.2. Nghiệm lại ổn định ban đầu. 28 2.5. KẾT LUẬN. 29 PHẦN III. XÂY DỰNG TUYẾN HÌNH 30 3.1.ĐẶT VẤN ĐỀ. 31 1
3.2. CÁC BƢỚC XÂY DỰNG TUYẾN HÌNH. 33 3.2.2. Đƣờng cong đƣờng nƣớc thiết kế. 35 3.2.3.Xây dựng sƣờn giữa và các sƣờn thân ống. 37 3.2.4. Dựng các sƣờn cân bằng theo phƣơng pháp I,A,Ia-kov-lev. 37 3.2.5. Kiểm tra lƣợng chiếm nƣớc. 41 PHẦN IV. TÍNH TOÁN CÁC YẾU TỐ TÍNH NỔI BONJEAN-THỦY LỰC . 43 4.1. GIỚI THIỆU CHUNG. 44 4.2. TÍNH TOÁN VÀ VẼ ĐỒ THỊ BONJEAN. 44 4.2.1. Công thức lý thuyết. 44 4.2.2. Công thức tính gần đúng. 45 4.2. TÍNH VÀ VẼ ĐƢỜNG CONG THỦY LỰC 51 4.2.1. Nhóm 1: Các yếu tố của đƣờng nƣớc. 51 4.2.2. Nhóm 2: Các yếu tố thân tàu. 59 PHẦN V. BỐ TRÍ CHUNG TOÀN TÀU 62 5.1. PHÂN KHOANG CHO TÀU THIẾT KẾ. 63 5.1.1. Phân khoang theo chiều dài. 63 5.1.2. Phân khoang theo chiều cao. 63 5.2. BỐ TRÍ CÁC KHOANG KÉT. 63 5.3. BỐ TRÍ CÁC THIẾT BỊ, BUỒNG PHÒNG. 64 5.3.1.Trên boong chính. 64 5.3.2.Trên boong thƣợng tầng đuôi . 65 5.3.3. Trên boong cứu sinh. 66 5.3.4.Trên boong điều khiển. 66 5.4.TÍNH CHỌN THIẾT BỊ CỨU SINH. 70 2
5.5.TÍNH CHỌN THIẾT BỊ ĐÈN TÍN HIỆU. 71 5.6. TÍNH CHỌN THIẾT BỊ LÁI. 72 5.7. TÍNH CHỌN THIẾT BỊ NEO. 73 5.8. TÍNH CHỌN THIẾT BỊ CHẰNG BUỘC 76 5.9. TRANG THIẾT BỊ HÀNG HẢI. 78 5.10. TRANG THIẾT BỊ VỐ TUYỄN ĐIỆN. 79 5.11. TRANG THIẾT BỊ PHÒNG NẠN. 80 5.12. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ DẰN. 83 5.12.1. Bố trí dằn. 83 5.12.2. Dung tích dầu cần dung theo lí thuyết. 84 5.13. DUNG TÍCH THỰC TẾ KHOANG HÀNG VỀ HỆ THỐNG DẰN. 85 5.14. HIỆU CHỈNH MẠN KHÔ 86 PHẦN VI. TÍNH TOÁN KẾT CẤU CHO 2 KHOANG LIỀN KỀ (KHOANG HÀNG, KHOANG MŨI) 87 6.1. GIỚI THIỆU CHUNG. 87 6.2. HỆ THỐNG KẾT CẤU, KHOẢNG SƢỜN, PHÂN KHOANG. 88 6.2.1. Hệ thống kết cấu. 88 6.2.2. Phân khoang 88 6.3. KẾT CẤU KHOANG HÀNG. 89 6.3.1. Kết cấu dàn vách. 89 6.3.2. Bố trí nẹp đứng, nẹp khỏe cho dàn vách khoang hàng. 90 6.4. TÍNH TOÁN CƠ CẤU. 90 6.4.1. Chiều dày tôn vách. 90 6.4.2. Nẹp vách. 92 3
6.5. DÀN MẠN. 96 6.5.1. Sơ đồ kết cấu. 96 6.5.2. Tính toán cơ cấu. 96 6.5.3. Dải tôn mép mạn. 97 6.5.4. Sƣờn thƣờng. 98 6.5.5. Sƣờn khỏe. 100 6.6. KẾT CẤU DÀN BOONG. 104 6.6.1. Sơ đồ kết cấu. 104 6.6.2. Chiều dày tôn boong. 105 6.6.3. Tính toán cơ cấu. 109 6.6.4. Cột chống. 123 6.6.5. Liên kết. 127 6.7. KẾT CẤU DÀN ĐÁY. 127 6.7.1. Sơ đồ kết cấu. 127 6.7.2. Chiều dày tôn đáy. 128 6.7.2. Chiều dày tôn bao đáy. 129 6.7.3. Tính toán cớ cấu. 131 6.7.4. Liên kết. 138 6.8. KẾT CẤU VÙNG MŨI. 139 6.8.1. Dàn vách. 139 6.8.2. Chiều dày tôn vách. 139 6.8.3. Tính toán cơ cấu. 141 6.8.4. Kết cấu dàn vách vùng mũi. 144 6.8.5. Tính toán cơ cấu. 145 4
6.8.6. Kết cấu dàn boong khoang mũi. 146 6.8.7. Tính toán cơ cấu. 147 6.8.8. Kết cấu dàn mạn khoang mũi. 149 6.8.9. Tính toán cơ cấu. 151 6.9. THANH CHỐNG. 154 PHẦN VII. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG ỔN ĐỊNH 155 7.1. GIỚI THIỆU CHUNG 156 7.2. CÂN BẰNG TÀU. 157 7.3. XÁC ĐỊNH TRỌNG TÂM TÀU KHÔNG. 158 7.4. KHỐI LƢỢNG, TRỌNG TÂM TÀU Ở CÁC TRẠNG THÁI TẢI TRỌNG. 158 7.4.1. Trạng thái tải trọng: 100% hàng, 100% dự trữ (NoI). 158 7.4.2. Trạng thái tải trọng: 0% hàng, 10% dự trữ có dằn(NoII). 159 7.5. TÍNH ẢNH HƢỞNG CỦA MẶT THOÁNG CÁC KÉT HÀNG LỎNG ĐẾN ỔN ĐỊNH TÀU. 160 7.6. CÂN BẰNG DỌC TÀU Ở CÁC TRẠNG THÁI TẢI TRỌNG. 163 7.7. ỔN ĐỊNH TÀU TẠI CÁC TRẠNG THÁI. 165 7.7.1. Trạng thái NoI: 100% hàng, 100% dự trữ 167 6.7.2. Trạng thái NoIII: 0% hàng 10% dự trữ có dằn. 172 7.8. XÁC ĐỊNH GÓC VÀO NƢỚC Ở CÁC TRẠNG THÁI. 177 7.9. XÁC ĐỊNH DIỆN TÍCH VÀ TÂM MẶT HỨNG GIÓ. 178 7.10. TÍNH BIÊN ĐỘ LẮC NGANG THEO CÁC PHƢƠNG ÁN TẢI TRỌNG 179 7.11. MÔMEN NGHIÊNG DO GIÓ. 180 7.12. KIỂM TRA ỔN ĐỊNH THEO QUY PHẠM. 181 5
PHẦN VIII. TÍNH TOÁN LỰC CẢN VÀ THIẾT BỊ ĐẨY 185 8.1. TÍNH TOÁN LỰC CẢN. 186 8.2. THIẾT KẾ CHONG CHÓNG. 189 8.2.1. Chọn vật liệu chế tạo. 189 8.2.2. Tính toán hệ dòng theo và hệ số hút. 189 8.2.3. Chọn sơ bộ đƣờng kính chong chóng. 189 8.2.4. Chọn số cánh chong chóng Z. 190 8.2.5. Tính các yếu tố cơ bản của chong chóng. 191 8.3. XÂY DỰNG BẢN VẼ CHONG CHÓNG. 195 8.3.1. Xây dựng hình bao duỗi thẳng của chong chóng. 195 8.3.2. Xây dựng profin cánh. 197 8.3.3. Xây dựng hình chiếu pháp và hình chiếu cạnh . 200 8.3.4. Xây dựng củ chong chóng. 200 8.3.5. Xây dựng tam giác đúc. 203 8.4. KIỂM TRA BỀN CHONG CHÓNG THEO QUY PHẠM. 204 8.4.1. Chiều dày cánh. 204 8.4.2. Tính bán kính góc lƣợn. 208 6
PHẦN I TÌM HIỂU TUYẾN ĐƢỜNG VÀ TÀU MẪU 7
1.1. TUYẾN ĐƢỜNG. Công việc thiết kế ra một con tàu đòi hỏi ngƣời thiết kế phải chọn phƣơng án thiết kê của tàu. Tuyến đƣờng đó nói nên đặc điểm khí tƣợng thủy văn, độ sâu của luồng lạch giúp ngƣời thiết kế lựa chọn kích thƣớc phù hợp. Chính vì vậy ta cần phải tìm hiểu tuyến đƣờng cũng nhƣ cảng đến và cảng đi của tàu. Tàu thiết kế là tàu chở hàng khô, sức chở hàng 5500 tấn, tốc độ 13,5 hải lý, chạy tuyến hạn chế 1 . Từ yêu cầu về cấp hạn chế trên, tôi chọn tuyến đƣờng từ Sài Gòn tới Hồng Kông. 1.1.1. Đặc điểm về cảng biển. 1.1.1.1. Cảng Sài Gòn. Cảng nằm ở hữu ngạn sông Sài Gòn có vĩ độ 10048‟ bắc và 106042‟ kinh đông. Cảng nằm trên một phạm vi dọc bờ dài hơn 2km cách bờ biển 45 hải lý. Khu vực Sài Gòn có chế độ bán nhật triều, biên độ dao động cửa mực nƣớc triều lớn nhất là 3,98m, lƣu tốc dòng chảy là 1m/s. Từ cảng Sài Gòn đi ra biển có 2 đƣờng sông: - Theo sông Sài Gòn ra vịnh Rành Gáy qua sông Lòng Tảo, sông Nhà Bè và sông Sài Gòn. Những tàu có mớn nƣớc khoảng 9m và chiều dài khoảng 210m đi lại dễ dàng theo đƣờng này. - Theo sông Soài Rạp, đƣờng này dài hơn 10 hải lý và tàu phải có mớn nƣớc không quá 6,5m. Con tàu và kho bãi : Khu Nhà Rồng có 3 bến với tổng chiều dài 390 m Khu Khám Hội gồm 11 bến từ kho K0 K10 với tổng chièu dài 1264 m.Về kho bãi khu Khánh Hội có 18 kho với tổng diện tích 45369 m2 và diện tích bãi 15781m2 8
Khu Nhà Rồng có diện tích kho 7225 m2 và 3500 m2 bãi ,tải trọng của kho thấp thƣờng bằng 2 tấn/m2. Các bãi chứa thƣờng nằm sau kho, phổ biến là các bãi xen kẽ, ít có bài liên hoàn. Ngoài hệ thống bán tàu còn có hệ thống phao neo tàu gồm 6 phao ở hữu ngạn sông Sài Gòn và 26 phao ở tả ngạn sông Sài Gòn. Từ khu nhà rồng ra biển theo sông Sài Gòn ra sông gành ráy qua sông lòng tảo, sông nhà bè và sông Sài Gòn với những tàu có chiều cao mớn nƣớc 9m và chiều dài khoảng 40m đi lại dễ dàng. Cảng Sài Gòn nằm cách bờ biển 20 hải lý ở vị trí 10o 48„ vĩ độ bắc và 106o 42„ kinh độ đông. Khu vực cảng nằm giữa hai sông thị nghè và kinh tô. Cảng Sài Gòn chia làm ba khu vực : +Khu thƣợng cảng +Khu quân cảng +Cảng nhà bè Khu thượng cảng : Nằm ở vùng hạ lƣu sông Sài Gòn, là khu vực dùng cho tàu lái buôn loại lớn có bến chính là khánh hội. Độ sâu của cảng từ (9 12)m một lúc có thể cập đƣợc 10 tầu có trọng tải 10.000 tấn và nhiều tàu nội địa. Cảng có 12 cầu tàu bằng bệ dài 1800m và 27 bến đậu để chuyển tải. Khu quân cảng: Độ sâu từ (10 12)m Cảng nhà bè : Cách Sài Gòn 12 km khu vực này dùng để xuất nhập đầu, các loại hàng dễ cháy, dễ nổ. Khu vực này có thể cập 4 tàu viễn dƣơng và 3 tàu nội địa cùng một lúc. Trang thiết bị : Cảng có 4 cần cẩu cũ xếp hàng Pn = 1,5 T 9
Hai cần cẩu có sức nâng 90T + 60T Hai cần cẩucó sức nâng 100T. Hai cần cẩu di động với trọng tải 90T. Tám tấn lai dắt và nhiều xe trở hàng và xe nâng sản xuất. Chế độ thuỷ chiều : Có chế độ bán nhật chiều biên độ lớn nhất của nhật chiếu là 3,98m lƣu tốc dòng chảy là 1m/s. Khí hậu khu vực này chia làm 2 mùa rõ rệt mùa mƣa và mùa khô. Mùa mƣa bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 11 lƣợng mƣa trung bình từ 150 đến 250 (mm) trên mỗi tháng, mỗi tháng có từ khoảng 18 đến 19 ngày mƣa. mùa khô bắt đầu từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau. Khu vực này có hệ thống cung cấp nhiên liệu thuận lợi. Giao thông trong cảng : Đƣờng hai chiều, xe tải đi lại dễ dàng. Kho bãi : Kho chứa đƣợc 40.000T không kể kho chứa hàng đông lạnh. Hình 1.1. Sơ đồ cảng Sài Gòn. 10
1.1.1.2. Cảng Hồng Kông. Cảng Hồng Kông nằm ở 22o11‟ vĩ độ Bắc và 114o11‟ độ kinh Đông. Cảng có thể tiếp nhận các tàu 60000 DWT, chiều dài 288m. Tuy nhiên luồng ở của chỉ cho phép tàu có mớn nƣớc 10,9m ra vào đƣợc. Các bến nƣớc sâu đƣợc tập trung ở bán đảo Konlum, ở đay có 12 bến cho tàu cho tàu viễn dƣơng, với độ sâu khi nƣớc triều kiệt là 9,6m. Bến Container đƣợc bố trí ở khu Kwaichung ở đây có ba bến với một độ sâu trƣớc bến là 12,4 m. Cảng làm việc 24 giờ trong ngày . Thiết bị làm hàng bách hóa của cảng từ 1 đến 100 tấn. Cảng cung cấp lƣơng thực thực phẩm bất kì lúc nào. Khả năng thông qua cảng khoảng 37 triệu tấn 1 năm trong đó chủ yếu là hàng nhập khẩu . Điều kiện tự nhiên của Hồng Kông là chịu ảnh hƣởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa, thủy chiều đều đặn, các dòng hải lƣu rất ít ảnh hƣởng đến sự đi lại của tàu, xong do đi lên phía bắc nên chịu ảnh hƣởng của gió mùa đông bắc từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau, ở vùng biển này lƣợng mƣa tập trung vào tháng sáu tháng bảy, lƣợng mƣa trung bình là 1964mm. Tại vùng biển Đông có thể xuất hiện bão đột ngột thƣờng từ cấp 5 đến cấp 7. Từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau thƣờng có sƣơng mù nên tàu hành trình khó khăn . Ở vùng biển này chịu ảnh hƣởng của dòng hải lƣu nóng chảy từ bờ biển Châu Á lên phía Bắc rồi theo bờ biển về Châu Mỹ quay về xích đạo tạo thành vòng kín và dòng hải lƣu lạnh chảy ngƣợc từ Bắc Mỹ về phía nam theo bờ biển Châu Á. Do các dòng hải lƣu nên tốc độ của tàu cũng bị ảnh hƣởng . Hình 1.2. Cảng Hồng Kông. 11
1.1.2. Kết luận. Tuyến đƣờng giữa 2 cảng Sài Gòn – Hồng Kong quãng đƣờng : S = 911 hải lý Vận tốc thiết kế tàu: v = 13,5 knots S Thời gian hành trình: t 2,81 ngày 24.v Độ sâu cho các tàu có thể dễ dàng truy cập từ biển: Tmax = 9 m Trong thời gian hành trình còn phải có thời gian dự trự để sử dụng vào các công việc khác nhƣ :nghỉ,sửa chữa,bảo dƣỡng,tránh bão. Do đó, ta chọn thời gian hành trình là: t = 7 ngày Hình 1.3. Sơ đồ hành trình. 12
Bảng 1.1. Định biên trên tàu Chức danh Chức danh Số lƣợng Số lƣợng ( Ranks ) (Number) (Ranks) (Number) Thuyền trƣởng Máy trƣởng (Chief 1 1 (Master) Engineer) Máy hai (Second Đại phó (Chief Officer) 1 1 Engineer) Sỹ quan boong Sỹ quan máy 2 3 (Deck Officer) (Engine Officer) Thợ máy trực ca Thuỷ thủ trực ca 5 (Engine Watchkeeping 5 (Deck Watchkeeping Rating) Rating) Sỹ quan TTVT hoặc Sỹ quan boong có G.O.C (Radio Officer 2 Đầu bếp, Phục vụ 2 or Deck Officer holding G.O.C) Tổng 23 thuyền viên trên tàu 13
1.2. TÀU MẪU. Việc tìm hiểu tàu mẫu có vai trò quan trọng ban đầu trong xây dựng cơ bản của tàu mẫu đánh giá tính năng, của tàu trong quá trình đóng mới, khai thác từ đó rút kinh nghiệm khuyết điểm và áp dụng ƣu điểm vào tàu đƣợc thiết kế. Với mục đích đó, tàu mẫu phải thỏa mãn điều kiện sau : + Cùng công dụng, loại tàu + Cùng câp vùng hoạt động, cấp thiết kế + Cùng vật liệu đóng + Các thông số tàu nhƣ chiều dài, chiều rộng, chiều cao, lƣợng chiếm nƣớc, vận tốc .phải gần sát nhau. Nguồn: Cục đăng kiểm Việt Nam ( Bảng 1.2. Thông số tàu mẫu. STT Thông số Hoàng Anh 25 Giang hải 11 Royal 18 1 IMO 9663374 9557355 9591662 2 Năm đóng 2012 2011 2010 3 Loại tàu Hàng khô Hàng khô Hàng khô 4 mh 5098,6 5262,9 5617,5 5 Lmax 110 112 118,5 6 Lpp 106 107 112 7 B 18,2 18,2 18,2 8 D 9 9 9,2 9 T 6,8 6,8 6,9 10 L/B 5,824 5,879 6,154 11 B/T 2,68 2,68 2,64 12 D/T 1,3 1,324 1,333 13 Δm 6647,4 6699,1 7128 14 CB 0,720 0,730 0,730 15 ηh 0,52 0,536 0,56 16 Công suất 1765 1765 1765 17 Tốc độ 13 14 13,5 14
PHẦN II KÍCH THƢỚC CHỦ YẾU 16
2.1. XÁC ĐỊNH KÍCH THƢỚC CHỦ YẾU 2.1.1. Xác định lượng chiếm nước sơ bộ. Từ phƣơng trình xác định lƣợng chiếm nƣớc: mhhm h sb (2.1) sb h Trong đó : - mh = 5500 t – khối lƣợng hàng hóa. - h : Hệ số lợi dụng lƣợng chiếm nƣớc theo khối lƣợng hàng. - Theo bảng 2.2 - tr18/ STKTĐTT . T1 lấy đối với tầu hàng cỡ nhỏ và cỡ trung : h = 0,57  0,7 - Chọn h = 0,6 mh 5500 Ta có: sb = 9167 T h 0,6 2.1.2. Xác định chiều dài tàu. Chiều dài tƣơng đối: L l = (2.2) 3 D / Theo L.M. Nogid( tr163/LTTK): 1/3 l = cnv = 5,3 Với cn = 2,16 L = l 3 / = 5,3 3 9167 /1,025 = 105,6 (m) Chọn L = 107,8 (m) 17
2.1.3. Xác định các hệ số béo. 2.1.3.1. Tính số Frut. v Fr (2.3) g.L Trong đó v : tốc độ tàu, v = 13,5 (knot) = 6,944 (m/s) L : chiều dài tàu, L = 107,8 (m) g : gia tốc trọng trƣờng, g = 9,81 (m/s2) => Fr = 0,2214 2.1.3.2. Xác định các hệ số béo. Hệ số béo thể tích CB tính theo công thức 4.2 trang 67, " Bài giảng thiết kế đội tàu”. CB = 1,085 – 1,68.Fr = 1,085 – 1,68.0,2214 = 0,725 (2.4) Kết hợp với tàu mẫu chọn CB = 0,74 Hệ số béo sƣờn giữa (Giáo trình Lý thuyết thiết kế tàu thủy trang 79) CMB 0,926 0,085.C 0,004 0,9957 ± 0,004 (2.5) Kết hợp với tàu mẫu chọn CM = 0,98 Hệ số béo đƣờng nƣớc (Bài giảng Thiết kế đội tàu trang 62) CW = 0,205+ 0,85.CB = 0,826 (2.6) Kết hợp với tàu mẫu chọn CW = 0,86 Hệ số béo dọc tàu: CB 0,8 CP 0,75 (2.7) CM 0,99 18
2.2.4. Chiều rộng, chiều chìm, chiều cao mạn. Ta có: Δm = k CBLBT (2.8) Trong đó: k là hệ số kể tới phần nhô, chiều dày tôn thuộc bề mặt ngâm nƣớc của tàu. k = 1,007 = 1,025 (t/m3) - khối lƣợng riêng của nƣớc. sb 9167 tấn. 2 BT = m/ k CBL, (m ) 9167 BT = m 116,83 (m2) (*) k CB L 1,007.1,025.0,74.107,8 Mặt khác theo phƣơng trình ổn định có b = B/T =6h 3,47 k h = 2,491 (2.9) T g T  Trong đó: Chọn h 0,1 kg = 0,64 lấy đối với tàu hàng mạn khô tối thiểu chở đầy hàng ( STKTĐT1). hT:Theo thống kê đối với tàu hàng có mạn khô tối thiểu tính đến tính chống chìm và khả năng chống nƣớc hắt lên boong có: D/T = 1,15  1,35 Chọn D/T = 1,32 D b 1,32 T T Chọn tỷ số B/T, D/T theo tàu mẫu ta có: B h 2,491 T T 19
D 1,32 T Kết hợp với (*) ta có: B.T 116,83 ( ) B 2,491 T Từ ( ) suy ra: B = 17,191 (m) T = 6,796 (m) D = 8,97 (m) Kết luận : Vậy kích thƣớc sơ bộ của tàu : L = 107,8 (m) CB = 0,74 B = 18,2 (m) CM = 0,98 T = 6,8 (m) CW = 0,85 D = 9 (m) CP = 0,75 2.3. NGHIỆM LẠI CÁC KÍCH THƢỚC CHỦ YẾU ĐÃ CHỌN. 2.3.1. Nghiệm lại lượng chiếm nước theo phương trình sức nổi. 1B k. .C .LBT 1,007.1,025.0,74.107,8.18,2.6.8=9290,23(tấn) (2.10) sb 9167 t Kiểm tra sai số: 9290,23 9167 1 sb .100 .100 1,59% Vậy các kích thƣớc đã cho thỏa mãn. 2.3.2. Nghiệm lại khối lượng tàu theo phương trình khối lượng. m = mi = 0 + DW (2.12) Trong đó: 20
0 – là khối lƣợng tàu không (Lightship weight); DW – trọng tải tàu. 2.3.2.1. Khối lượng tàu không ∆0. Trong giai đoạn thiết kế ban đầu, khối lƣợng tàu không đƣợc chia ra thành các thành phần khối lƣợng sau: 0 = (mvt+ mtbh + mm + m )k (tấn) (2.13) Tàu mẫu 0tính toán 0thực tế Sai số HOÀNG ANH 25 1589 1548,8 2,6 GIANG HẢI 11 1589 1436,2 10,64 ROYAL 18 1592,01 1540,5 3,34 Từ bảng giá trị sai số trên, chọn hệ số k = 1 Trong đó: mvt – khối lƣợng thân tàu.; mtbh – Khối lƣợng các trang thiết bị, hệ thống ; mm – khối lƣợng trang thiết bị năng lƣợng; m – Khối lƣợng dự trữ lƣợng chiếm nƣớc. Khối lượng thân tàu mv: mvt = mv+mtt, tấn Trong đó: mv – Khối lƣợng phần thân chính của vỏ tàu; mtt – Khối lƣợng phần thƣợng tầng. Khối lƣợng phần thân chính của vỏ tàu có thể đƣợc xác định theo công thức: k2 k3 k4 mv = k1L B D = 2431,44 (tấn) (2.14) 21
Giá trị của các hệ số k trong công thức (2.14) đƣợc xác định dựa vào bảng sau: k1 k2 k3 k4 Tàu hàng 0,0318 1,6 1 0,26 Khối lƣợng phần thƣợng tầng có thể đƣợc xác định sơ bộ dựa vào khối lƣợng phần thân chính của vỏ tàu và loại tàu: Đối với tàu hàng khô: mtt =(6÷7)%mv = 0,06.mv = 170,20 (tấn) (2.15) Khối lượng thiết bị tàu. k2 mtbh = k1(L.B.D) = 675,2 (tấn) (2.16) Giá trị của các hệ số k trong công thức (2.13) đƣợc xác định dựa vào bảng sau: k1 k2 Tàu hàng khô 6,179 0,48 Khối lượng trang thiết bị năng lượng. k2 mm = k1.Ne (2.17) Trong đó: Ne – công suất của tổ hợp thiết bị năng lƣợng, kW. Giá trị của các hệ số k1 và k2 trong công thức (2.16) phụ thuộc vào loại máy chính và đƣợc xác định dựa vào bảng sau: 22
k1 k2 Động cơ diesel (2 kỳ) 2,41 0,62 Động cơ diesel (4 kỳ) 1,88 0,60 2 x Diesel (2 kỳ) 2,35 0,60 Turbine hơi 5,00 0,54 Công suất máy Ne đƣợc tính dựa theo phƣơng trình sức cản -Tính sức cản: Ta sử dụng phƣơng pháp Holtrop- Mennen để tính lực cản của tàu. Giới hạn của phƣơng pháp: L/B B/T CP 5,1< L/B < 7,1 2,4 < B/T < 3,2 0,7 < CP < 0,85 Ta có: L/B = 5,9 ; B/T = 2,67 ; CP = 0,75 Vậy thông số của tàu thỏa mãn giới hạn trên nên. Ta có: Sức cản toàn bộ của tàu: RT R F01(1 k ) R APP R w R B R TB R A (2.18) Trongđó: RFO(1+k1)_Sức cản ma sát tƣơng đƣơng; RAPP_Sức cản phần nhô; Rw_Sức cản sóng; RB_Sức cản áp suất bổ xung do mũi; RTB_Sức cản áp suất bổ xung do ngập đuôi kiểu tuần dƣơng hạm; RA_Hiệu chỉnh sai khác mô hình tàu. 23
Bảng 2.1. Tính lực cản theo Holtrop- Mennen. Đại Đơn STT lƣợng Các giá trị tính toán vị tính toán 1 vS hl/h 12 12,5 13 13,5 14 2 v m/s 6,173 6,430 6,687 6,944 7,202 3 v2 m2/s2 38,103 41,345 44,719 48,225 51,863 4 Fr 0,188 0,196 0,204 0,211 0,219 5 CP 0,745 0,745 0,745 0,745 0,745 6 lcb %L -2,000 -2,000 -2,000 -2,000 -2,000 7 LR m 23,094 23,094 23,094 23,094 23,094 8 c12 0,538 0,538 0,538 0,538 0,538 9 c13 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 10 1+k1 1,266 1,266 1,266 1,266 1,266 11 S m2 2758,964 2758,964 2758,964 2758,964 2758,964 12 Re.10-9 0,571 0,594 0,618 0,642 0,666 3 13 CF.10 1,643 1,634 1,626 1,618 1,611 14 RF kN 88,521 95,549 102,828 110,356 118,134 15 1+k2 2,800 2,800 2,800 2,800 2,800 16 RAPP kN 0,184 0,200 0,216 0,233 0,250 17 c7 0,165 0,165 0,165 0,165 0,165 18 iE Độ 28,38 28,38 28,38 28,38 28,38 19 c1 2,919 2,919 2,919 2,919 2,919 20 c3 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 21 c2 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 22 c5 0,894 0,894 0,894 0,894 0,894 23 c16 1,211 1,211 1,211 1,211 1,211 24 m1 -2,119 -2,119 -2,119 -2,119 -2,119 25 c15 -1,694 -1,694 -1,694 -1,694 -1,694 26 m4 0,000 0,000 -0,001 -0,002 -0,005 27 λ 0,896 0,896 0,896 0,896 0,896 28 Rw kN 18,720 26,419 36,381 48,844 64,165 29 PB 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 30 Fri 0,725 0,753 0,780 0,808 0,834 31 RB kN 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 32 FrT 2,016 2,100 2,184 2,268 2,352 33 c6 0,119 0,116 0,113 0,109 0,106 34 RTR kN 37,292 39,326 41,302 43,212 45,043 35 c4 0,040 0,040 0,040 0,040 0,040 36 CA 0,0005 0,0005 0,0005003 0,0005 0,0005 37 RA 27 29 32 34 37 38 Rtotal kN 220,554 247,12 298,43 360,539 431,05 39 PE kW 1474,88 1716,11 2149,7 2689,188 3325,714 24
Vậy công suất máy chính: P Ne E = 4,081 (kW) (2.19) 0,85.0,65.0,98 Tra catalog máy ta tìm đƣợc máy có kí hiệu: 6S35MC của hãng MAN B&W có công suất Ne = 4200 (kW) Do vậy công suất máy chính là: Ne = 4200 (kW ) Với Ne tính đƣợc ở trên ta có: 0,6 mm= 1,88.4200 = 800,22 (tấn) (2.20) Dự trữ lượng chiếm nước và ổn định. m = ( 0,01 ÷ 0,02 ) = 0,01.5500 = 55 (tấn) (2.21) 25
Vậy: 0 = (mvt+ mtbh + mm + m )k (2.22) = (2601,64 + 675,22 + 800,22 + 55).0,8 = 3603,08 t 2.3.2.2 Khối lượng thuyền viên, dự trữ lương thực, thực phẩm, nước ngọt. - Khối lƣợng thuyền viên và hành lý + Chọn số thuyền viên theo tàu mẫu là 23 thuyền viên. + Đối với tàu chạy biển k/lg của 1 thuyền viên + hành lý là 130 kg = 23 x 130 = 2990 kg = 2,99 t - Khối lƣợng lƣơng thực, thực phẩm, thành phần khối lƣợng này lấy bằng 4kg cho 1 ngƣời trong 1 ngày đêm. Chọn số ngày hành trình ( kể cả thời gian nằm bến ) là 7 ngày. = 7 x 23 x 4 = 644 kg = 0,644 t - Khối lƣợng nƣớc uống + nƣớc sinh hoạt: nƣớc uống và tắm rửa cho 1 ngƣời một ngày một đêm là 100 lít. Vậy thành phần khối lƣợng này là: = 100 x 23 x 7 = 16100 lít = 16.1 tấn => Vậy: khối lƣợng thuyền viên +dự trữ lƣơng thực + nƣớc ngọt = 19,734 tấn 2.3.2.3.Khối lượng dự trữ nhiên liệu, dầu mỡ bôi trơn . m16= m1601+ m1602+m1603 = knl.m1601 = 197 (tấn) Trong đó: knl = 1,09 0,03, hệ số nhiên liệu. m1601 = kMt.m‟nl.Ne , khối lƣợng chất đốt m1601 = 1,3.168.0,14.4200/1000 = 128,4 tấn kM- hệ số dự trữ hàng hải để ý đến thời gian đỗ bến hành trình, gặp bão, dòng chảy và rong rêu hà rỉ: km = 1,13÷ 1,3; t = 168 h - thời gian hành trình; (giờ); Ne (kW) - công suất tổ hợp TBNL; 26
m‟nl - suất tiêu hao nhiên liệu.với động cơ Diesel m‟nl =(0,11÷ 0,14)kg/kW.h 2.3.2.4.Khối lượng hàng hóa . Theo yêu cầu của nhiệm vụ thƣ thiết kế, sức chở hàng của tàu là 5500 tấn m15 = 5500 (tấn) (2.23) Vậy: Khối lƣợng toàn bộ của tàu thiết kế tính theo các khối lƣợng thành phần là: 2 = ∑Mi = 9183 tấn Mà 1 = 9290,23 (tấn) - theo (2.10) 21 0  .100 0 1,154 % (2.24) 1 Sai số cho phép của LCN< 3% Vậy lƣợng chiếm nƣớc tàu thiết kế đã thỏa mãn. 2.4. KIỂM TRA SƠ BỘ DUNG TÍCH KHOANG HÀNG. Chọn chiều dài sơ bộ các khoang nhƣ sau: + Chiều dài khoang mũi (5-8)%L < Lf < 10m = 8,4 (m) + Chiều dài khoang đuôi La = 5% L = 8,4 (m) + Chiều dài buồng máy Lbm = (11-13)%L = 15,6 (m) + Chiều dài khoang hàng Lkh =L-Lf-La-Lbm = 75,35 (m) Chiều cao đáy đôi không nhỏ hơn trị số hđđ=B/16 = 1,14 (m) Lấy chiều cao đáy đôi bằng hđđ = 1,2 (m). Vtt = (1-k).Lkh.Bh(D – hđđ)CBkh (2.25) = (1-0,1).75,35.18,2.(9 -1,2).0,89 = 9078,05 (m3) Trong đó : Lh : Tổng chiều dài khoang hàng .Lkh = 75,35 (m) 27
kng : Hệ số hiệu chỉnh tính đến sự chiếm chỗ của két hông và két đỉnh mạn. kng = 0,1. CBkh : Hệ số béo thể tích khoang hàng = CB + 0,15 = 0,89 2.4.1. Dung tích yêu cầu. 3 Vyc = p.m15 = 1,66.5500 = 9130 (m ) (2.24) 3 Chọn p = 1,66 (m /t) Bảng hệ số dung tích Tên gọi Hệ số Gạo 1,48- 1,62 Đậu 1,39- 1,67 tt yc VVkh kh 9078,05 9130 yc .100 .100 0,57% 12 m : hmin = (0,04 – 0,05)B = (0,728 ÷ 0,91) Mặt khác chiều cao tâm nghiêng ban đầu của tàu thiết kế là: h0 = r + ZC - ZG = 6,82 + 6,8 - 8,45 = 3,39 (m) ZG = kg.D = 0,65.9 = 4,42 (m) CW 0,85 ZTC 6,8 3,63 (m) CCWB 0,85 0,74 28
BB2C 2 20,85 2 18,2 2 ra W 4,2 (m) TCT11,4 11,4.0,74 6,8 B kg = 0,52 † 0,65 , đối với các tàu hàng. kg =0,55 † 0,59, đối với các tàu chở dầu. So sánh: H0 ≥ hmin : ổn định ban đầu của tàu đƣợc đảm bảo 2.5. KẾT LUẬN. Kí STT Đại lƣợng Giá trị Đơn vị hiệu 1 Chiều dài hai đƣờng vuông góc Lpp 107,8 (m) 2 Chiều rộng tàu B 18,2 (m) 3 Chiều chìm tàu T 6,8 (m) 4 Chiều cao mạn D 9 (m) 5 Hệ số béo thể tích CB 0,74 - 6 Hệ số béo sƣờn giữa CM 0,98 - 7 Hệ số béo đƣờng nƣớc CWP 0,85 - 8 Hệ số béo dọc tàu CP 0,7551 - 9 Lƣợng chiếm nƣớc khối lƣơng Δ 9183 tấn 10 Lƣợng chiếm nƣớc thể tích  8959 m3 29
PHẦN III XÂY DỰNG TUYẾN HÌNH 30
3.1.ĐẶT VẤN ĐỀ. Hình dáng thân tàu do đƣờng hình dáng hay tuyến hình của tàu quyết định. Tuyến hình của tàu ảnh hƣởng trực tiếp đến các tính năng cơ bản của con tàu nhƣ tính di động, tính ổn định, tính ăn lái , đảm bảo sự thuận lợi để bố trí các trang thiết bị trên tàu cũng nhƣ đầy đủ dung tích để chở hàng. Ngoài ra tuyến hình còn đảm bảo cho khả năng công nghệ đóng tàu và tính thẩm mỹ của con tàu Mỗi một loại tàu lại có những yêu cầu về tính năng riêng do đó tuyến hình từng loại tàu cũng khác nhau. Trong khi thiết kế phải chú ý đến đặc điểm của con tàu mà thiết kế đƣờng hình dáng cho thích hợp. Tuy vậy cũng có thể đƣa ra một số yêu cầu chung khi thiết kế tuyến hình. Đó là : - Tối ƣu hóa về mặt sức cản - Đảm bảo cho tàu vận hành tốt trên sóng - Phối hợp tốt với sự làm việc của thiết bị lái và thiết bị đẩy - Thuận lợi cho quá trình công nghệ Thiết kế tuyến hình cũng có nhiều phƣơng pháp nhƣ tính chuyển từ tàu mẫu, thiết kế theo mô hình, thiết kế mới, phƣơng pháp tính chuyển cục bộ Kí STT Đại lƣợng Giá trị Đơn vị hiệu 1 Chiều dài hai đƣờng vuông góc Lpp 107,8 (m) 2 Chiều rộng tàu B 18,2 (m) 3 Chiều chìm tàu T 6,8 (m) 4 Chiều cao mạn D 9 (m) 5 Hệ số béo thể tích CB 0,73 - 6 Hệ số béo sƣờn giữa CM 0,98 - 7 Hệ số béo đƣờng nƣớc CWP 0,85 - 8 Hệ số béo dọc tàu CP 0,7551 - 9 Lƣợng chiếm nƣớc khối lƣơng Δ 9183 tấn 10 Lƣợng chiếm nƣớc thể tích  8959,04 m3 Theo 9.71[LTTK.Tr127]:Hoành độ tâm nổi CB 0,65 XCB L.0,022 Sin 0,5 (0,7 ÷ 3,1) m (3.1) 2 0,15 Chọn XCB = 1,45 (m) Vì yêu cầu chở hàng nên thiết kế tàu có đoạn thân ống. 31
Hình dáng mũi và đuôi tàu + Mũi tàu: chọn dạng mũi vát nhƣ hình vẽ + Đuôi tàu: chọn đuôi tuần dƣơng có dạng nhƣ hình vẽ Chiều dài đoạn thon mũi và thân ống: Xác định chiều dài các đoạn thon mũi, thân ống P, thon đuôi R,Với tàu có CB = 0,7÷0,8 , Theo bảng 4.9, trang 212, (STKTĐT.1) ta có: Chiều dài đoạn thân ống : m = LP = 34,5%L = 37 m Chiều dài đoạn thon mũi : e = LE = 27%L = 29 m Chiều dài đoạn thon đuôi : r = LR= 38,5%L = 41,5 m Hệ số béo dọc phần thon mũi CPe và phần thon đuôi CPr : 32
LL CPt.e C 22 0,6 (3.2) Pe e LL CPs.r C 22 0,64 (3.3) Pr r Ta có: 100X C C  1 c 0,78 (3.4) Pt P 2 L(14 8CPP 28C ) 100X C C  1 c 0,726 (3.5) Ps P 2 L(14 8CPP 28C ) Diện tích sƣờn lớn nhất của tàu 2 ωmax = CM.B.T = 120,511 (m ) (3.6) Tính ωm và ωđ : 2 ωm = (2CPe - 1).ωmax = 24,229 (m ) (3.7) 2 ωđ = (2CPr- 1).ωmax = 34,72 (m ) (3.8)  Nửa góc vào nƣớc của đƣờng nƣớc thiết kế vn 16,50 2 3.2. CÁC BƢỚC XÂY DỰNG TUYẾN HÌNH. 3.2.1. Xây dựng đường nước trung bình. 33
Từ đƣờng cong diện tích sƣờn ta chia tàu theo 20 sƣờn lý thuyết đo trên đƣờng cong diện tích sƣờn. 2 Sƣờn wi (m ) ki i kiwi i.kiwi 0 2,887 1 -10 2,887 -28,87 1 25,609 2 -9 51,218 -461 2 51,197 2 -8 102,39 -819,2 3 73,806 2 -7 147,61 -1033 4 94,501 2 -6 189 -1134 5 109,917 2 -5 219,83 -1099 6 117,732 2 -4 235,46 -941,9 7 120,511 2 -3 241,02 -723,1 8 120,511 2 -2 241,02 -482 9 120,511 2 -1 241,02 -241 10 120,511 2 0 241,02 0 11 120,511 2 1 241,02 241,02 12 120,511 2 2 241,02 482,04 13 120,511 2 3 241,02 723,07 14 120,511 2 4 241,02 964,09 15 117,715 2 5 235,43 1177,2 16 111,053 2 6 222,11 1332,6 17 90,075 2 7 180,15 1261,1 18 62,395 2 8 124,79 998,32 19 32,513 2 9 65,026 585,23 20 0 1 10 0 0 Tổng 3404,1 801,17 Quá trình tính toán đƣợc thể hiện theo bảng sau: Nghiệm lại lƣợng chiếm nƣớc : L k w 9403,4 (t) (3.9) mTT i i 2 Trong đó: ΔL = 5,39 (m) - là khoảng cách giữa các sƣờn lí thuyết.   tấn/m3) - là khôi lƣợng riêng của nƣớc biển. So sánh với lƣợng chiếm nƣớc thiết kế ta có mTT mTK 9426 9183 m .100% .100% 2,4 Vậy lƣợng chiếm nƣớc thiết kế thoả mãn điều kiện. 34
Hoành độ tâm nổi XB thực tế: iki iw i 901,17 XLBTT . .5,39 1,427 (m) (3.11) kiiw 3404,1 So sánh hoành độ tâm nổi thực tế với hoành độ tâm nổi XXBTT BTK 1,427 1,45 X B .100% .100% 1,593 Do vậy hoành độ tâm nổi của tàu thiết kế thoả mãn điều kiện. 3.2.2. Đường cong đường nước thiết kế. Hình dáng của đƣờng nƣớc thiết kế có ảnh hƣởng đến sức cản của tàu.  Nửa góc vào nƣớc của đƣờng nƣớc thiết kế: vn 16,50 2 Xác định hoàng độ tâm đƣờng nƣớc thiết kế Xf: L X 1,75 CC 3,5C2 1 (3.13) f 100 WWWPPP 107,8 X 1,75 0,85 3,5.0,852 1 0,85 -2,141 (m) f 100 Hệ số béo đƣờng nƣớc đoạn thon mũi: CWPe C WP 0,125. 1-C WP (3.14) CWPe 0,84 0,125. 1 - 0,84 0,8016 Hệ số béo đƣờng nƣớc đoạn thon đuôi: CWPr C WP 0,125. 1-C WP (3.15) CWPr 0,85 0,125. 1 - 0,85 0,898 AA‟ = B(CWPr - 0,5) = 7,25 BB‟ =B(CWPe - 0,5) = 5,49 Từ đƣờng cong diện tích dƣờng nƣớc thiết kế ta chia tàu theo 20 sƣờn lý thuyết đo trên đƣờng cong diện tích đƣờng nƣớc thiết kế. 35
Sƣờn yi ki ki.yi i ki.yi.i 0 6,53 1 6,53 -10 -65,3 1 7,2 2 14,4 -9 -129,6 2 7,8 2 15,6 -8 -124,8 3 8,2 2 16,4 -7 -114,8 4 8,8 2 17,6 -6 -105,6 5 8,875 2 17,75 -5 -88,75 6 9 2 18 -4 -72 7 9,1 2 18,2 -3 -54,6 8 9,1 2 18,2 -2 -36,4 9 9,1 2 18,2 -1 -18,2 10 9,1 2 18,2 0 0 11 9,1 2 18,2 1 18,2 12 9,1 2 18,2 2 36,4 13 9,1 2 18,2 3 54,6 14 9,1 2 18,2 4 72,8 15 8,8 2 17,6 5 88 16 8,3 2 16,6 6 99,6 17 7,8 2 15,6 7 109,2 18 7,35 2 14,7 8 117,6 19 6,3 2 12,6 9 113,4 20 0 1 0 10 0  304,98 -100,3 Nghiệm lại diện tích đƣờng nƣớc thiết kế: 2 STT = ∆L∑yiki =5,39.304,98 = 1677,4 (m ) 2 STK = CWP.L.B =0,85.107,8.18,2 = 1667,7 (m ) So sánh với diện tích đƣờng nƣớc thiết kế ta có: SS 1677,4 1667,7 S TT TK .100% .100% 0,58 < 3% (3.15) STK 1667,7 Vậy diện tích đƣờng nƣớc thiết kế thoả mãn điều kiện. Hoành độ tâm đƣờng nƣớc thiết kế thực tế: M L2 y k i X y ii (3.16) fTT SS M 5,392 .( 100,3) X y -2,21 (m) fTT S 1677,4 So sánh hoành độ tâm đƣờng nƣớc thực tế với hoành độ tâm đƣờng nƣớc thiết kế ta có: 36
XXfTT fTK X f .100% (3.17) X fTK 2,21 ( 2,19) X .100% 2,17 Do vậy hoành độ tâm nổi của tàu thiết kế thoả mãn điều kiện 3.2.3.Xây dựng sườn giữa và các sườn thân ống. Ta chọn dạng sƣờn giữa có dạng đáy bằng mạn phẳng, hông tròn với bán kính lƣợn hông R đƣợc tính nhƣ sau: R 1,525 (1 CMM ) BT 1,525 (1 C ) BT 1,709 (m) (3.18) Chọn: R = 1,7 (m) 3.2.4. Dựng các sườn cân bằng theo phương pháp I,A,Ia-kov-lev. Chọn các sƣờn vùng mũi tàu có dạng chữ U vừa , các sƣờn vùng đuôi tàu chủ yếu là dạng chữ U vừa và một số sƣờn phía gần mút đuôi có dạng chữ V. Dựng các sƣờn theo phƣơng pháp I,A,Ia-kov-lev nhƣ B232 Với các sƣờn đặc biệt nhƣ những sƣờn không cắt DNTK và các sƣờn mũi quả lê thì chúng ta xây dựng các sƣờn này phù hợp với dạng cong của vỏ bao và đoạn nối tiếp để dễ dàng công nghệ nên ta sẽ xây dựng sau. 37
Trong đó: T: Chiều chìm tàu, yj: Chiều rộng của đƣờng sƣờn thứ j lấy tại đƣờng nƣớc thiết kế đã xây dựng ở trên.  i: diện tích sƣờn thứ i, giá trị này đƣợc lấy từ đƣờng cong diện tích đƣờng sƣờn. Sƣờn 0 ΔT = 1,7 (m) Sƣờn 1 ΔT = 1,7 (m) ĐN yi (m) ki yi.ki ĐN yi (m) ki yi.ki 0 - 1 - 0 - 1 - 1700 - 2 - 1700 1,488 2 2,976 3400 - 2 - 3400 1,515 2 3,03 5100 - 2 - 5100 1,182 2 2,364 6800 2,167 1 2,167 6800 4,875 1 4,875   2,167   12,8 W = 4,334 W = 25,6 Sƣờn 2 ΔT = 1,7 (m) Sƣờn 3 ΔT = 1,7 (m) ĐN yi (m) ki yi.ki ĐN yi (m) ki yi.ki 0 0,569 1 0,569 0 0,978 1 0,978 1700 2,652 2 5,304 1700 4,512 2 9,024 3400 3,765 2 7,53 3400 5,82 2 11,64 5100 5,142 2 10,284 5100 6,953 2 13,906 6800 6,447 1 6,447 6800 7,858 1 7,858   25,565   36,403 W = 51,197 W = 72,806 Sƣờn 4 ΔT = 1,7 (m) Sƣờn 5 ΔT = 1,7 (m) ĐN yi (m) ki yi.ki ĐN yi (m) ki yi.ki 0 2,545 1 2,545 0 4,649 1 4,649 1700 6,294 2 12,588 1700 7,823 2 15,646 3400 7,525 2 15,05 3400 8,595 2 17,19 5100 8,295 2 16,59 5100 9,036 2 18,072 6800 8,816 1 8,816 6800 9,1 1 9,1   47,294   54,583 W = 94,501 W = 109,17 38
Sƣờn 6 ΔT = 1,7 (m) Sƣờn 7 ΔT = 1,7 (m) ĐN yi (m) ki yi.ki ĐN yi (m) ki yi.ki 0 6,23 1 6,23 0 7,189 1 7,189 1700 8,73 2 17,46 1700 9,1 2 18,2 3400 9,082 2 18,164 3400 9,1 2 18,2 5100 9,1 2 18,2 5100 9,1 2 18,2 6800 9,1 1 9,1 6800 9,1 1 9,1   58,866   60,255 W = 117,732 W = 120,51 Sƣờn 8-13 ΔT = 1,7 (m) ĐN yi (m) ki yi.ki 0 7,189 1 7,189 1700 9,1 2 18,2 3400 9,1 2 18,2 5100 9,1 2 18,2 6800 9,1 1 9,1   60,256 W = 120,51 Sƣờn 14 ΔT = 1,7 (m) Sƣờn 15 ΔT = 1,7 (m) ĐN yi (m) ki yi.ki ĐN yi (m) ki yi.ki 0 7,189 1 7,189 0 6,305 1 6,305 1700 9,1 2 18,2 1700 8,697 2 17,394 3400 9,1 2 18,2 3400 9,1 2 18,2 5100 9,1 2 18,2 5100 9,1 2 18,2 6800 9,1 1 9,1 6800 9,1 1 9,1   60,255   58,822 W = 120,51 W = 117,643 39
Sƣờn 16 ΔT = 1,7 (m) Sƣờn 17 ΔT = 1,7 (m) ĐN yi (m) ki yi.ki ĐN yi (m) ki yi.ki 0 4,869 1 4,869 0 2,275 1 2,275 1700 7,979 2 15,958 1700 6,362 2 12,724 3400 8,712 2 17,424 3400 7,25 2 14,5 5100 8,987 2 17,974 5100 7,739 2 15,478 6800 9,1 1 9,1 6800 8,115 1 8,115   55,527   45,038 W = 111,053 W = 90,075 Sƣờn 18 ΔT = 1,7 (m) Sƣờn 19 ΔT = 1,7 (m) ĐN yi (m) ki yi.ki ĐN yi (m) ki yi.ki 0 0,555 1 0,555 0 0 1 0 1700 4,229 2 8,458 1700 2,004 2 4,008 3400 5,031 2 10,062 3400 2,577 2 5,154 5100 5,678 2 11,356 5100 3,133 2 6,266 6800 6,272 1 6,272 6800 3,697 1 3,697   31,198   16,704 W = 62,395 W = 33,407 Sƣờn 20 ΔT = 1,7 (m) ĐN yi (m) ki yi.ki 0 - 1 - 1700 0 2 0 3400 0 2 0 5100 0 2 0 6800 0 1 0   0 W = 0 40
3.2.5. Kiểm tra lượng chiếm nước. 2 Sƣờn wi (m ) ki i ki.wi i.ki.wi 0 4,334 1 -10 4,334 -43,34 1 25,6 2 -9 51,2 -460,8 2 51,197 2 -8 102,39 -819,2 3 72,806 2 -7 145,61 -1019 4 94,5005 2 -6 189 -1134 5 109,166 2 -5 218,33 -1092 6 117,732 2 -4 235,46 -941,9 7 120,51 2 -3 241,02 -723,1 8 120,511 2 -2 241,02 -482 9 120,51 2 -1 241,02 -241 10 120,511 2 0 241,02 0 11 120,511 2 1 241,02 241,02 12 120,511 2 2 241,02 482,04 13 120,511 2 3 241,02 723,07 14 120,51 2 4 241,02 964,08 15 117,643 2 5 235,29 1176,4 16 111,053 2 6 222,11 1332,6 17 90,075 2 7 180,15 1261,1 18 62,395 2 8 124,79 998,32 19 33,407 2 9 66,814 601,33 20 0 1 10 0 0  3403,7 923,75 Lƣợng chiếm nƣớc của tàu sau khi xây dựng tuyến hình: L 5,39 . . k w 1,025. .3403,7 9402,2 (t) (3.19) 2 22ii Trong đó : ΔL = 5,39 (m) - là khoảng cách giữa các sƣờn lý thuyết. = 1,025 (tấn/m3) - là khối lƣợng riêng của nƣớc biển.  So sánh với lƣợng chiếm nƣớc thiết kế ta có: mTT mTK 9403,4 9402,2 m .100% .100% 0,013% Vậy lƣợng chiếm nƣớc của tàu đảm bảo tiêu chuẩn. 41
Hoành độ tâm nổi: kii  i i 902,6 XLB 5,39 1,46 (m) (3.20) kii. 3403,7 XXBTT BTK 1,46 1,45 %X B .100 .100% 0,886 % Vậy hoành độ tâm nổi của tàu đảm bảo tiêu chuẩn. Hệ số béo thể tích: 9402,2 C 2 0,7402 (3.21) B LBT 1,025.107,8.18,2.6,8 CCBTT BTK 0,7376 0,74 % CB .100 % CB .100% 0,33% Vậy hệ số béo CB của tàu thoả mãn. Các giá trị tung độ đƣờng nƣớc thiết kế trong xây dựng tuyến hình đƣợc giữ nguyên nên có diện tích và hoành độ trọng tâm không đổi so với bƣớc xây dựng đƣờng nƣớc thiết kế. Nhƣ vậy tuyến hình xây dựng trên là hợp lí. 42
PHẦN IV TÍNH TOÁN CÁC YẾU TỐ TÍNH NỔI BONJEAN- THỦY LỰC 43
4.1. GIỚI THIỆU CHUNG. Đồ thị Bonjean là tập hợp hai họ đƣờng cong: Đƣờng cong diện tích các sƣờn ngâm nƣớc  (m2) Đƣờng cong momen tĩnh diện tích các sƣờn ngâm nƣớc đối với 3 đƣờng chuẩn M (m ) Kích thƣớc chủ yếu của tàu: Bảng 4.1. Thông số chủ yếu của tàu. Kí STT Đại lƣợng Giá trị Đơn vị hiệu 1 Chiều dài hai đƣờng vuông góc Lpp 107,8 (m) 2 Chiều rộng tàu B 18,2 (m) 3 Chiều chìm tàu T 6,8 (m) 4 Chiều cao mạn D 9 (m) 5 Hệ số béo thể tích CB 0,74 - 6 Hệ số béo sƣờn giữa CM 0,98 - 7 Hệ số béo đƣờng nƣớc CWP 0,85 - 8 Hệ số béo dọc tàu CP 0,75 - 9 Lƣợng chiếm nƣớc khối lƣợng Δ 9402,2 tấn 10 Lƣợng chiếm nƣớc thể tích  9172,84 m3 4.2. TÍNH TOÁN VÀ VẼ ĐỒ THỊ BONJEAN. 4.2.1. Công thức lý thuyết. Diện tích sƣờn ngâm nƣớc thứ i ( i 1 20 ): d  2.y . dz 2 ii ( m ) (4.1) 0 z 2  2.y . dz (m ) (4.2) iz() i 0 Mô men tĩnh diện tích sƣờn ngâm nƣớc đối với đƣờng chuẩn đáy M : d M 2. y . z . dz 3  i (m ) (4.3) 0 z M 2. y . z . dz 3 ()zi (m ) (4.4) 0 44
4.2.2. Công thức tính gần đúng. Sử dụng công thức hình thang để tính gần đúng các giá trị của i và Mi: 2 ii T. y (m ) (4.5) tp 23 Mii (T). i.y(m) (4.6) tp Trong đó: T (m) là khoảng cách giữa các đƣờng nƣớc. yi (m) là nửa chiều rộng tàu tại sƣờn thứ i đang xét ở đƣờng nƣớc bất kỳ. z i i : chỉ số cánh tay đòn theo chiều cao, T zi : chiều cao tại vị trí xét xét sƣờn thứ i Từ ĐN0 đến ĐNTK, T ' Từ ĐNTK đến MB, Ti z mbi z dntk T' Đặt  i i T Khi đó hệ số hình thang ki = 1,2,2 ,2,2,i+1,i Các giá trị zmbi,zđntk,yi lấy ở bảng trị số tuyến hình Trong đó yi : nửa chiều rộng tàu zmbi,: chiều cao mép boong tại sƣờn thứ i zđntk =T: chiều chìm tàu Quá trình tính toán thể hiện qua các bảng sau: 45
Sƣờn 0 2 ĐN yi(m) tpyi (m ) i yii Stpyii M 0 - - - 0 - - - 1700 - - - 1 - - - 3400 - - - 2 - - - 5100 3 5840 0 0 0 3,435 0 0 0 6800 2,167 1,224 2,080 4 8,668 8,668 25,051 8500 3,833 7,224 12,280 5 19,165 36,501 105,488 10200 4,968 16,025 27,242 6 29,808 85,474 247,020 11900 5,774 26,767 45,503 7 40,418 155,700 449,973 12117 5,796 28,244 48,014 7,128 41,312 166,133 480,123 Sƣờn 1 2 ĐN yi(m) tpyi (m ) i yii Stpyii M 0 0 0 0 0 0 0 0,000 1700 0,831 0,831 1,413 1 0,831 0,831 2,402 3400 1,447 3,109 5,285 2 2,894 4,556 13,167 5100 2,979 7,535 12,810 3 8,937 16,387 47,358 6800 4,55 15,064 25,609 4 18,2 43,524 125,784 8500 5,942 25,556 43,445 5 29,71 91,434 264,244 10200 6,917 38,415 65,306 6 41,502 162,646 470,047 11857 7,459 52,427 89,127 6,975 52,024 253,807 733,501 46
Sƣờn 2 2 ĐN yi(m) tpyi (m ) i yii Stpyii M 0 0,569 0 0 0 0 0 0 1700 2,652 3,221 5,476 1 2,652 2,652 7,664 3400 3,756 9,629 16,369 2 7,512 12,816 37,038 5100 5,142 18,527 31,496 3 15,426 35,754 103,329 6800 6,447 30,116 51,197 4 25,788 76,968 222,438 8500 7,538 44,101 74,972 5 37,69 140,446 405,889 10200 8,219 59,858 101,759 6 49,314 227,45 657,331 11643 8,524 74,070 125,919 6,849 58,379 318,863 921,513 Sƣờn 3 2 ĐN yi(m) tpyi (m ) i yii Stpyii M 0 0,987 0 0 0 0 0 0,000 1700 4,512 5,499 9,348 1 4,512 4,512 13,040 3400 5,82 15,831 26,913 2 11,64 20,664 59,719 5100 6,953 28,604 48,627 3 20,859 53,163 153,641 6800 7,858 43,415 73,806 4 31,432 105,454 304,762 8500 8,515 59,788 101,640 5 42,575 179,461 518,642 10200 8,951 77,254 131,332 6 53,706 275,742 796,894 11490 9,1 90,952 154,618 6,759 61,505 363,167 1049,553 Sƣờn 4 2 ĐN yi(m) tpyi (m ) i yii Stpyii M 0 2,545 0 0 0 0 0 0 1700 6,294 8,839 15,026 1 6,294 6,294 18,190 3400 7,525 22,658 38,519 2 15,05 27,638 79,874 5100 8,295 38,478 65,413 3 24,885 67,573 195,286 6800 8,816 55,589 94,501 4 35,264 127,722 369,117 8500 9,038 73,443 124,853 5 45,19 208,176 601,629 10200 9,1 91,581 155,688 6 54,6 307,966 890,022 11298 9,1 103,336 175,671 6,646 60,478 382,293 1104,825 47
Sƣờn 5 2 ĐN yi(m) tpyi (m ) i yii Stpyii M 0 4,649 0 0 0 0 0 0 1700 7,823 12,472 21,202 1 7,823 7,823 22,608 3400 8,595 28,89 49,113 2 17,19 32,836 94,896 5100 9,036 46,521 79,086 3 27,108 77,134 222,917 6800 9,1 64,657 109,917 4 36,4 140,642 406,455 8500 9,1 82,857 140,857 5 45,5 222,542 643,146 9000 9,1 88,210 149,957 5,294 48,176 250,094 722,771 Sƣờn 6 2 ĐN yi(m) tpyi (m ) i yii Stpyii M 0 6,23 0 0 0 0 0 0 1700 8,78 15,01 25,517 1 8,78 8,78 25,374 3400 9,082 32,872 55,882 2 18,164 35,724 103,242 5100 9,1 51,054 86,792 3 27,3 81,188 234,633 6800 9,1 69,254 117,732 4 36,4 144,888 418,726 8500 9,1 87,454 148,672 5 45,5 226,788 655,417 9000 9,1 92,807 157,772 5,294 48,176 254,34 735,042 Sƣờn 7- 14 2 ĐN yi(m) tpyi (m ) i yii Stpyii M 0 7,189 0 0 0 0 0 0 1700 9,1 16,289 27,691 1 9,1 9,1 26,299 3400 9,1 34,489 58,631 2 18,2 36,4 105,196 5100 9,1 52,689 89,571 3 27,3 81,9 236,691 6800 9,1 70,889 120,511 4 36,4 145,6 420,784 8500 9,1 89,089 151,451 5 45,5 227,5 657,475 9000 9,1 94,442 160,551 5,294 48,176 255,052 737,100 48
Sƣờn 15 2 ĐN yi(m) tpyi (m ) i yii Stpyii M 0 6,308 0 0 0 0 0 0 1700 8,697 15,005 25,509 1 8,697 8,697 25,134 3400 9,1 32,802 55,763 2 18,2 35,594 102,867 5100 9,1 51,002 86,703 3 27,3 81,094 234,362 6800 9,1 69,202 117,643 4 36,4 144,794 418,455 8500 9,1 87,402 148,583 5 45,5 226,694 655,146 9000 9,1 92,755 157,683 5,294 48,176 254,246 734,771 Sƣờn 16 2 ĐN yi(m) tpyi (m ) i yii Stpyii M 0 4,869 0 0 0 0 0 0 1700 7,979 12,848 21,842 1 7,979 7,979 23,059 3400 8,712 29,539 50,216 2 17,424 33,382 96,474 5100 8,987 47,238 80,305 3 26,961 77,767 224,747 6800 9,1 65,325 111,053 4 36,4 141,128 407,860 8500 9,1 83,525 141,993 5 45,5 223,028 644,551 9000 9,1 88,878 151,093 5,294 48,176 250,58 724,176 Sƣờn 17 2 ĐN yi(m) tpyi (m ) i yii Stpyii M 0 2,168 0 0 0 0 0 0 1700 6,362 8,53 14,501 1 6,362 6,362 18,386 3400 7,25 22,142 37,641 2 14,5 27,224 78,677 5100 7,739 37,131 63,123 3 23,217 64,941 187,679 6800 8,115 52,985 90,075 4 32,46 120,618 348,586 8500 8,439 69,539 118,216 5 42,195 195,273 564,339 9189 8,575 76,435 129,939 5,405 46,35 231,16 668,059 49
Sƣờn 18 2 ĐN yi(m) tpyi (m ) i yii Stpyii M 0 0,555 0 0 0 0 0 0 1700 4,229 4,784 8,133 1 4,229 4,229 12,222 3400 5,031 14,044 23,875 2 10,062 18,52 53,523 5100 5,678 24,753 42,080 3 17,034 45,616 131,830 6800 6,272 36,703 62,395 4 25,088 87,738 253,563 8500 6,802 49,777 84,621 5 34,01 146,836 424,356 9500 7,064 57,933 98,487 5,588 39,475 190,063 549,281 Sƣờn 19 2 ĐN yi(m) tpyi (m ) i yii Stpyii M 0 0 0 0 0 0 0 0 1700 2,004 2,004 3,407 1 2,004 2,004 5,792 3400 2,577 6,585 11,195 2 5,154 9,162 26,478 5100 3,133 12,295 20,902 3 9,399 23,715 68,536 6800 4,223 19,651 33,407 5 21,115 54,229 156,722 8500 4,265 28,139 47,836 6 25,59 100,934 291,699 10200 4,86 37,264 63,349 7 34,02 160,544 463,972 11443 5,332 44,716 76,017 7,731 41,223 215,56 622,967 Sƣờn 20 2 ĐN yi(m) tpyi (m ) i yii Stpyii M 0 - - - 0 - - - 1700 - - - 1 - - - 3400 - - - 2 - - - 5100 - - - 3 - - - 6800 0 0 0 5 0,000 0,000 0,000 8500 0,897 0,897 1,525 6 5,382 5,382 15,554 10200 1,412 3,206 5,450 7 9,884 20,648 59,673 11873 1,984 6,602 11,223 7,984 15,84 45,9639 132,836 50
4.2. TÍNH VÀ VẼ ĐƢỜNG CONG THỦY LỰC Đƣờng cong thuỷ lực là đồ thị biểu diễn các yếu tố của diện tích đƣờng nƣớc và thể tích ngâm nƣớc phụ thuộc theo chiều chìm tàu khi tàu không nghiêng, không chúi. Các đại lƣợng tính toán chia làm 2 nhóm: + Các yếu tố của đƣờng nƣớc. + Các yếu tố thân tàu. 4.2.1. Nhóm 1: Các yếu tố của đường nước. 4.2.1.1. Các đại lượng tính toán. Xm + Đƣờng cong diện tích đƣờng nƣớc S(z): S 2. y . dx Xd Xm 2y.x.dx M y Xd + Đƣờng cong hoành độ tâm diện tích đƣờng nƣớc Xf (z): X f S Xm 2y.dx Xd + Đƣờng cong mômen quán tính của diện tích đƣờng nƣớc lấy đối với trục đi Xm 2 I .y 3.dx qua tâm ĐN và song song với trục Ox Ix(z): x Xd 3 + Đƣờng cong mômen quán tính của diện tích đƣờng nƣớc lấy đối với trục đi qua tâm ĐN và song song với trục Oy If(z): Xm I I X 2 .S 2.y.x2 .dx X 2 .S f y f f Xd 4.2.1.2. Phương pháp tính. Sử dụng phƣơng pháp gần đúng hình thang: S = L.yi .ki 2 2 L . yi.ki.i MY = L .yi .ki.i X f L. yi.ki L 3 I . yi .ki x 3  3 2 2 If = L .yi.ki.i - Xf .S 51
BẢNG TÍNH THỦY LỰC NHÓM 1 ĐN 0 – L = 5,39 (m) 3 3 2 2 Sn yi ki yiki i yikii yi yi ki i yii ki (I) (II) (III) (IV) (V) (VI) (VII) (VIII) (IX) 0 - - - -10 - - - 100 - 1 0 1 0 -9 0 0,000 0 81 0 2 0,569 2 1,138 -8 -9,104 0,184 0,368 64 72,832 3 0,978 2 1,956 -7 -13,692 0,935 1,871 49 95,844 4 2,545 2 5,090 -6 -30,540 16,484 32,968 36 183,240 5 4,649 2 9,298 -5 -46,490 100,48 200,960 25 232,450 6 6,230 2 12,460 -4 -49,840 241,8 483,609 16 199,360 7 7,189 2 14,378 -3 -43,134 371,54 743,080 9 129,402 8 7,189 2 14,378 -2 -28,756 371,54 743,080 4 57,512 9 7,189 2 14,378 -1 -14,378 371,54 743,080 1 14,378 10 7,189 2 14,378 0 0,000 371,54 743,080 0 0,000 11 7,189 2 14,378 1 14,378 371,54 743,080 1 14,378 12 7,189 2 14,378 2 28,756 371,54 743,080 4 57,512 13 7,189 2 14,378 3 43,134 371,54 743,080 9 129,402 14 7,189 2 14,378 4 57,512 371,54 743,080 16 230,048 15 6,305 2 12,610 5 63,050 250,64 501,286 25 315,250 16 4,869 2 9,738 6 58,428 115,43 230,860 36 350,568 17 2,275 2 4,550 7 31,850 11,775 23,549 49 222,950 18 0,555 2 1,110 8 8,880 0,171 0,342 64 71,040 19 0 1 0 9 0 0 0 81 0 S 172,974 70,054 7420,451 2376,17 Tính toán: S = ΔL.∑(IV) = 932,330 (m2) 4 Ix = 1/3.ΔL.∑(VIII) = 13332,077 (m ) 3 4 Iy = ΔL .∑(IX) = 372085,780 (m ) xf = 2,183 (m) 2 4 If = Iy - S.Xf = 367643,035 (m ) 52
ĐN 1700 – L = 5,39 (m) 3 3 2 2 Sn yi ki yiki i yikii yi yi ki i yii ki (I) (II) (III) (IV) (V) (VI) (VII) (VIII) (IX) 0,715 0 0,29 0 -9,285 0,000 0 0,000 86 0,000 1 0,831 1,29 1,068 -9 -9,611 0,574 0,737 81 86,495 2 2,652 2 5,304 -8 -42,432 18,652 37,304 64 339,456 3 4,512 2 9,024 -7 -63,168 91,856 183,712 49 442,176 4 6,294 2 12,588 -6 -75,528 249,33 498,667 36 453,168 5 7,823 2 15,646 -5 -78,230 478,76 957,525 25 391,150 6 8,730 2 17,460 -4 -69,840 665,34 1330,677 16 279,360 7 9,100 2 18,200 -3 -54,600 753,57 1507,142 9 163,800 8 9,100 2 18,200 -2 -36,400 753,57 1507,142 4 72,800 9 9,100 2 18,200 -1 -18,200 753,57 1507,142 1 18,200 10 9,100 2 18,200 0 0,000 753,57 1507,142 0 0,000 11 9,100 2 18,200 1 18,200 753,57 1507,142 1 18,200 12 9,100 2 18,200 2 36,400 753,57 1507,142 4 72,800 13 9,100 2 18,200 3 54,600 753,57 1507,142 9 163,800 14 9,100 2 18,200 4 72,800 753,57 1507,142 16 291,200 15 8,697 2 17,394 5 86,970 657,82 1315,644 25 434,850 16 7,979 2 15,958 6 95,748 507,98 1015,957 36 574,488 17 6,362 2 12,724 7 89,068 257,5 515,004 49 623,476 18 4,229 2 8,458 8 67,664 75,633 151,267 64 541,312 19 2,004 1,67 3,339 9 30,048 8,048 13,408 81 270,432 19,67 0 0,67 0,000 9,666 0,000 0 0,000 93 0,000 S 264,56 103,48 18077,03 5237,16 Tính toán: S = ΔL.∑(IV) = 1425,992 (m2) 4 Ix = 1/3.ΔL.∑(VIII) = 32478,411 (m ) 3 4 Iy = ΔL .∑(IX) = 820091,552 (m ) xf = 2,108 (m) 2 4 If = Iy - S.Xf = 913752,414 (m ) 53
ĐN 3400 – L = 5,39 (m) 3 3 2 2 Sn yi ki yiki i yikii yi yi ki i yii ki (I) (II) (III) (IV) (V) (VI) (VII) (VIII) (IX) 0,712 0 0,29 0 -9,288 0 0 0 86 0 1 1,447 1,29 1,864 -9 -16,774 3,030 3,902 81 150,963 2 3,756 2 7,512 -8 -60,096 52,988 105,976 64 480,768 3 5,820 2 11,640 -7 -81,480 197,14 394,275 49 570,360 4 7,525 2 15,050 -6 -90,300 426,11 852,216 36 541,800 5 8,595 2 17,190 -5 -85,950 634,95 1269,894 25 429,750 6 9,082 2 18,164 -4 -72,656 749,11 1498,216 16 290,624 7 9,1 2 18,2 -3 -55 753,57 1507,142 9 163,800 8 9,1 2 18,2 -2 -36 753,57 1507,142 4 72,800 9 9,1 2 18,2 -1 -18 753,57 1507,142 1 18,200 10 9,1 2 18,2 0 0 753,57 1507,142 0 0,000 11 9,1 2 18,2 1 18 753,57 1507,142 1 18,200 12 9,1 2 18,2 2 36 753,57 1507,142 4 72,800 13 9,1 2 18,2 3 55 753,57 1507,142 9 163,800 14 9,1 2 18,2 4 73 753,57 1507,142 16 291,200 15 9,1 2 18,200 5 91,000 753,57 1507,142 25 455,000 16 8,712 2 17,424 6 104,544 661,23 1322,463 36 627,264 17 7,250 2 14,500 7 101,500 381,08 762,156 49 710,500 18 5,031 2 10,062 8 80,496 127,34 254,679 64 643,968 19 2,577 1,79 4,613 9 41,515 17,114 30,633 81 373,639 19,79 0 0,79 0,000 9,79 0,000 0 0,000 96 0,000 S 281,819 84,600 20058,689 6075,436 Tính toán: S = ΔL.∑(IV) = 1519,002 (m2) 4 Ix = 1/3.ΔL.∑(VIII) = 36038,778 (m ) 3 4 Iy = ΔL .∑(IX) = 951357,475 (m ) xf = 1,618 (m) 2 4 If = Iy - S.Xf = 947380,656 (m ) 54
ĐN 5100 – L = 5,39 (m) 3 3 2 2 Sn yi ki yiki i yikii yi yi ki i yii ki (I) (II) (III) (IV) (V) (VI) (VII) (VIII) (IX) 0,323 0,000 0,68 0,000 -9,677 0,000 0 0,000 94 0,000 1 2,979 1,68 4,996 -9 -44,962 26,437 44,335 81 404,658 2 5,142 2 10,284 -8 -82,272 135,96 271,911 64 658,176 3 6,953 2 13,906 -7 -97,342 336,14 672,275 49 681,394 4 8,295 2 16,590 -6 -99,540 570,75 1141,509 36 597,240 5 9,036 2 18,072 -5 -90,360 737,78 1475,566 25 451,800 6 9,100 2 18,200 -4 -72,800 753,57 1507,142 16 291,200 7 9,100 2 18,200 -3 -54,600 753,57 1507,142 9 163,800 8 9,100 2 18,200 -2 -36,400 753,57 1507,142 4 72,800 9 9,100 2 18,200 -1 -18,200 753,57 1507,142 1 18,200 10 9,100 2 18,200 0 0,000 753,57 1507,142 0 0,000 11 9,100 2 18,200 1 18,200 753,57 1507,142 1 18,200 12 9,100 2 18,200 2 36,400 753,57 1507,142 4 72,800 13 9,100 2 18,200 3 54,600 753,57 1507,142 9 163,800 14 9,100 2 18,200 4 72,800 753,57 1507,142 16 291,200 15 9,100 2 18,200 5 91,000 753,57 1507,142 25 455,000 16 8,987 2 17,974 6 107,844 725,85 1451,691 36 647,064 17 7,739 2 15,478 7 108,346 463,51 927,010 49 758,422 18 5,678 2 11,356 8 90,848 183,06 366,114 64 726,784 19 3,133 1,89 5,934 9 53,405 30,753 58,245 81 480,646 19,89 0 0,89 0,000 9,894 0,000 0 0,000 98 0,000 S 296,590 36,967 21480,075 6953,184 Tính toán: S = ΔL.∑(IV) = 1598,618 (m2) 4 Ix = 1/3.ΔL.∑(VIII) = 38592,535 (m ) 3 4 Iy = ΔL .∑(IX) = 1088804,853 (m ) xf = 0,672 (m) 2 4 If = Iy - S.Xf = 1088083,347 (m ) 55
ĐN 6800 – L = 5,39 (m) 3 3 2 2 Sn yi ki yiki i yikii yi yi ki i yii ki (I) (II) (III) (IV) (V) (VI) (VII) (VIII) (IX) -0,425 0,000 0,425 0,000 -10,4 0,000 0 0,000 109 0,000 0 2,167 1,425 3,088 -10,0 -30,880 10,176 14,501 100 308,798 1 4,550 2 6,484 -9 -58,354 94,196 134,230 81 525,184 2 6,447 2 12,894 -8 -103,152 267,96 535,924 64 825,216 3 7,858 2 15,716 -7 -110,012 485,22 970,434 49 770,084 4 8,816 2 17,632 -6 -105,792 685,2 1370,392 36 634,752 5 9,100 2 18,200 -5 -91,000 753,57 1507,142 25 455,000 6 9,100 2 18,200 -4 -72,800 753,57 1507,142 16 291,200 7 9,100 2 18,200 -3 -54,600 753,57 1507,142 9 163,800 8 9,100 2 18,200 -2 -36,400 753,57 1507,142 4 72,800 9 9,100 2 18,200 -1 -18,200 753,57 1507,142 1 18,200 10 9,100 2 18,200 0 0,000 753,57 1507,142 0 0,000 11 9,100 2 18,200 1 18,200 753,57 1507,142 1 18,200 12 9,100 2 18,200 2 36,400 753,57 1507,142 4 72,800 13 9,100 2 18,200 3 54,600 753,57 1507,142 9 163,800 14 9,100 2 18,200 4 72,800 753,57 1507,142 16 291,200 15 9,100 2 18,200 5 91,000 753,57 1507,142 25 455,000 16 9,100 2 18,200 6 109,200 753,57 1507,142 36 655,200 17 8,115 2 16,230 7 113,610 534,4 1068,798 49 795,270 18 6,272 2 12,544 8 100,352 246,73 493,456 64 802,816 19 3,697 2 7,394 9 66,546 50,53 101,060 81 598,914 20 0 1 0,000 10 0,000 0 0,000 100 0,000 S 310,382 -18,481 22774,498 7918,233 Tính toán: S = ΔL.∑(IV) = 1672,957 (m2) 4 Ix = 1/3.ΔL.∑(VIII) = 40918,181 (m ) 3 4 Iy = ΔL .∑(IX) = 1239922,630 (m ) xf = -0,321 (m) 2 4 If = Iy - S.Xf = 1239750,306 (m ) 56
ĐN 8500 – L = 5,39 (m) 3 3 2 2 Sn yi ki yiki i yikii yi yi ki i yii ki (I) (II) (III) (IV) (V) (VI) (VII) (VIII) (IX) -0,69 0,000 0,692 0,000 -10,69 0,000 0 0,000 114 0,000 0 3,833 1,692 6,485 -10,00 -64,854 56,314 95,283 100 648,54 1 5,942 2 10,054 -9 -90,485 209,8 354,975 81 814,36 2 7,538 2 15,076 -8 -120,61 428,32 856,640 64 964,86 3 8,515 2 17,030 -7 -119,21 617,38 1234,764 49 834,47 4 9,038 2 18,076 -6 -108,47 738,27 1476,546 36 650,73 5 9,100 2 18,200 -5 -91,000 753,57 1507,142 25 455,00 6 9,100 2 18,200 -4 -72,800 753,57 1507,142 16 291,20 7 9,100 2 18,200 -3 -54,600 753,57 1507,142 9 163,80 8 9,100 2 18,200 -2 -36,400 753,57 1507,142 4 72,80 9 9,100 2 18,200 -1 -18,200 753,57 1507,142 1 18,20 10 9,100 2 18,200 0 0,000 753,57 1507,142 0 0,00 11 9,100 2 18,200 1 18,200 753,57 1507,142 1 18,20 12 9,100 2 18,200 2 36,400 753,57 1507,142 4 72,80 13 9,100 2 18,200 3 54,600 753,57 1507,142 9 163,80 14 9,100 2 18,200 4 72,800 753,57 1507,142 16 291,20 15 9,100 2 18,200 5 91,000 753,57 1507,142 25 455,00 16 9,100 2 18,200 6 109,200 753,57 1507,142 36 655,20 17 8,439 2 16,878 7 118,146 601 1201,996 49 827,02 18 6,802 2 13,604 8 108,832 314,71 629,419 64 870,65 19 4,265 2 8,530 9 76,770 77,581 155,163 81 690,930 20 0,897 1,01 0,906 10 9,060 0,7217 0,729 100 90,597 20,01 0 0,01 0,000 10,01 0,000 0 0,000 100 0,000 S 325,04 -81,605 24091,21 9049,38 Tính toán: S = ΔL.∑(IV) = 1751,962 (m2) 4 Ix = 1/3.ΔL.∑(VIII) = 43283,891 (m ) 3 4 Iy = ΔL .∑(IX) = 1417050,074 (m ) xf = -1,353 (m) 2 4 If = Iy - S.Xf = 1413841,82 (m ) 57
MB – L = 5,39 (m) 3 3 2 2 Sn yi ki yiki i yikii yi yi ki i yii ki (I) (II) (III) (IV) (V) (VI) (VII) (VIII) (IX) -0,81 0,000 0,81 0,00 -10,81 0,000 0 0,000 117 0,00 0,00 4,705 1,81 8,53 -10 -85,349 104,16 188,937 100 853,48 1 6,559 2 13,11 -9 -118,062 282,17 564,343 81 1062,55 2 7,868 2 15,76 -8 -125,888 487,07 974,144 64 1007,104 3 8,663 2 17,32 -7 -121,282 650,14 1300,274 49 848,974 4 9,100 2 18,20 -6 -109,200 753,57 1507,142 36 655,2 5 9,100 2 18,20 -5 -91,000 753,57 1507,142 25 455,0 6 9,100 2 18,20 -4 -72,800 753,57 1507,142 16 291,2 7 9,100 2 18,20 -3 -54,600 753,57 1507,142 9 163,800 8 9,100 2 18,20 -2 -36,400 753,57 1507,142 4 72,800 9 9,100 2 18,20 -1 -18,200 753,57 1507,142 1 18,200 10 9,100 2 18,20 0 0,000 753,57 1507,142 0 0,000 11 9,100 2 18,20 1 18,200 753,57 1507,142 1 18,200 12 9,100 2 18,20 2 36,400 753,57 1507,142 4 72,800 13 9,100 2 18,2 3 54,600 753,57 1507,142 9 163,800 14 9,100 2 18,20 4 72,800 753,57 1507,142 16 291,200 15 9,100 2 18,20 5 91,000 753,57 1507,142 25 455,000 16 9,100 2 18,20 6 109,200 753,57 1507,142 36 655,200 17 8,575 2 17,15 7 120,050 630,53 1261,050 49 840,350 18 7,064 2 14,12 8 113,024 352,49 704,989 64 904,192 19 4,732 2 9,46 9 85,176 105,96 211,916 81 766,584 20 1,394 1,223 1,70 10 17,049 2,7089 3,313 100 170,486 20,22 0 0,223 0,00 10,223 0,000 0 0,000 105 0,000 S 333,76 -115,282 24801,811 9766,135 Tính toán: S = ΔL.∑(IV) = 1798,976(m2) 4 Ix = 1/3.ΔL.∑(VIII) = 44560,587 (m ) 3 4 Iy = ΔL .∑(IX) = 1529287,109 (m ) xf = -1,862 (m) 2 4 If = Iy - S.Xf = 1523051,867 (m ) 58
4.2.2. Nhóm 2: Các yếu tố thân tàu. 4.2.2.1. Các đại lượng tính toán. + Đƣờng cong lƣợng chiếm nƣớc V(z): T d Xm V S.dz 2y.dx.dz Zo Zo Xd + Đƣờng cong hoành độ tâm nổi xB(z): T S.Xf .dz M X yz Zo B V T S.dz Zo + Đƣờng cong cao độ tâm nổi zB (z): T S.z.dz M Z XY Zo B V T S.dz Zo + Đƣờng cong bán kính tâm nghiêng ro(z): I r x o V + Đƣờng cong bán kính tâm chúi Ro(z): If R o V + Các đƣờng cong hệ số béo thể tích CB, hệ số béo ĐN CWP, hệ số béo sƣờn giữa CM: V S  CB CB CWP CM L B d L.B B.d CWP + Chiều cao tâm nghiêng ZM: ZM = RO + ZB + Chiều cao tâm chúi ZML: ZML = Ro + ZB 59
+ Số tấn trên 1cm chiều chìm TPC: .S TPC 100 + Mômen chúi trên 1cm chiều chìm MTC: D.Ho MTC 100.L + Trọng lƣợng tàu D: D =  * V 4.2.2.2. Phương pháp tính. Sử dụng phƣơng pháp gần đúng hình thang: T V . Si 2 tp  Si .X fi tp X B  Si tp  Si.i tp Z B T.  Si tp Trong đó: yi : nửa chiều rộng tàu tại Sn thứ i đang xét ở ĐN bất kì. ki: Hệ số hình thang. L: Khoảng sƣờn lý thuyết. T: Khoảng cách giữa hai đƣờng nƣớc liên tiếp. Li: Chiều dài tại đƣờng nƣớc thứ i. Bi : Chiều rộng sƣờn giữa ở đƣờng nƣớc đang xét. T : Chiều chìm tàu Ta có bảng tính: 60
BẢNG TỔNG HỢP CÁC THÔNG SỐ TÍNH NỔI T = 1,7 m - L = 5,39 m Đơn Trị số tại các đƣờng nƣớc STT Đại lƣợng tính Công thức §N §N vị §N 0 §N 5100 §N TK §N8500 MB 1700 3400 i 0 1 2 3 4 5 5,294 1 Thứ tự đƣờng nƣớc 2 Chiều chìm tàu Ti=i T m 0 1,7 3,4 5,1 6,8 8,5 9,000 2 3 Diện tích đƣờng nƣớc Si= lyiki m 932,33 1425,99 1519,00 1598,62 1672,96 1751,96 1798,98 4  S  m2 - 2358,32 5303,32 8420,94 11692,51 15117,43 16161,41 tp i 5 Thể tích ngâm nƣớc V= T/2SSi m3 0 2004,57 4507,82 7157,80 9172,84 12849,82 13737,20 Hoành độ tâm diện tích đƣờng 6 x m 2,183 2,108 1,618 0,672 -0,321 -1,353 -1,862 nƣớc f 3 7 (3)*(6) Sixfi m 2035,22 3006,59 2457,80 1073,97 -536,93 -2370,81 -3349,19 8  S x  m3 - 5041,80 10506,19 14037,97 14575,01 11667,27 9985,60 tp i fi 9 Hoành độ tâm nổi xB=( T/2tpSixfi)/V m - 2,138 1,981 1,667 1,313 0,772 0,618 2 10 (3)*(1) Sii m 0 1425,99 3038,00 4795,86 6691,83 8759,81 9523,78 11  S i m2 - 1425,99 5889,99 13723,85 25211,53 40663,17 46038,54 tp i 2 12 Cao độ tâm nổi zB=( T /2tpSii)/V m - 1,028 1,888 2,771 3,860 4,573 4,843 13 Tung độ sƣờn giữa y5 m 7,189 9,1 9,1 9,1 9,1 9,1 9,1 14 tpy5 m - 16,29 34,49 52,69 70,89 89,09 112,64 2 15 Diện tích sƣờn giữa ω5= Ttpy5 m - 27,69 58,63 89,57 120,51 151,45 191,49 16 Chiều dài tàu Li m 97,00 102,15 102,83 105,50 107,80 112,12 115,6 17 Chiều rông sƣờn giữa Bi m 14,38 18,20 18,20 18,20 18,20 18,20 18,20 C = /(B T ) 18 Hệ số béo sƣờn giữa M ω5 i i - 0,895 0,948 0,965 0,974 0,979 1,169 C =S /(L B ) 19 Hệ số béo diễn tích ĐN WP i i i 0,668 0,767 0,812 0,833 0,853 0,859 0,872 20 Hệ số béo thể tích C =V/(L B T ) - 0,634 0,708 0,731 0,738 0,741 0,740 B i i i 3 4 21 Momen quán tính IX Ix=1/3 ly ki m 13332,08 32478,41 36038,78 38592,54 40918,18 43283,89 44560,59 22 Bán kính tâm nghiêng ro=Ix/V m - 16,202 7,995 5,392 4,335 3,368 3,244 3 2 4 23 Momen quán tính Iy Iy= l yii ki m 372085,8 820091,6 951357,5 1088804,9 1239922,6 1417050,1 1529287,1 2 4 24 Momen quán tính If If=IY - xf S m 367643,0 813752,4 947380,7 1088083,3 1239750,3 1413841,8 1523051,9 25 Bán kính tâm chúi Ro=If/V m - 405,95 210,16 152,01 131,35 110,03 110,87 26 Trọng lƣợng tàu D=γV T 0 2054,69 4620,51 7336,74 9402,2 13171,06 14080,63 61
PHẦN V BỐ TRÍ CHUNG TOÀN TÀU 62
5.1. PHÂN KHOANG CHO TÀU THIẾT KẾ. 5.1.1. Phân khoang theo chiều dài. Theo chiều dài tàu thì tàu đƣợc phân bằng các vách ngang kín nƣớc chia tàu thành những khoang theo chiều dài với chức năng và công dụng khác nhau, theo chiều dài thì tàu thiết kế có thể đƣợc phân nhƣ ở trên. Tàu có 5 vách ngang theo chiều dài, chia tàu thành các khoang nhƣ sau: Khoang đuôi + khoang máy + 3 khoang hàng + khoang mũi - Chiều dài các khoang nhƣ sau: + Khoang đuôi dài 8,4 m, khoảng sƣờn 600 mm. + Khoang mũi dài 8,4 m, khoảng sƣờn 600 mm + Khoang máy dài 15,6 m, khoảng sƣờn 650 mm. + 3 khoang hàng, hai khoang dài 25,35m và một khoang hàng dài 24,7m, khoảng sƣờn 650 mm. 5.1.2. Phân khoang theo chiều cao. Theo chiều cao tàu thì tàu đƣợc phân chi bởi đáy đôi và các tầng boong + Đối với tàu thiết kế là tàu hàng chở hàng, ta có thể chọn chiều cao đáy phụ thuộc vào chiều rộng của tàu. Chiều rộng tàu là b = 18,2 m chọn chiều cao đáy đôi h = 1,2m + Tàu có chiều cao nhỏ, mà việc bố trí các tầng boong nhằm giảm bớt tải trọng hàng hoá tác dụng lên dàn đáy do vậy ta chỉ bố trí một boong chính. 5.2. BỐ TRÍ CÁC KHOANG KÉT. Khoang đuôi ở dƣới boong chính từ sƣờn 8 đến sƣờn 14 bố trí két nƣớc ngọt bao trùm toàn bộ chiều rộng khoang, từ sƣờn 0 đến sƣờn 8 bố trí két dằn lái Khoang máy: Từ sƣờn 14 đến sƣờn 19 bố trí két dầu lắng ở hai bên mạn tàu. Từ sƣờn 14 đến sƣờn 28 bố trí két dầu rò rỉ đối xứng nhau qua mặt phẳng 63
dọc tâm. Từ sƣờn 28 đến sƣờn 38 bố trí hai két dầu đối xứng nhau qua mặt phẳng dọc tâm. Khoang hàng: Các két ở dƣới đáy đôi, đƣợc sử dụng để làm két dằn khi tàu chạy không hàng. Khoang mũi: Từ sƣờn 154 đến sƣờn 158 bố trí két nƣớc ngọt ở dƣới, từ sƣờn 158 đến sƣờn 168 bố trí két dằn mũi. Trên boong chính từ sƣờn 158 đến sƣờn 161 đặt 2 hầm xích neo có vách chung tại mặt phẳng dọc tâm tàu. Phần còn lại của khoang mũi đƣợc sử dụng để làm két dằn mũi. Thƣợng tầng của tàu đƣợc bố trí 3 tầng, mỗi tầng cao 2,5m + Tầng 1: Từ sƣờn 3 đến sƣờn 38 có tổng chiều dài là 22,2 m. + Tầng 2: Từ sƣờn 12 đến sƣờn 38 có tổng chiều dài là 16,8 m. + Tầng 3: Từ sƣờn 27 đến sƣờn 38 có tổng chiều dài là 7,15 m. 5.3. BỐ TRÍ CÁC THIẾT BỊ, BUỒNG PHÒNG. 5.3.1.Trên boong chính. A . Từ sƣờn VL đến sƣờn 38 bố trí các phòng , trang thiết bị nhƣ sau : + máy lái sự cố , thiết bị chằng buộc + kho + nhà ăn và câu lạc bộ + phòng thuyền viên + Bếp + phuồng CO2 + Buồng tắm cho thuyên viên + nhà vệ sinh cho thuyền viên + Buồng giặt và phơi quân áo + Xƣởng cơ khí 64
+ Các kho + Cầu thang xuống buồng máy + Cầu thang lên buồng trên B .Từ sườn 38 đến sườn 78 Khu vực miệng khoang hàng C .Từ sườn 78 đến sườn 115 Khu vực miệng khoang hàng D .Từ sườn 115 đến sườn 154 Khu vực miệng khoang hàng Trên boong nâng mũi bố trí các thiết bị nhƣ sau : +Máy tời neo + Lỗ luồng neo + TB hầm xích neo + Tời dây + Xích chằng buộc +Xooma luồn dây +Cột đền mũi Ngoài ra trên khu vục khoang hàng còn bố trí các lỗ thông gió cho khoang hàng , nắp cửa xuống hầm hàng , lỗ thông hơi . Trên khoang hàng bố trí các cần cẩu 5.3.2.Trên boong thượng tầng đuôi . Từ sƣờn VL đến sƣờn 38 Bố trí các phòng và thiết bị nhƣ sau : +Câu lạc bộ +phòng thuyền viên 65
+phòng của sỹ quan , thuyên trƣởng, máy trƣởng +Nhà vệ sinh cho sỹ quan +Buồng tắm cho sỹ quan +Hệ thống cầu thang xuống tầng dƣới 5.3.3. Trên boong cứu sinh. Từ sƣờn 3 đến sƣờn 38 Bố trí các trang phòng nhƣ sau : +Phòng điện trƣởng +Phòng chủ tàu +Phòng hoa tiêu +Phòng điều hòa nhiệt độ +Kho +Buồng điện + Hai phao cứu sinh tự thổi +8 phao tròn cứu sinh +Xuồng cứu sinh 5.3.4.Trên boong điều khiển. Bố trí các phòng nhƣ sau : +Phòng hoa tiêu +Phòng điều khiển +Phòng hải đồ +Phòng vô tuyến điện + Buồng điều khiển bao gồm : Bàn hải đồ Bàn làm việc 66
Giƣờng ngủ cho thủy thủ trực ca Ghế điều khiển Hệ thống điều khiển trung tâm 1. Nóc boong điều khiển -Bố trí cột đền hành trình -Bố trí Rada thu phát tín hiệu -Hệ thống đèn chiếu sáng 2. Hệ thống hành lang - Hành lang boong chính: Rộng 1400mm - Hành lang boong thƣợng tầng +Hành lang nội boong: 1400mm 3.Trang thiết bị các buồng phòng. a) Buồng thuyền viên 01 giƣờng :1900x800 01 ghế đệm :360x360x420 01 bàn làm việc :1100x800x730 01 tủ đựng quần áo 01 Lavabô b) Buồng sỹ quan 01 giƣờng đơn :1900x800 01 ghế :360x360x420 01 bàn làm việc :1100x600x730 01 tủ đựng quần áo 01 Lavabô 01 ghế sôfa 67
c) Buồng thuyền trưởng , máy trưởng 01 tivi 01 giƣờng đơn :1900x680 01 ghế đệm :410x400 01 tủ đựng quần áo 01 bộ bàn ghế tiếp khách gồm : 01 ghế sôfa 01 bàn :1200x600 01 ghế :410x400 -Nhả tắm và vệ sinh độc lập đƣợc trang bị đầy đủ - 01 vòi tắm hoa sen - 01 Lavabô - 01 bệ xí d) Buồng tắm công cộng 02 vòi tắm hoa sen 01 Lavabô e) Nhà ăn và câu lạc bộ 01 tivi 03 bộ bàn ghế f) Nhà bếp Gồm hai bếp nấu, tủ lạnh , bàn chế biến g) Buồng vệ sinh 01 bệ xí 01 Lavabô h) Buồng giặt và phơi quần áo 68
01 máy giặt 02 chậu giặt Tủ đựng quần áo Các dây phơi 4. Hệ thống cửa. a. Ngƣỡng cửa : 380mm b. Cửa sổ : 400x600mm c. Cửa ra vào buồng ở : 1800x600mm d. Cửa hành lang : 1800x650mm 5.Hệ thống cầu thang, lan can. Cầu thang chính: Nghiêng góc 45o Rộng: 1200mm Cầu thang lên xuống buồng máy: Nghiêng góc 45o Rộng : 900mm Lan can : Cao 1000mm 6. Tính chọn trang thiết bị Các hạng mục tính toán e. Thiết bị cứu sinh f. Thiết bị đèn tín hiệu g. Thiết bị lái h. Thiết bị neo i. Thiết bị chằng buộc j. Trang thiết bị hàng hải k. Trang thiết bị vô tuyến điện l. Trang thiết bị phòng nạn 69
5.4.TÍNH CHỌN THIẾT BỊ CỨU SINH. a . Xuồng cứu sinh Từ bảng phụ lục 2/1 – Qui phạm trang bị an toàn tàu biển với tàu thiết kế , số lƣợng, phƣơng tiện cứu sinh đƣợc trang bị trên tàu nhƣ sau : - Xuồng cứu sinh : 02 xuồng loại CPA 25 / 24 - Kích thƣớc : 6,7x2,26x1,35 - Khối lƣợng 1,23 tấn - Kiểu động cơ truyền động tay - Lƣợng chiếm nƣớc 3,1 tấn - Sức chở ngƣời : 12 ngƣời b . Phao cứu sinh Bố trí 04 phao nhẹ , mỗi bên 02 chiếc Kí hiệu phao: CIIA6 Chiều dài: 2,58m Chiều rộng: 1,82m Chiều cao: 2,19m Chiều cao thả phao cho phép: 18,3m Sức chứa ngƣời: 06 ngƣời Diện tích khoang chứa: 4,46 m2 Thể tích buồng khí: 1,69 m Khối lƣợng phao có kể đén trang thiết bị: 180 kg Khối lƣợng phao có kể đến trang thiết bị và ngƣời không vƣợt quá: 630 kg Trang thiết bị vô tuyến điện cho phƣơng tiện cứu sinh : 03 phát pháo rada Phao tròn cứu sinh: 8 cái 70
5.5.TÍNH CHỌN THIẾT BỊ ĐÈN TÍN HIỆU. STT Trang thiết bị tín hiệu Sốlƣợng Màu sắc Góc chiếu sáng Đèn hành trình 1 Đèn cột 2 Trắng 2250 Đèn đuôi 1 Trắng 1350 Đèn mạn phải 1 Xanh 1120 0 Đèn mạn trái 1 Đỏ 112 5 Đèn chiếu sáng 2 Trắng+Đỏ 3600 2 Đèn nhấp nháy Chỉ dẫn điều động 1 Vàng 3600 Đèn tín hiệu ban ngày 1 Vàng 3600 Phƣơng tiện tín hiệu âm 3 thanh Còi 1 Cồng 1 Chuông 1 4 Vật hiệu màu đen Quả cầu 3 Chóp nón 1 71
5.6. TÍNH CHỌN THIẾT BỊ LÁI. Diện tích bánh lái đƣợc tính theo công thức: LT 2 Abl =  , (m ) 100 Với tàu hàng ta có: m = 1,3 1,9 Thay số vào ta có: Abl = 9,64 14,08 Diện tích bánh lái cũng không đƣợc nhỏ hơn trị số tối thiểu tính theo công thức sau: LT 150 2 Amin = pq 0,75 , m 100 L 75 Trong đó: p = q = 1 Thay số ta có: 2 Amin = 11,6 (m ) Chọn diện tích bánh lái: 2 Abl = 12 (m ). Chiều cao bánh lái hp = 4,2 (m). Chiều rộng bánh lái bp= 2,8 (m). Độ dang bánh lái l = 1,5 Kiểu thiết bị lái : Bánh lái cân bằng Dạng prôfin : NASA0012 Diện tích bánh lái : A = 11,6 m2 Chiều cao bánh lái : hp = 4,2 m Chiều rộng bánh lái : bp= 2,8 m Độ dang bánh lái : l = 1,5 72
5.7. TÍNH CHỌN THIẾT BỊ NEO. a) Chọn neo: - Thiết bị neo đƣợc tính dựa vào đặc tính của neo. Đặc tính của thiết bị neo 2/3 đƣợc tính theo công thức sau: Nc = + 2Bh + 0,1.A Trong đó: - = 13341,33 m3 : Thể tích phần chìm của tàu - h = f+h‟=12,98 f=2 m là khoảng cách từ đƣờng nƣớc chở hàng màu hè lên tới mép của xà ngang liên tục tại mạn đo tại giữa tàu h‟ = 10,98 m là khoảng cách từ mép boong đến lóc lầu lái ( có b > 0,25 B) -B = 18,2 m : Chiều rộng của tàu -A = f.L + h‟.l = 296,51 m2 L = 107,8 m _ chiều dài tàu l _ chiều dài thƣợng tầng tƣơng ứng với chiều cao h‟ Nc = 1064,64 - Trọng lƣợng neo: Q = k.Nc = 3194 kg Với k = 3,00 là hệ số ứng với vùng hoạt động của tàu ( không hạn chế) - Loại neo chọn cho tàu là neo Holl - Kích thƣớc cơ bản của neo đƣợc xác định theo biểu thức: 3 A0 = 18,5. Q = 272 Các kích thƣớc khác của neo đƣợc xác định theo A0 nhƣ sau: + Chiều dài thân : H1 = 9,6A0 = 2611,2 m + Độ mở của lƣỡi : L1 = 6,4A0 = 1740,8 m + Chiều cao lƣỡi : h1 = 5,8A0 = 1577,6 m + Chiều rộng đế : B1 = 2,65A0 = 720,8m 73
Từ các giá trị tính toán ở trên ta chọn loại neo có kích thƣớc nhƣ sau: + Chiều dài thân : H = 2434 mm + Độ mở của lƣỡi : L = 2000 mm + Chiều cao lƣỡi : h = 1600 mm + Chiều rộng đế : B = 920 mm + Góc làm việc : = 640 + Góc uốn lƣỡi :  = 450 + Trọng lƣợng neo : Q = 4000kg. b) Chọn xích neo: 4 - Tổng chiều dài của cả hai xích neo : l2 87r Nc 497m r = 1 đối tàu chạy ở vùng biển không hạn chế Nc là giá trị tính ở trên - Đƣờng kính xích neo đƣợc xác định theo công thức : d St Nc 57 mm Với: S=1 là hệ số đối với tàu chạy ở vùng biển không hạn chế t= 1,75 với xích neo thông thƣờng Chọn d=62mm Tải trọng thử 1070 kN Tải trọng phá hỏng 1490 kN Trọng lƣợng 1 m xích 80,90 kG c) Chọn hãm xích neo: Chọn hãm xích ma sát có các thông số sau : Đế và thanh kẹp làm bằng thép đúc Trọng lƣợng 915 kG Các kích thƣớc cơ bản : 74
Be = 620mm He = 1390mm Le = 1050 mm lc = 960mm l‟c = 680 mm d)Lỗ thả neo: Chọn lỗ thả neo là không có hốc neo 3 Đƣờng kính lỗ thả neo: Dk 35 Q 515m Chọn Dk = 600mm Góc nghiêng của lỗ thả xích neo so với mặt phẳng song song với mặt phẳng đƣờng nƣớc là 40o Góc của lỗ thả neo so với mặt phẳng dọc tâm tàu là 30o e)Thiết bị giữ và nhả gốc xích neo: Để giữ và nhả neo khi cần thiết ta sử dụng thiết bị chuyên dùng có móc bản lề , thiết bị này đƣợc tiêu chuẩn hóa và đƣợc dựa vào STTBTT – tập 1 ta chon cỡ xích neo là 62 Chiều cao H = 1000 mm Chiều dài L = 950 mm Chiều rộng B= 600 mm f)Thiết bị giữ và nhả gốc xích neo - Bố trí hầm xích neo là hai hầm năm đối xứng nhau qua mặt phẳng dọc tâm - Chọn hầm xích neo có dạng hình hộp chữ nhật 1,6.l.dx 2 - Thể tích hầm xích neo đƣợc xác định theo công thức : V 10,57m3 183.103 Trong đó : l = 275 m chiều dài một xích neo 75
dx = 62 mm cỡ xích neo g)Chọn máy neo: Theo trọng lƣợng của neo , cỡ xích neo và bảng 2.30 STTBTT- tập1 ta chọn máy neo kiểu nằm có các thông số cơ bản sau đây: Chiều dài L = 4000mm Chiều rộng B= 4265 mm Chiều cao H = 1860 mm Tốc độ nâng v = 12 m/ ph Lực kéo trên tang :8 kN Công suất máy : 60 kw Trọng lƣợng máy 16250 kG 5.8. TÍNH CHỌN THIẾT BỊ CHẰNG BUỘC a)Dây chằng buộc : Chọn dây có độ bền thƣờng _ dây cáp thép , sức bền kéo của sợi 1400Mpa Đơn vị Dây chằng buộc chính Dây chằng buộc phụ Tổng chiều dài m 640 160 Số dây m 4 2 Lực đứt dây kN 144,6 98,1 Đờng kính dây mm 30 28 Khối lƣợng / 1000m Kg 3000 2600 b)Bệ dẫn dây : Bệ dẫn dây kiểu hở 2 con lăn với các thông số nhƣ sau : 76
Kích thƣớc : LxB x H= 1300x340x385 Đƣờng kính con lăn : d=190mm Khối lƣợng : m=410kg c) Cột bích buộc dây : Chan cột bích hàn , thẳng , có bệ có thông số cơ bản nhƣ sau : LxBxH = 1140 x 440 x 600mm D= 355mm Khối lƣợng 216 kg d) Cửa luồn dây mạn : Chan kiểu luồn dây mạn đúc Theo bảng 3.27 STTBTT _ Tập 2 chọn kiểu cửa ôvan với các thông số cơ bản nhƣ sau : LxB = 320 x 225 mm R= 180 mm Khối lƣợng : m=121 kg e) Tời thu neo : Chan loại tời thu neo chằng buộc ngang chay điện Theo bảng 3.41 STTBTT _ tập 2 chọn tời neo có số hiệu 8 Lực kéo đứt trên tang kéo 80 kN Tốc độ cuốn dây định mức : 18 m/ ph Tốc độ kéo lớn nhất : 24  40 m/ ph 77
5.9. TRANG THIẾT BỊ HÀNG HẢI. Tên thiết bị Số lƣợng La bàn từ chuẩn 1 La bàn từ lái 1 Đồng hồ bấm dây 3 Khí áp kế 2 Máy đo độ nghiêng 2 Đèn phát tín hiệu ban ngày 1 Hải đồ vùng biển Việt Nam 1 Hải đồ vùng biển Thái Bình Dơng 1 La bàn con quay 1 ống nhòm hàng hải 4 Máy đo độ sâu 1 Máy đo tốc độ tàu 1 78
5.10. TRANG THIẾT BỊ VỐ TUYỄN ĐIỆN. Tên thiết bị Số lƣợng Máy phát vô tuyến điện chính 1 Máy phát vô tuyến điện dự phòng 1 Máy thu vô tuyến điện chính 1 máy thu vô tuyến điện dự phòng 1 Máy phát điện cấp cứu 1 Máy thu tín hiệu cấp cứu 1 Máy phát khai thác 1 Máy thu khai thác 1 Thiết bị VHF 1 Thiết bị định vị vệ tinh 1 Rada hàng hải 1 Thiết bị truyền thanh chỉ huy 1 Thiết bị định vị vệ tinh 1 Phao vô tuyến sự cố 1 79
5.11. TRANG THIẾT BỊ PHÒNG NẠN. STT Tên gọi Kích thƣớc Số lƣợng 1 Thảm bịt thủng có đệm xơ 3x3m 1 2 Tấm đệm xơ 0,4x0,5m 3 3 Bộ đồ dây dợ 1 4 Bộ đồ thợ nguội 1 5 Thanh gỗ thông 150x150x4000 6 6 Thanh gỗ thông 80x100x2000 2 7 Tấm gỗ thông 50x200x4000 6 8 Tấm gỗ thông 50x200x2000 2 9 Nêm gỗ thông 20x200x200 6 10 Nêm gỗ bạch dƣơng 60x200x400 6 11 Nút gỗ thông cho tàu có cửa sổ mạn 6 12 Nút gỗ thông 10x30x190 6 13 Vải sơn 6 14 Phớt thô d=10mm 2 15 Tấm cao su d=5mm 1 16 Xơ đay tấm hắc ín 30 17 Dây thép ít cacbon d=3m, cuộn 50m 20 18 Quai d=12 8 80
19 Bu lông đầu 6 cạnh M16 x480 6 20 Bu lông đầu6 cạnh M16 x260 2 21 Đai ốc 6 cạnh M 16 8 22 Vành đệm đai ốc M 16 16 23 Đinh công nghiệp L=70 mm 3 24 Đinh công nghiệp L=190 mm 4 25 Xi măng mau khô 300 26 Cát thiên nhiên 300 27 Chất làm xi măng mau cứng 15 28 Milium ( Pb 304 ) 10 29 Mỡ kỹ thuật 10 30 Rìu thợ mộc 2 31 Ca ngang L=1200mm 1 32 Ca tay L= 600mm 1 33 Xẻng 2 34 Xô 2 35 Búa tạ Loại 5 kg 1 37 Cái hãm dạng xếp đợc 2 38 Êtô dự trữ 1 81
Bộ đồ nguội và bộ đồ dây thợ nghi trong bảng trên được chọn như bảng sau: STT Tên gọi Kích thƣớc Số lƣợng trong một bộ Bộđồdâythợ Bộđồnguội 1 Thớc cuộn L=1500m 1 1 2 Búa thợ nguội Loại 0,5 kg 1 1 3 Búa Loại 3 kg 1 4 Búa gỗ 1 5 Đầu đột 1 6 Đục b=20mm, l=20mm 1 1 7 Cọc 300mm 1 8 Đầu khoan gỗ b=200mm 1 9 Mũi khoan xoắn ốc D=18mm 1 10 Kẹp D=25mm 1 11 Cáiđột lỗ l=300mm 1 1 12 Cái đột lỗ l=200mm 1 1 13 Dũa bán nguyệt b=10mm 1 1 14 Kẹp tổng hợp Độ mở 36 mm 1 1 15 Tuốc 1 vít Độ mở 24mm 1 1 16 Mỏ nết 1 1 17 Kờlê 1 1 82
18 Dao chặt dây 1 1 19 Máy ca 1 20 Lỡi ca 1 6 21 Túi đựng đồ dụng cụ 1 1 5.12. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ DẰN. 5.12.1. Bố trí dằn. Lƣợng nƣớc dằn cần thiết xác định theo điều kiện tàu phải đảm bảo chiều chìm mũi và đuôi cần thiết trong trƣờng hợp tàu chạy không có hàng. Chiều chìm đuôi đảm bảo độ ngập sâu của chong chóng : Tđ = td.T = 0,7.T = 0,7.6,8 = 4,76 m. Chiều chìm mũi phải đủ để tránh hiện tƣợng Slamming mũi. L Tm = tm.T = a. .T = (0,025±0,003).L = 0,026.107,8 = 3,234 m. T Chiều chìm trung bình: TTm d 4,76 3,324 Tdằn = = = 4 m 2 2 Hệ số lợi dụng LCN theo khối lƣợng dằn (theo 5.61-LTTK/Trang 102): CWL t m t d d DW (1 ) CB 2 0,85  0,6 (1 0,412) = 0,127 d 0,74 Khối lƣợng dằn cần thiết: md = ηd.Δm = 0,127.9402,2 = 1194,08( T ) Thể tích các két dằn: dm. 1194,08 3 Vdtt 1164,96 (m ) d 1,025 83
5.12.2. Dung tích dầu DO cần thiết. 3 V = Ne.t.ge., thể tích cần dung (m ) V =4200.168.0,14.0,85 = 83,96 (m3) t = 168 h - thời gian hành trình; (giờ); Ne = 4200 (kW) - công suất tổ hợp TBNL; ge - suất tiêu hao nhiên liệu.với động cơ Diesel ge =(0,11÷ 0,14)kg/kW.h  = 0,85 kg/m3 5.12.2. Dung tích dầu FO cần thiết. 3 V = Ne.t.ge., thể tích cần dung (m ) V =4200.34.0,14.0,91 = 18,193 (m3) t = 34 h - thời gian hành trình; (giờ); Ne = 4200 (kW) - công suất tổ hợp TBNL; ge - suất tiêu hao nhiên liệu.với động cơ Diesel ge =(0,11÷ 0,14)kg/kW.h  = 0,91 kg/m3 84
5.13. DUNG TÍCH THỰC TẾ KHOANG HÀNG VỀ HỆ THỐNG DẰN. Theo tính toán tàu đƣợc chia thành 3 khoang hàng với tổng chiều dài là 75,35m. Thể tích và hoành độ trọng tâm khoang hàng xác định theo bảng sau: 3 - Vi (m ): Thể tích khoang hàng - Xi (m): Hoành độ trọng tâm các khoang hàng Bảng 5.7: Phân bố khoang hàng. Dung tích Dung Tên Vị trí khoang LCG TCG VCG STT lý thuyết tích thực khoang hàng (m) (m) (m) (m3) tế (m3) Khoang Khoảng sƣờn 1 3273,5 17,099a 0 4,88 hàng 3 38- 78 Khoang Khoảng sƣờn 2 3232,4 7,8f 0 4,85 hàng 2 78 - 115 Khoang Khoảng sƣờn 3 2882,1 31,639f 0 4,954 hàng 1 115 - 154 6 Tổng 9130,00 9388 3 Tổng dung tích khoang hàng: Vkh = 9388 (m ) 3 Dung tích yêu cầu chở hết hàng: Vyc = 9130 (m ) VV 9388 9130 kh yc 100% 100% 2,8% V 9130 yc Bảng 5.8. Phân bố các khoang két dằn. Thể tích LCG TCG VCG STT Tên két (m3) (m) (m) (m) 1 Két dằn n01.p 94,5 15,102a 6,66p 0,645 2 Két dằn n01.s 94,5 15,102a 6,66s 0,645 3 Két dằn n03.p 115,4 7,8f 6,885p 0,619 4 Két dằn n03.s 115,4 7,8f 6,885s 0,619 5 Két dằn n04.p 143,1 7,8f 2,45p 0,6 6 Két dằn n04.s 143,1 7,8f 2,45s 0,6 7 Két dằn n05.p 183 30,371f 3,426p 0,633 8 Két dằn n5.s 183 30,371f 3,426s 0,633 9 Danmui,p 45,7 51,236f 0,921p 7,453 85
10 Danmui.s 45,7 51,236f 0,921s 7,453 11 Danlain01.p 96,6 52,54a 2,487p 8,207 12 Danlain01.s 96,6 52,54a 2,487s 8,207 13 Tổng 1356,6 Bảng 5.9. Bảng phân bố các két khác. Thể LCG TCG VCG STT Tên két tích (m3) (m) (m) (m) 1 NNGOTN01.P 55,7 47,213a 2,962p 8,235 2 NNGOTN01.S 55,7 47,213a 2,962s 8,253 3 DAULANGN01.P 22,4 43,638a 5,81p 7,996 4 DAULANGN01.S 22,4 43,638a 5,81s 7,996 5 RORIN01.P 17,4 39,86a 1,719p 0,716 6 RORIN01.S 17,4 39,86a 1,719s 0,716 7 KETDAUN01.P 28,5 32,85a 2,692p 0,676 8 KETDAUN01.S 28,5 32,85a 2,692s 0,676 9 NGOTN02.P 76,3 46,627f 2p 5,796 10 NGOTN02.S 76,3 46,627f 2s 5,796 11 HAMXICH.P 20,9 48,798f 1,296p 7,232 12 HAMXICH.S 20,9 48,798f 1,296s 7,232 13 KETDAUN02.P 146,2 17,173a 2,446p 0,602 14 KETDAUN02.s 146,2 17,173a 2,446s 0,602 5.14. HIỆU CHỈNH MẠN KHÔ. 86
PHẦN VI TÍNH TOÁN KẾT CẤU CHO 2 KHOANG LIỀN KỀ (KHOANG HÀNG, KHOANG MŨI) 6.1. GIỚI THIỆU CHUNG. Tàu thiết kế có các thông số kích thƣớc nhƣ sau: Kí STT Đại lƣợng Giá trị Đơn vị hiệu 1 Chiều dài hai đƣờng vuông góc Lpp 107,8 (m) 2 Chiều rộng tàu B 18,2 (m) 3 Chiều chìm tàu T 6,8 (m) 4 Chiều cao mạn D 9 (m) 5 Hệ số béo thể tích CB 0,74 - 6 Hệ số béo sƣờn giữa CM 0,98 - 7 Hệ số béo đƣờng nƣớc CWP 0,85 - 8 Hệ số béo dọc tàu CP 0,75 - 9 Lƣợng chiếm nƣớc khối lƣơng Δ 9402,2 tấn 87
10 Lƣợng chiếm nƣớc thể tích  9172,84 m3 - Tàu thiết kế là tàu hàng khô hoạt động ở vùng hạn chế II, tàu có kết cấu vỏ thép, có hai boong, đáy đôi, buồng máy đặt ở đuôi. Vật liệu đóng tàu là thép cấp A, có REH = 235 Mpa - Tàu đƣợc thiết kế thỏa mãn “ Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép”, QCVN 21: 2010/BGTVT. 6.2. HỆ THỐNG KẾT CẤU, KHOẢNG SƢỜN, PHÂN KHOANG. 6.2.1. Hệ thống kết cấu. - Dàn boong kết cấu hệ thống dọc ở vùng giữa tàu (khoang hàng). Dàn boong khoang máy kết cấu hệ thống ngang. - Dàn mạn, vùng mũi vùng đuôi kết cấu hệ thống ngang, vùng boong giữa các thanh quây ngang ở hệ thống ngang. - Dàn vách: nẹp đứng, nẹp đứng khoẻ. 6.2.2. Phân khoang 6.2.2.1. Phân khoang theo chiều dài tàu. Tính chọn khoảng sƣờn ao = 2L + 450 = 670 mm Khoảng sƣờn khoang mũi, khoang đuôi <610, do đó chọn a = 600 mm Chiều dài khoang máy: LKM= (10 đến 15)%L = 11 m đến 16,5 m. Do đó chọn LKM= 15,6 m; a = 650 mm Chiều dài khoang mũi: LM = 8,4 m ; a = 600 mm. Chiều dài khoang đuôi: LĐ = 8,4 m ; a = 600 mm 88
Tàu có tổng số vách kín nƣớc tối thiểu theo quy phạm là 5 vách: 1vách đuôi, 1vách khoang máy, 2 vách khoang hàng, 1vách mũi Chiều dài khoang hàng <30 m, do đó chọn LKH = 26 m và LKH = 23,4 Tàu đƣợc phân thành các khoang theo chiều dài nhƣ sau : Chiều dài khoang Khoảng sƣờn thực Khoang Sƣờn Đến sƣờn (m) (m) Khoang đuôi 0 14 8,4 0,6 Khoang máy 14 38 15,6 0,65 Khoang hàng 1 38 78 26 0,65 Khoang hàng 2 78 115 23,4 0,65 Khoang hàng 3 115 154 23,4 0,65 Khoang mũi 150 167 8,4 0,6 6.2.2.2. Phân khoang theo chiều cao tàu. Chiều cao đáy đôi yêu cầu phải lớn hơn B/16 = 18,2/16 =1,1375 m. Vậy ta chọn chiều cao khoang đáy đôi là hdd=1,2 m. Với tàu 2 boong, theo quy phạm boong thứ 2 phải cách boong chính: 3,03,5 m. Chọn chiều cao boong 2 là 3,2 m. 6.3. KẾT CẤU KHOANG HÀNG. 6.3.1. Kết cấu dàn vách. Sơ đồ kết cấu: 89
d µ n v ¸ c h 3500 2800 2800 2800 2800 3500 700700 700 700 700 700 700 1800 3200 Boong II 2000 9000 2000 4600 2000 1200 18200 6.3.2. Bố trí nẹp đứng, nẹp khỏe cho dàn vách khoang hàng. Theo quy phạm khoảng cách nẹp không lớn hơn (2L + 550) = 758 mm. Vậy ta chọn khoảng cách nẹp 700 mm. Theo quy phạm khoảng cách giữa các sống phụ và sống chính không lớn hơn 4.6m. Vậy ta chọn khoảng cách giữa các sống phụ là (2,8 m). 6.4. TÍNH TOÁN CƠ CẤU. 6.4.1. Chiều dày tôn vách. Theo điều 27.4.1 thì chiều dày tôn vach ngang không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau: Chiiều dày tấm tôn không nhỏ hơn trị số. t C12 C S h 3,5 Trong đó: S: khoảng cách các nẹp, S = 0,7 (m) h: trị số max (h1, h2, h3) h1: Khoảng cách thẳng đứng từ mép dƣới tấm tôn vách đến mép trên miệng khoang hàng. 90
h2 : Tính theo công thức: h2 = 0,85(h1 + Δh) Trong đó : Δh - Cột nƣớc bổ sung xác định theo: 16 h l – 10 0,25 b 10 0,17 L tt lt: Chiều dài khoang, lt = 25,3 (m) bt: Chiều rộng khoang, mà do có vách dọc tâm nên, bt = 10 (m) h3: Xác định theo, hL3 0,3 3,17 (m) C1 - Hệ số phụ thuộc vào L xác định nhƣ sau: C1 = 1,0 nếu L ≤ 230 m Giá trị trung gian thì nội suy tuyến tính. Vì L = 107,8 (m) nên C1 = 1 Ck2 3,6 k là hệ số vật liệu phụ thuộc vào loại thép. Với thép thƣờng k = 1 Nên C2 = 3,6 Chiều rộng tấm không nhỏ hơn 0,1 D = 0,9 (m) Chọn khổ tôn bt = 2000 (mm) - Dài = 12000 (mm) ảng 6.1. ải tôn. Tải Rải t (mm) theo công thức Chọn S (m) h h trọng tôn 1 2 (11.2.1) t(mm) h (m) Rải 0,7 8,16 7,09 8,16 10,70 11,00 tôn 1 Rải 0,7 6,16 5,39 6,16 9,76 10,00 tôn 2 Rải 0,7 4,16 3,69 4,16 8,64 9,00 tôn 3 Rải 0,7 2,16 3,04 3,4 8,15 9,00 91
tôn 4 Vậy kích thƣớc các tấm tôn nhƣ sau: Tấm 1: b x t 2000 x 11 mm Tấm 2: b x t 2000 x 10 mm Tấm 3: b x t 2000 x 9 mm Tấm 4: b x t 2000 x 9 mm 6.4.2. Nẹp vách. 6.4.2.1. Nẹp vách boong trên. Mô đun chống uốn của tiết diện nẹp không nhỏ hơn trị số sau: W =2,8C.S.h.l2 (CT 11.2.3 trang 88-2A) l : chiều dài nhịp nẹp đo giữa các đế lân cận của nẹp l =4,6 m S : khoảng cách các nẹp S = 0,7 m h : khoảng cách thẳng đứng từ trung điểm của khoảng cách giữa 2 nẹp lân cận ở hai bên của nẹp đang xét đến đỉnh của boong vách đo ở đƣờng tâm tàu. h = 4,6/ 2+3,2+18,2/ 50 = 5,864 m < 6m . Nên h = 1,2+0,8. 5,864 = 5,8912m C : hệ số. Tra bảng 2-A/1.2 ta đƣợc C =1 Vậy W = 244,3 cm3 . Chiều rộng mép kèm : b = min (S/2; l/5). Vậy lấy b = 350 mm. Chiều dày mép kèm bằng với chiều dày tôn t = 10 mm. Vậy quy cách 350x10 Chọn thép: 2 TT Qui cách Fi Zi Fi.Zi Fi.Zi i0 Đơn vị Mm cm2 cm cm3 cm4 cm4 MKèm 350 10 35 0 0 0 2,92 L 160 x100 x12 30 11,18 335,4 3749,772 784 Tổng 65 335,4 4536,69 4 e = 5,2 cm J = 2806,02 cm 92
3 z = 16,5 cm Wmin= 247,44 cm 3 Zmax= 11,3 cm W = 244,3 cm y0 = 5,32 cm W= 1,29 % Vậy thép chọn L 160x100x12 là thỏa mãn 350x10 11.18 L160x100x12 5.32 6.4.2.2. Nẹp vách boong dưới. Mô đun chống uốn của tiết diện nẹp không nhỏ hơn trị số sau: W =2,8C.S.h.l2 (CT 11.2.3 trang 89-2A) l : chiều dài nhịp nẹp đo giữa các đế lân cận của nẹp l =3,2 m S : khoảng cách các nẹp S = 0,7 m h : khoảng cách thẳng đứng từ trung điểm của khoảng cách giữa 2 nẹp lân cận ở hai bên của nẹp đang xét đến đỉnh của boong vách đo ở đƣờng tâm tàu. h = 3,2/ 2+18,2/ 50 = 1,964 m < 6m . Nên h =1,2 + 0,8. 1,964 = 2,771 m C : hệ số. Tra bảng 2-A/1.2 ta đƣợc C =1 Vậy W = 56,61 cm3 . Chiều rộng mép kèm : b = min (S/2; l/5). Vậy lấy b = 350 mm. Chiều dày mép kèm bằng với chiều dày tôn t = 10 mm. Vậy quy cách 350x10 Ta chọn thép giống nhƣ nẹp đứng boong dƣới để tiện công nghệ. 93
6.4.2.3. Nẹp khỏe boong dưới. Mô đun chống uốn của tiết diện nẹp không nhỏ hơn trị số sau: W =2,8C.S.h.l2 (CT 11.2.3 trang 89-2A) l : chiều dài nhịp nẹp đo giữa các đế lân cận của nẹp l =4,6 m S : khoảng cách các nẹp S = 3,5 m h : khoảng cách thẳng đứng từ trung điểm của khoảng cách giữa 2 nẹp lân cận ở hai bên của nẹp đang xét đến đỉnh của boong vách đo ở đƣờng tâm tàu. h = 4,6/ 2+3,2+18,2/ 50 = 5,864 m < 6m . Nên h =1,2+0,8. 5,864 = 5,8912m C : hệ số. Tra bảng 2-A/1.2 ta đƣợc C =1 Vậy W = 977,3 cm3 . Chiều rộng mép kèm : b = min (S/2; l/5). Vậy lấy b = 3500 mm. Chiều dày mép kèm bằng với chiều dày tôn t = 10 mm. Vậy quy cách 3500x10 2 Qui cách Fi Zi Fi.Zi Fi.Zi i0 TT 2 3 4 (mm) (cm ) (cm) (cm ) (cm ) (cm4) 3500 10 350 0 0 0 7,92 350 10 35 21 861 18081 5743,42 100 12 12 42,1 505,2 21268,92 1,44 Tổng 397 1366,2 45102,69 4 e = 9,23 cm J = 32491,2 cm 3 z = 42,7 cm Wmin= 970,79 cm 3 Zmax = 33,47 cm W = 977,3 cm W = 0,67 % 100x 12 Vậy thép làm sƣờn khoẻ nội boong có quy cách T là thoả mãn. 350x 10 94
3500x10 18 350x10 36.1 100x12 6.4.2.3. Nẹp khỏe boong trên. Mô đun chống uốn của tiết diện nẹp không nhỏ hơn trị số sau: W =2,8C.S.h.l2 (CT 11.2.3 trang 89-2A) l : chiều dài nhịp nẹp đo giữa các đế lân cận của nẹp l =3,2m S : khoảng cách các nẹp S = 3,5 m h : khoảng cách thẳng đứng từ trung điểm của khoảng cách giữa 2 nẹp lân cận ở hai bên của nẹp đang xét đến đỉnh của boong vách đo ở đƣờng tâm tàu. h = 3,2/ 2+18,2/ 50 = 1,964 m < 6m . Nên h =1,2 + 0,8. 1,964 = 2,771 m C : hệ số. Tra bảng 2-A/1.2 ta đƣợc C =1 Vậy W = 222,5 cm3 . Chiều rộng mép kèm : b = min (S/2; l/5). Vậy lấy b = 640 mm. Chiều dày mép kèm bằng với chiều dày tôn t = 10 mm. Vậy quy cách 640x10 Ta chọn thép theo nẹp khỏe boong dƣới để dễ công nghệ. 95
6.5. DÀN MẠN. 6.5.1. Sơ đồ kết cấu. d µ n m¹ n 2600 2600 2600 2600 2600 2600 2600 2600 2600 1950 650 650 650650 650650 650650 650650 650650 650650 650650 650650 650 3200 9000 4600 1200 25350 Dàn mạn kết cấu theo hệ thống ngang , sƣờn thƣờng xen kẽ thƣờng khỏe + Khoảng cách giữa các sƣờn thƣờng là 0,65m. + Khoảng cách giữa các sƣờn khỏe là 2,6 m. 6.5.2. Tính toán cơ cấu. 6.5.2.1. Tôn mạn. Theo điều 14.3.2.1: Chiều dày của tôn mạn trừ tôn mép mạn phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau đây: t = max (tmin ; t ) = max( 10,48 ; 4,14) Chọn t = 12 (mm) tmin = L = 107,8 = 10,48 (mm) L = 107,8 (m) : Chiều dài tàu. ' t = C1C2S d 0,125 D 0,05 L h1 2,5 (mm) 96
S =0,65 m : Khoảng cách giữa các sƣờn ngang khoang. D = 9 m : Chiều cao mạn D = 6,8 m : Chiều chìm tàu. C1= 1 nếu L < 230 m. 91 576 22x C2 = =3,92 y Trong đó = max 15,5fB (1 ); 6 nếu L < 230 m} yB yB : là khoảng cách thẳng đứng từ mặt tôn giữa đáy cạnh dƣới của tấm tôn mạn đang xét : yB = 0,6 H = 4,56 m. y : là khoảng cách thẳng đứng từ mặt tôn giữa đáy đến trục trung hòa của tiết diện ngang : y = 7,8/ 2 =3,9 m. fB : là tỷ số môđun chống uốn theo yêu cầu chia cho môđun chống uốn thực tiết diện ngang thân tàu : fB =1  y = max 15,5fB 1 ;6 4,3;6 6  yB X x = = 1 0.3L t = 4,14 mm 6.5.3. Dải tôn mép mạn. Theo điều 14.3.3: Chiều rộng b = 5L + 800 = 5 x 110 + 800 = 1350 (mm) Chọn b = 1400 mm Chiều dày : t = tman +2 =12 + 2=1400 mm Chọn t =14 mm 97
6.5.4. Sườn thường. 6.5.4.1. Sườn thường trong khoang hàng boong dưới. Theo điều 5.3.2.1: Mô đun chống uốn của sƣờn ngang khoang không nhỏ hơn trị số tính theo 2 3 công thức: W= C0.C.S.h.l = 261,41 cm Trong đó : S =0,65 m : Khoảng cách sƣờn thƣờng l = 4,6 m : Khoảng cách thẳng đứng từ mặt đáy trên ở mạn đến mặt xà boong ở đỉnh sƣờn h = (d + 0.038L') - d0 = (6,8 + 0,038 x 110) - 1,2 = 9,78 (m) : Khoảng cách thẳng đứng từ mút dƣới của l tại vị trí cần đo đến điểm ở(d + 0.038L' ) phía trên của tôn giữa đáy L =107,8 m : Chiều dài tàu e C0 =1,25 - 2. nhƣng lớn hơn 0,85 l e =l/8 = 0,6 m : Chiều cao của mã sống hông đo từ mút dƣới của l C0 = 0,989 l C1 = 2,1 - 1,2 = 2,1 - 1,2 . 4,6/ 9,78 = 1,535 h C2 = (2,2k ).d/h = 2,2 . 21 . 0,0133 . 6,8/ 9,78 = 0,43 (với k = 21 Vì tàu có 2 boong : Hệ số phụ thuộc số tầng boong = 0,0133 Tra bảng 2-A/5.1 với B/lH = 18,2/ 25,35 = 0,718 ) C = C1 + C2 ( với hệ thống không có két đỉnh mạn ) C =1,965 Mép kèm : - Chiều rộng: b = min (S/2; l/5). Vậy lấy b = 325 mm. - Chiều dày t = 12 mm. 98
2 TT Qui cách Fi Zi Fi.Zi Fi.Zi i0 Đơnvị mm cm2 cm cm3 cm4 cm4 MKèm 350 12 42 0 0 0 5,04 L 160 x100 x12 30 11,28 338,4 3817,152 784 Tổng 72 338,4 4606,19 4 e = 4,7 cm J = 3015,71 cm 3 z = 16,6 cm Wmin= 253,42 cm 3 Zmax= 11,9 cm W = 264,41 cm y0 = 5,32 cm W = 4,16 % Vậy thép L 160x100x12 là thỏa mãn. 350x12 11.28 L160x100x12 5.32 6.5.4.1. Sườn thường trong khoang hàng boong trên. Theo điều 5.6.2: Mô đun chống uốn của tiết diện sƣờn thƣờng trong khoang boong trên phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau: W= 6Shl2 = 143 (cm3) Trong đó: S = 0,65 (m) : Khoảng cách giữa các sƣờn. l = 3,2 (m) : Chiều cao nội boong. h = 3,58 (m) : Khoảng cách từ trung điểm của l đến điểm nằm cao hơn tôn dƣới đáy một khoảng d + 0.038L'. (h >=0.03L) 99
Mép kèm : - Chiều rộng: b = min (S/2; l/5). Vậy lấy b = 325 mm. - Chiều dày t = 12 mm. - Quy cách 325 x12 2 TT Qui cách Fi Zi Fi.Zi Fi.Zi i0 Đơnvị mm cm2 cm cm3 cm4 cm4 MKèm 325 12 39 0 0 0 4,68 L 125 x80 x10 19,7 8,95 176,51 1581,548 312 Tổng 58,7 176,51 1898,23 4 e = 3,0 cm J = 1367,45 cm 3 z = 13,1 cm Wmin= 135,49 cm 3 Zmax = 10,1 cm W = 143 cm y0 = 4,14 cm W = 5,25 % Vậy thép chọn L 125x80x10 là thảo mãn. 325x12 8.95 L125x80x10 4.14 6.5.5. Sườn khỏe. 6.5.5.1. Sườn khỏe đỡ xà ngang boong khỏe. Theo mục 5.2.3-3: Mô đun chống uốn của tiết diện sƣờn khoẻ phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau: 1 hl2 l W = 2,4n (0,17 + 11() 0,1 ) Shl2 = 2257,52 (cm3) 9,81 h l h 100
Trong đó: S = 2,6 (m): Khoảng cách giữa các sƣờn. n =4: tỷ số khoảng cách giữa các xà ngang khoẻ chia cho khoang cách giữa các sƣờn nội boong. l = 4,6(m):Khoảng cách từ mặt đáy trên ở mạn đễn xà boong ở đỉnh sƣờn. h = 9,78(m):Khoảng cách từ mút dƣới của l đến điểm nằm cao hơn tôn giữa đáy một khoảng d + 0.038L'. (h >=0.03L) 2 h1 = 30,8 (kN/m ) :Tải trọng boong. l1 = 2,3 (m) :Tổng chiều dài của xà ngang boong khoẻ. Chọn thép: - Mép kèm: Chiều dày : t = 12 (mm) Chiều rộng: b = min(l/5 ; S/2) = min( 920 ; 1300) = 920 - Qui cách mép kèm : 920x12 2 Qui cách Fi Zi Fi.Zi Fi.Zi i0 TT 2 3 4 (mm) (cm ) (cm) (cm ) (cm ) (cm4) 920 12 110,4 0 0 0 13,25 12 450 54 23,1 1247,4 28814,94 9112,50 250 14 35 46,3 1620,5 75029,15 5,72 Tổng 199,4 2867,9 112975,55 e = 14,38 cm J = 71727,6 cm4 3 z = 47 cm Wmin= 2199,06 cm 3 Zmax= 32,62 cm W = 2257,75 cm W = 2,60 % 250x14 Vậy thép làm sƣờn khoẻ là thép ghép có quy cách T thảo mãn. 450x12 101
920x12 23.1 450x12 46.3 250x14 6.5.5.2. Sườn nội boong đỡ xà ngang boong khỏe. Theo mục2A- 5.6.2: Mô đun chống uốn của tiết diện sƣờn nội boong đỡ xà ngang boong khoẻ phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau: h W= 2,4 1 + 0,143n 1 Shl2 = 2217,37 (cm3) h Trong đó: S = 2,6 (m) : Khoảng cách giữa các sƣờn. l = 3,2 (m) : Chiều cao nội boong. h = 3,58 (m) : Khoảng cách từ trung điểm của l đến điểm nằm cao hơn tôn dƣới đáy một khoảng d + 0.038L'. (h >=0.03L) n = 4 :Tỷ số khoảng cách giữa các xà ngang khoẻ chia cho khoang cách giữa các sƣờn nội boong. 2 h1 =40,64 (kN/m ):Tải trọng boong. Chọn thép: -Mép kèm: Chiều dày: t = 10 (mm) Chiều rộng : b = min(l/5 ; S/2) = min( 640 ; 1300) = 640 Qui cách mép kèm : 640x12 102
2 Qui cách Fi Zi Fi.Zi Fi.Zi i0 TT 2 3 4 (mm) (cm ) (cm) (cm ) (cm ) (cm4) 640 12 76,8 0 0 0 9,22 12 450 54 23,1 1247,4 28814,94 9112,50 250 14 35 46,3 1620,5 75029,15 5,72 Tổng 165,8 2867,9 112971,52 4 e = 17,30 cm J = 63364,5 cm 3 z = 47 cm Wmin= 2133,29 cm 3 Zmax = 29,70 cm W = 2217,37 cm DW = 3,79 % 250x14 Vậy thép làm sƣờn khoẻ nội boong có quy cách T là thoả mãn. 450x10 640x12 23.1 450x12 46.3 250x14 103
6.6. KẾT CẤU DÀN BOONG. 6.6.1. Sơ đồ kết cấu. 6.6.1.1. Kích thước miệng khoang hàng. Theo mục 2A/18.2: d µ n bo o n g 700 700 3500 Boong trª n 2800 20800 2800 18200 2800 2800 Boong duí i 3500 650650 650 650 650650 650 650 650 650 650 650 2600 2600 2600 2600 2600 2600 2600 2600 2600 2600 26000 Kích thƣớc miệng khoang của hai dàn boong bằng nhau. Chiều cao của thành miệng khoang tính từ mặt trên của boong ít nhất phải bằng 600 (mm) Chọn chiều cao thành miệng khoang là 1200 (mm) Chiều dày của thành miệng khoang không nhỏ hơn trị số 0,05L + 6 =11,5mm Chọn chiều dày thành miệng khoang là 14(mm) Ở mép trên của thành miệng khoang lộ phải đƣợc gia cƣờng bằng thanh có Dọc theo thanh quây dọc và thanh quây ngang gia cƣờng các mã đứng, Khoảng cách mã đứng ở thanh quây dọc không quá 3 m Chọn là 0,65 (m) 104
Khoảng cách mã đứng ở thanh quây ngang không quá 1,5m Chọn là 0,7 m Kích thƣớc miệng khoang hàng càng lớn càng tốt nhƣng để đảm bảo ổn định và độ bền dàn boong thì ta chọn nhƣ sau: Chiều rộng không lớn hơn 0,7B = 0,7.18,2 = 12,74 (m) Chọn b=11,2(m) Chiều dài chọn là 20,8(m) Tàu thiết kế có 2 boong, chiều cao boong dƣới là 4600 (tính từ tôn đáy dƣới) và chiều cao boong trên là 3200(tính từ tôn boong dƣới). Boong dƣới: Kết cấu hệ thống ngang. Boong trên: Vùng từ hai thanh quây dọc ra mạn kết cấu hệ thống dọc. Vùng trong hai thanh quây dọc kết cấu hệ thống ngang. Khoảng cách các cơ cấu nhƣ sau: Khoảng cách giữa các xà ngang boong thƣờng là 650 Khoảng cách giữa các xà dọc boong là 700 Khoảng cách giữa các xà ngang boong khoẻ là 2600 Khoảng cách giữa các sống boong là 2800 6.6.2. Chiều dày tôn boong. 6.6.2.1.Tải trọng. (Theo mục 2-A/8.2) A, oong thời tiết: (2-A/8.2.1-2) Tải trọng boong h(kN/m2) phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau: h = max(h ; hmin) Trong đó: 2 2 hmin (KN/m ) phải không nhỏ hơn 12,8 KN/m và tính theo bảng sau 105
Xà boong, Cột, sống STT Vị trí boong Công thức tôn boong boong C hmin C hmin Phía trƣớccủa0,3Ltính 1 4,2 53,12 1,37 17,32 từ mũi tàu h =C L' 50 Từ 0,3L từ mũi tàu đến min 2 2,05 25,93 1,18 14,93 0,2L tính từ đuôi tàu Phía sau của 0,2L tính 3 2,95 37,31 1,47 18,6 từ đuôi tàu h =C L Boongthƣợngtầngtầng2 min 4 1,95 24,67 0,69 8,6 trên boong mạn khô h = a(bf - y) tính theo bảng sau: Vì L = 110 <150 nên: L L 107,8 107,8 f = e-L/300 + ( ) 2 - 1.0 = e-110/300 + ()2 -1 = 8,09 10 150 10 150 Cb1 = 0,73 : Hệ số béo ( 0,6 Cb1 0,8) Xà boong, Sống Cột Vị trí boong y b tôn boong boong a h a h a h Phía trƣớc của 0,15L 3,329 1+ 0.338 =1,39 2 14,7 116,37 7,35 58,18 4,9 38,79 tính từ mũi (Cb1 0.2) tàu Từ 0,15L đến 1+ 0.158 2,261 2 0,3L tính từ (Cb1 0.2) 11,8 86,25 5,9 43,13 3,9 28,51 mũi tàu =1,183 Từ 0,3L tính 2,25 13,25 từ mũi tàu đến 2,2 1.0 6,9 40,64 2,25 13,25 0,2L tính từ 3,45 20,32 đuôi tàu ở phía sau của 0.123 0,2L 1+ 3,184 2 (Cb1 0.2) 9,8 59,34 4,9 29,67 3,25 19,68 tính từ đuôi =1,142 tàu Vậy tải trọng boong trên trong vùng khoang hàng là: + Đối với tôn boong, xà boong: h = max (40,64 ;25,93) = 40,64(kN/m2) 106
+ Đối với sống dọc boong ở ngoài đƣờng miệng khoang và cột : h = max (13,25; 14,93) =14,93(kN/m2) +Đối với sống boong không phải trƣờng hợp trên : h = max (20,32 ; 14,93) = 20,32 (kN/m2) B, Boong xếp hàng hoá: Theo mục 2-A/8.2.1-1 h = 7l = 7 x 4,4 = 30,8 (kN/m2) Với l = 3,2 + 1,2 = 4,4(m) là chiều cao từ boong đƣợc xét đến cạnh trên của thành miệng khoang ở boong phía trên . 6.6.2.2. Chiều dày tôn boong. Theo mục 2-A/15.3.1: A, Boong thời tiết. Chiều dày tôn boong phía ngoài đƣờng miệng khoét ở đoạn giữa tàu có xà dọc boong: t = 1,47CS h +2,5 = 9,06 (mm) Chọn t = 12 mm Trong đó: L' 107,8 C = 0,905 + = 0,905 + = 1 2430 2430 (vì L =107,8 < 230 nên lấy L' = 230 m ) S = 0,7 (m) : Khoảng cách giữa các xà dọc boong. h = 40,64 (kN/m2) : Tải trong boong tính trong phần 2.1 Chiều dày tôn boong phía ngoài đƣờng miệng khoét ở đoạn giữa tàu có xà ngang boong: t = 1,63CS +2.5 = 9,25 (mm) Chọn t = 12 mm. Trong đó: S = 0,65(m) : Khoảng cách giữa các xà ngang boong 107
C , h tính nhƣ phần trên. Chiều dày tôn boong ở vùng trƣớc 0,15L tính từ mũi tàu t = 1,25CS h + 2,5 = 11,38 (mm) Chọn t = 12 (mm) Trong đó: S = 0,65 (m): Khoảng cách giữa các xà ngang boong. L' 230 C = 0,905 + = 0,905 + = 1 (vì L=110 < 230 nên lấy L' = 230 m ) 2430 2430 h = 116,37 (kN/m2) :Tải trong boong tính trong phần 2.1 Chiều dày tôn boong ở vùng từ 0,15L đến 0,3L tính từ mũi tàu t = 1,25CS + 2,5 = 10,04 (mm) Chọn t = 12 (mm) Trong đó: S = 0,65 (m): Khoảng cách giữa các xà ngang boong. 230 C = 0,905 + = 0,905 + = 1 2430 (vì L =107,8 < 230 nên lấy L' = 230 m ) h = 86,25 (kN/m2) :Tải trong boong tính trong phần 2.1 Chiều dày tôn boong ở vùng phía sau 0,2L tính từ đuôi tàu t = 1,25CS + 2,5 = 8,75(mm) Chọn t = 12 (mm). Trong đó: S = 0,65 (m): Khoảng cách giữa các xà ngang boong. C = 0,905 + = 0,905 + = 1 (vì L=110 < 230 nên lấy L' = 230 m ) h = 59,34 (kN/m2) : Tải trong boong tính trong phần 2.1 , oong xếp hàng hóa. t = 1,25CS + 2,5 = 7,01 (mm) 108
Chọn t = 10 (mm). Trong đó: S = 0,65 (m): Khoảng cách giữa các xà ngang boong. L' 230 C = 0,905 + = 0,905 + = 1 (vì L=110 < 230 nên lấy L' = 230 m ) 2430 2430 h = 30,8 (kN/m2) : Tải trong boong tính trong phần 2.1 6.6.3. Tính toán cơ cấu. 6.6.3.1. Cơ cấu boong dưới. A, Xà ngang boong thƣờng (Theo mục 2-A/ 8.4) Xà ngang boong đặt tại mỗi mặt sƣờn. Tỷ số kích thƣớc: Tỷ số chiều dài trên chiều cao tiết diện của xà ngang phải nhỏ hơn 40. Mô đun chống uốn tiết diện xà ngang boong phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau: W = 0,43Shl2 = 67,5 (cm3) Trong đó: S = 0,65 (m) : Khoảng cách giữa các xà ngang boong. h = 30,8 (kN/m2) : Tải trọng boong l = 2,8 (m) : Khoảng cách giữa các sống dọc boong. Chọn thép: - Mép kèm: Chiều dày : t = 10 (mm) Chiều rộng : b = min ( l/5 ; S/2 ) = min (560 ; 325) = 325 (mm) - Qui cách mép kèm: 325x10. 109
Bảng chọn thép: 2 TT Qui cách Fi Zi Fi.Zi Fi.Zi i0 Đơn mm cm2 cm cm3 cm4 cm4 vị M 325 10 32,5 0 0 0 2,71 Kèm L 100 x63x8 12,6 7,18 90,468 649,560 127 Tổng 45,1 90,468 779,27 325x12 7.18 L100x63x8 3.32 e = 2,0 cm J = 597,79 cm4 3 z = 10,5 cm Wmin= 70,38 cm 3 Zmax= 8,5 cm W = 67,5 cm y0 = 3,32 cm W = 4,26 % Vậy thép làm xà ngang boong dƣới có quy cách L100x63x8 là thoả mãn. B, Xà ngang boong khoẻ trong vùng miệng hầm hàng:Theo mục 2-A/10.3 Kích thƣớc của sống boong: + Chiều cao tiết diện sống boong d0 2,5d1 = 2,5 x 115 = 287 (mm) Chiều cao lỗ khoét: d1 = 110+5 = 115 (mm). + Chiều dày bản mép của sống boong phải không nhỏ hơn chiều dày của bản thành. + Chiều rộng bản mép phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau đây: 110
85,4 d0l = 85,4 x 0,287.2,8 =76,55 (mm). Mô đun chống uốn tiết diện sống ngang boong phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau: W = 0,484 l(lbh + kw) = 474,8 (cm3) Trong đó: l = 3,5 (m) : Khoảng cách từ đƣờng tâm cột đến đỉnh trong của mã xà. b = 2,6 (m) : Khoảng cách giữa hai sống ngang lân cận. h = 30,8 (kN/m2): Tải trọng boong a kw = 0 vì k = 12 (1 - )2 = 0 (do cột đỡ sống boong trùng vị trí cột l nội boong nên ) Mô men quán tính của tiết diện sống ngang boong phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau: I = 4,5Wl = 7478 (cm4) Trong đó: W= 474,8 (cm4) : Môđun chống uốn tiết diện sống tính ở trên. l = 3,5 (m) : Khoảng cách từ đƣờng tâm cột đến đỉnh trong của mã xà. Chọn thép: - Mép kèm: Chiều dày : t =10 (mm) Chiều rộng: b = min ( l/5 ; S/2 ) = min (560 ; 1300) = 560 (mm Qui cách mép kèm : 560x10. 2 Qui cách Fi Zi Fi.Zi Fi.Zi i0 TT 2 3 4 (mm) (cm ) (cm) (cm ) (cm ) (cm4) 560 10 56 0 0 0 4,67 10 260 26 13,5 351 4738,5 1464,67 90 12 10,8 27,1 292,68 7931,628 1,30 Tổng 92,8 643,68 14140,76 111
4 e = 6,94 cm J = 9676,1 cm 3 z = 27,7 cm Wmin= 466,01 cm 3 Zmax = 20,76 cm W = 474,8 cm W = 1,85 % 90x12 Vậy thép làm xà ngang khoẻ boong dƣới là thép ghép có quy cách T . 260x10 560x10 13,5 260x10 27,1 90x12 C, Sống dọc boong trong vùng miệng hầm hàng: Theo mục 2-A/10.2 Sống dọc boong khoét lỗ cho xà ngang thƣờng chui qua. Kích thƣớc của sống dọc boong: tƣơng tự sống ngang boong. Mô đun chống uốn tiết diện sống phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau: W = 1,29 l(lbh + kw) = 282,16 (cm3) Trong đó: l = 2,6 (m) : Khoảng cách từ đƣờng tâm cột đến vách. b = 2,8 (m) : Khoảng cách giữa trung điểm của hai nhịp kề nhau của xà đƣợc đỡ bởi sống. h = 30,8 (kN/m2) :Tải trọng boong kw = 0 Mô men quán tính của tiết diện sống dọc boong phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau: 112
I = CWl = 33012,3 (cm4) Trong đó: W = 282,16 (cm4) : môđun chống uốn tiết diện sống tính ở trên. l = 2,6 (m) : khoảng cách từ đƣờng tâm cột đến đỉnh trong của mã xà. C = 4,5 Chọn thép:- Mép kèm: Chiều dày : t = 10 (mm) Chiều rộng : b = min ( l/5 ; S/2 ) = min (520 ; 1400) = 520(mm) Qui cách mép kèm: 520x10. 2 Qui cách Fi Zi Fi.Zi Fi.Zi i0 TT 2 3 4 (mm) (cm ) (cm) (cm ) (cm ) (cm4) 520 10 52 0 0 0 4,33 10 180 18 9,5 171 1624,5 486,00 90 12 10,8 19,1 206,28 3939,948 1,30 Tổng 80,8 377,28 6056,08 4 e = 4,67 cm J = 4294,4 cm 3 z = 19,7 cm Wmin= 285,71 cm 3 Zmax= 15,03 cm W = 282,16 cm W = 1,26 % 90x12 Vậy thép làm sống boong là thép ghép có quy cách T 180x10 D, Sống dọc làm thanh quây miệng hầm hàng: Theo mục 2-A/10.2 Chiều cao tiết diện sống boong d0 2.5d1 =2.5 x 115 = 287 (mm) Chiều cao lỗ khoét: d1 = 110+5 = 115 (mm) Chiều dày bản mép của sống boong phải không nhỏ hơn chiều dày của bản thành. Chiều rộng bản mép phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau đây: 85,4 d 0l = 102,68 (mm) l = 18,2 m : Chiều dài nhịp của sống. 113
Chiều dày bản thành: t 10S1 + 2.5 = 10 x 0,65+ 2,5 = 9 (mm). S1 = 0,65 (m) khoảng cách nẹp dọc gia cƣờng bản thành. Mô đun chống uốn tiết diện sống phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau: W = 1,29 l(lbh + kw) = 3008,2 (cm3) Trong đó: l = 5,2 (m) : Khoảng cách giữa các đƣờng tâm cột .(do có xà ngang con xon nên lấy bằng khoảng cách giữa các xà ngang con xon). b = 5,2 (m) : Khoảng cách giữa trung điểm của hai nhịp kề nhau của xà đƣợc đỡ bởi sống. h = 30,8 (kN/m2) :Tải trọng boong kw = 0 Mô men quán tính của tiết diện sống dọc boong phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau: I = CWl = 70391,6 (cm4) Trong đó: W = 3008,2 (cm4) : Môđun chống uốn tiết diện sống tính ở trên. l = 5,2 (m) : Khoảng cách giữa các đƣờng tâm cột . C = 4,5 - Mép kèm: Chiều dày : t = 10 (mm) Chiều rộng : b = min ( l/5 ; S/2 ) = min (1040 ; 1400) = 1040 (mm) Qui cách mép kèm : 1040x10. Chọn cơ cấu có quy cách nhƣ hình bên. 114
Quy cách F z F z F z 2 J Thành phần i i i i i i 0 (mm) cm2 cm cm3 cm4 cm4 4 150x14 21 121,2 2545,2 308478 3,43 2 1040x10 104 0 0 0 8,67 3 14x2000 280 20,5 5740 117670 933333 1 120x12 14,4 81,1 1167,8 94712 2 5 160x100x12 30 58,14 1744,2 101408 784 A = B = C = 139,4 11197 623107,98 4 e = 80,3 cm J = 656982 cm 3 Wmin= 3898,4 cm 3 Zmax= 153,2 cm W = 4316,57 cm  W= 9,8 % 115
6.6.3.1. Cơ cấu boong trên. Từ thanh quây dọc ra đến mạn kết cấu hệ thống dọc. Phía trong thanh quây dọc kết cấu hệ thống ngang. A, Xà dọc boong : Theo mục 2-A/8.3 Xà ngang boong đặt tại mỗi mặt sƣờn. Tỷ số kích thƣớc: Tỷ số chiều cao trên chiều dày tiết diện của xà phải không lớn hơn 15. Tỷ số mảnh của xà dọc phải không lớn hơn 60. Mô đun chống uốn tiết diện xà dọc boong phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau: W = 1,14Shl2 = 219,23 (cm3) Trong đó: S = 0,7 (m) : Khoảng cách giữa các xà dọc boong. h = 40,64(kN/m2) : Tải trọng boong. l = 2,6 (m) : Khoảng cách giữa các sống ngang boong. Chọn thép: - Mép kèm: Chiều dày : t = 12 (mm) Chiều rộng : b = min ( l/5 ; S/2 ) = min (520 ; 350) = 350 (mm) - Qui cách mép kèm : 350x12. - Thép làm xà dọc boong trên là thép góc không đều cạnh có quy cách L160x110x10. 116