BÔ GIAO DUC VA ĐAO TAO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA KỸ THUẬT TÀU
THỦY



BÀI TẬP
LỚN K
Ế
T
CẤU THÂN TÀU
Gvhd: Gv. Bùi Văn Nghi
ệ
p
Sv
thục hi
ệ
n : Đ
ặ
ng Ng
ọ
c Thi
ế
t
Mssv : 50131399
Lớp 50ttdt2
BTL
kết
cấu thân tàu GVHD: GV Bùi Văn Nghi
ệ

kết
cấu thân tàu GVHD: GV Bùi Văn Nghi
ệ
p
Nha Trang ,10/2010
LỜI NÓI Đ
Ầ
U
Tàu hàng (tàu
thủy
nói chung) là một công trình
kỹ
thuật nổi đặc bi
ệ
t, có th
ể
nổi
và di chuy
ể
n được trên nước, các
kết
cấu phức tạp và hoạt động trong môi tr
ườ
ng khắc
nghi
ệ
t, chịu sự tác động
của nhi
ề
u

c thi
ế
t
kế k
ế
t
cấu là nghiên cứu các phương pháp lựa chọn hình dáng
kết
cấu, xác định kích th
ướ
c,
tính toán tối ưu kích thước, bố trí hợp lý các
kết
cấu và liên
kết của
thân tàu
để đ
ả
m
bảo tàu hoạt động an toàn trong môi trường khắc nghi
ệ
t đó. Có nhi
ề
u phương pháp
thi
ế
t
kế kết
cấu thân tàu và một phương pháp thi
ế

của
bài tập gồm 2 phần như sau:
Chương 1: Giới thi
ệ
u chung .
Chương 2: Thi
ế
t
kế kết
cấu theo Quy ph
ạ
m.
Qua những ki
ế
n thức đã học cùng với sự hướng dẫn tận tình
của
thầy Bùi Văn
Nghi
ệ
p và sự giúp đỡ
của
bạn bè trong lớp tôi đã hoàn thành bài tập này. Mặc dù đã
rất cố gắng nhưng do ki
ế
n thức còn hạn
chế
và đây là lần đầu tiên thực hi
ệ
n vi
ệ

Ớ
I
T
H
I
Ệ
U
C
H
UN
G
Tàu thi
ế
t
kế
là tàu hàng bách hóa 20000T,
kết cấu
vỏ thép
I.1 Công
dụng,
vùng
hoạt đ
ộ
ng và ph
ạ
m quy áp d
ụ
ng
- Tàu thi
ế

cấp
và đóng tàu bi
ể
n vỏ thép
của Vi
ệ
t Nam TCVN 6259-2A : 2003
-
Vật liệu
đóng tàu theo quy ph
ạ
m TCVN 6259-2A : 2003 quy đ ịnh trong
ph
ầ
n 7A Thép dùng đóng tàu có giới
hạn ch
ả
y σ
ch
=240 Mpa (2400 Kg/cm)
ho
ặ
c thép C
T
3C
I.2 Các thông s
ố
cơ b
ả
n:

ề
u cao m
ạ
n tàu
Chi
ề
u chìm d
B
TK
= 25.00 m
D = 12.00 m
= 7.6 m
Tải tr
ọ
ng DWT = 20000 T
Máy chính

8320Zcd-8 china
Công su
ấ
t

2x 3000 HB
Vòng quay 525

v/ph
Các
hệ
số béo :
C

ầ
n
kết cấu
mũi tàu theo
hệ
thống ngang.
+ph
ầ
n
kết cấu
đuôi tàu theo
hệ
thống ngang.
PHẦN
II
: T
H
I
Ế
T KẾ KẾT CẤU THEO QUY
P
H
Ạ
M
1 Kho
ả
ng cách s
ư
ờ
n

S 450 2L
450+2.160.93 = 771.86 mm
Mà theo
đề kho
ả
ng sườn : 650 mm (hợp lý)
Kho
ả
ng cách sườn mà cho nhỏ hơn kho
ả
ng cách sườn được tính theo quy ph
ạ
m
cho th
ấ
y tàu thi
ế
t
kế
ra dư b
ề
n
-Kho
ả
ng cách giữa các d
ầ
m dọc S được tính theo đi
ề
u 5.2.2
của

ng sườn vùng đuôi 0,60m (từ sườn số 0
đến
sườn 42)
- Kho
ả
ng sườn vùng giữa tàu 0,65m (từ sườn số 42
đến
sườn 214)
- Kho
ả
ng sườn vùng mũi 0,60m (từ sườn số 214
đến s
ư
ờ
n240)
-Theo đi
ề
u 11.1.4(vách khoang) trong quy ph
ạ
m, phân tàu chia làm 8 vách ngăn
nước với chi
ề
u dài các khoang như sau:
Khoang lái (1) gồm 14 sườn ( từ sườn 0đ
ế
n sườn 14) l
1
=8400mm. Khoang
máy(2) gồm 28 sườn ( từ sườn 14
đến

n sườn 214) l
8
=19850mm. Khoang mũi (9)
gồm 26sườn (từ sườn 214
đến
sườn 240) l
9
=16000mm.
III , TÍNH TOÁN KẾT C
Ấ
U
1. Ph
ầ
n mũi tàu:
1.1. S
ố
ng mũi
tấm.
Theo quy ph
ạ
m đi
ề
u 2.1.1.
Theo quy ph
ạ
m chi
ề
u dày t
của
sống mũi

ả
ng cách chu
ẩ
n
của
các sườn s= 2L+450 = 771,86 mm
So với quy ph
ạ
m ta chọn S = 600 mm
1.3. Chi
ề
u dày t
của
đà ngang đáy và s
ố
ng mũi :
-Theo quy ph
ạ
m 7.2.2 :
Chi
ề
u dày t
của
sống chính ở khoang mũi ph
ả
i không nhỏ hơn trị số theo công
thức sau đây
t = 0.6
L
+4 = 11,61 mm .

n khoang đuôi là
Theo đi
ề
u 2.2.2 chi
ề
u dày
ụ
đỡ
trục
chân vịt
tại
vị trí
mặt ph
ẳ
ng dọc tâm đ
ỡ
trục
chân vịt được xác định b
ằ
ng công th
ứ
c:
t = 0,9 L + 10 =154,837 (mm)
Chọn t=160 (mm)
mm
¬
Trụ
đỡ chân vịt
của
sóng đuôi tàu:

c ch
ắ
n với đà ngang vòm đuôi và có chi
ề
u dày không nhỏ h
ơ
n
trị số tính theo công thức sau:
0.035L+8.5 = 14,13 (mm)
Ta chon t= 15 mm là hợp lý.
3.K
ế
t
cấu
giữa tàu
3.1 K
ế
t
cấu
đáy tàu .
3.1.1 S
ố
ng chính đáy:
- Theo quy ph
ạ
m 4.2.2 quy định :
Chi
ề
u cao
tiết di

l
H
B
S ; là kho
ả
ng cách giữa các tâm
của
2 vùng
kế cận
với song chính ho
ặ
c
từ các sống
phụ
đang xét
đến
các sống
phụ kề cận ho
ặ
c
đến
đường đỉnh
của
mã hông
(m)
,
,
,
h
sc

ể
m
của
lH
của
mỗi khoang
đến đi
ể
m đang xét (m) . Tuy nhiên n
ế
u
lấy
x<0,45 lH
x<0,2 lH thì l
ấ
y x=0,2lH và
nếu
x<0,45 lH thì
y : kho
ả
ng cách theo phương ngang từ tâm
đến
sống dọc (m)
C1 : là
hệ
số cho theo công thức sau. Tuy nhiên
nếu
B/ lH >1,4 thì
lấy
1,4

ả
i được tính theo công thức sau đây :
- Chi
ế
u dày
tấm
sống chính còn được tính theo công thức :
t = C
1
’
d
o
+2.5 = 11,14 mm Chọn t =18 mm
Với C
1
’
= 5,4
Trong đó :
d0 : chi
ề
u cao
tiết di
ệ
n sống
tại đi
ể
m đang xét (m) .
C
1
:

1,6
,
C
1
sống
c
h
ín
h 4,4 5,4 6,3 7,1 7,7 8,2 8,6 8,9 9,3 9,6 9,7
sống
ph
ụ
3,6 4,4 5,1 5,8 6,3 6,7 7,0 7,3 7,6 7,9 8,0
=18 mm
sc
h
sp
f
f
fff
3.1.2; s
ố
ng
phụ
đáy
,
Với sống
phụ
thì
hệ

gia cường cho sống chinh đáy được
đặt
trên sống chính
giữa các đà ngang kho
ẻ
, với chi
ề
u dày
của nẹp b
ằ
ng chi
ề
u dày
tấm
sống chính, chi
ề
u
cao
tiết di
ệ
n
nẹp
không nhỏ hơn 0,08d
o
= 128 mm (d
o
- chi
ề
u cao sống chính). Ch
ọ

ầ
m dọc phía d
ư
ớ
i
ph
ả
i không nh
ỏ
h
ơ
n trị s
ố
tính theo công th
ứ
c

100C
W >
24
(d
15.5
b
0,026L' )
l
2
S .
f
B
:Tỉ số giữa môđun chống uốn

ng cách giữa các đà ngang đáy có thanh chống như quy định
ở 4.4.4 nên C = 0.5 .
100 *
0.5
Ta có : W >
24
Ki
ể
m tra độ
bền của d
ầ
m:
15.5
(7.6
b
0,026
*165.45)
0.71
2
*0.7) .
Momen quán tính
của mặt cắt nẹp
dọc đáy được tính theo b
ả
ng sau:
(momen quán tính I
0
= b.h
3
/12)

ng
= = * =
Kho
ả
ng cách
đến trục
trung hòa
Mômen quán tính
tại mặt c
ắ
t
e
AZ
971.7
A
92,9
10,46
(cm)

I =
*
- e
2
. A= 24908,09-10,46
2
. 92,9=14743,75(cm
3
)
W
I I

ạ
m d
ầ
m dọc đáy trên theo
bản vẽ
L300x90x11/16
-Theo quy ph
ạ
m đi
ề
u 4.4.3.2 Môđun chống uốn
của tiết di
ệ
n d
ầ
m dọc phía
trên ph
ả
i không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau :
100C '
W >
24
12
f
Shl
2
b
h : Kho
ả
ng cách th

ng cách giữa các d
ầ
m dọc (0.70m)
C’:
Hệ
số (0.54)
100 * 0.54'
2 3
Ta có : W >
24
12
f
0.7*1.92*0.71 (m ).
b
Ki
ể
m tra momen chống uốn :
1
Z : Trọng tâm hình i
i
2
3
STT
Kích th
ướ
c
Di
ệ
n tích
A

ộ
ng
=99,4 =976.44 * =*********
Momen quán tính
của mặt cắt
ngang đà ngang được tính theo b
ả
ng sau:
(momen quán tính I
0
= b.h
3
/12)
i i
Từ các số
liệu
trong b
ả
ng tính các số
liệu
:
Kho
ả
ng cách
đến trục
trung hòa
A.Z
e
A
976.44

V
ậ
y
kết cấu
chọn
đủ b
ề
n
3.1.4 Đà ngang đáy đ
ặ
c
Theo đi
ề
u 4.3.1, đà ngang
đặc
dang
tấm
bố trí cách nhau không quá 3,5 m với quy
cách:
- Chi
ề
u dày đà ngang khỏe ( đi
ề
u 4.4.2)
S
B
'
d
2 y
''

đà
ngang
đặc
B
”
= 2,8 m
S_ kho
ả
ng cách giữa các đà ngang
đặc
S = 2,8 m
y = B”/2
d
o
_ chi
ề
u cao
tiết di
ệ
n đà ngang
đặc
: 1 m
d
1
_ chi
ề
u cao lỗ khoét: 0 m
C
2
= 0.024 ( tra b

ấ
u
ng
a
ng
Khi
đà
ngang đặc
đ
ư
ợ
c
đặt t
ạ
i

m
ỗ
i

s
ư
ờ
n
các trường hợp còn
l
ạ
i
0,02 0,019 0,017 0,015 0,013 0,012
Boong

B
l
H
0,4
0,4
0,6
0,6
0,8
0,8
1,0
1,0
1,2
1,2
1,4
1,4
1,6
1,6
b0 4,4 3,9 3,3 2,2 1,6
- - -
b1
- - -
2,2 2,1 1,9 1,7 1,4
- Chi
ề
u dày tôn (
hệ
thống dọc ):
t = 4,7S
d
0,035L 2,5 9,92

2
S

d
0,035L
+ 2,5 +2
= 11.84 mm : chọn t
sn
= 12 mm
3.2 K
ế
t
cấu mạn
3.2.1 Tôn
mạn
1. Tôn bao
mạn dưới
boong tính toán.
Chi
ề
u dày tối thi
ể
u
của
tôn m
ạ
n dưới boong tính toán không được nhỏ hơn giá
trị sau:
tm
0,044L + 5,6 (mm)

ppp
tmg
4,1.S. d 0,04L
2,5
(mm) (Đi
ề
u 14.3.2)
tmg
4,1x0,65x 7,6 0,04x160,93
2,5
= 12,48 (mm).
Ch
ọ
n
tmg
= 18 mm.
3.
Dải
tôn mép m
ạ
n.
- Chi
ề
u dày
dải
tôn mép m
ạ
n
kề
boong tính toán đo

Tính toán với tàu thi
ế
t
kế
ta được: b
mm
1,034 (m).
Chọn b
mm
= 1,950 (m).
3.2.2 Sườn th
ư
ờ
ng
: sườn thường n
ằ
m trong vùng từ 0.15L =0.15*160.93=24.14 mm
Theo đi
ề
u 5.3.3 giá trị moomen chống uốn
của tiết di
ệ
n sườn ngang khoang hàng
trong vùng 0.15L= 24.14 m
đến
vách đuôi không được nhỏ hơn giá trị tính theo công
th
ứ
c
Trong đó :

ể
m ở d +
0,038L’ phía trên
của
tôn giữa đáy . h = 7.6 + 0,038.0,16093 = 7.6 (m)
L’: Chi
ề
u dài tàu . L= 160,93 (mm) =0,16093 m
C
:Hệ
số được
lấy
như sau :
C = 2,6 đối với sườn n
ằ
m trong ph
ạ
m vi từ 0,15L
kể
từ mũi tàu
đến
vách đuôi .
BTL
kết
cấu thân tàu GVHD: GV Bùi Văn Nghi
ệ
pppp
SVTH : Đ
ặ
ng Ngọc Thi

3
.
* Chọn quy cách sườn thường trong ph
ạ
m vi từ 0,15L
kể
từ mũi tàu
đến
vách đuôi
là L 300x90x11/16 . L
ấ
y mép kèm
= 16 mm => Chọn chi
ề
u rộng mép kèm b = min
(0.5a) hay l/6 . Do ở giữa tàu là
hệ
thống
kết cấu
dọc nên ta có a là kho
ả
ng cách 2 d
ầ
m
dọc (chọn a = 650 mm theo bài cho) và L là kho
ả
ng cách giữa 2 sườn kh
ỏ
e.
0,5.650 = 325 mm

= 16mm.
Và quy cách sườn thường trong ph
ạ
m vi từ 0,15L
kể
từ mũi tàu
đến
vách chống va là
L 300x90x11/16, mép kè
1
m: b = 325 (mm), = 16mm
Z : Trọng tâm hình i
i
2
SVTH : Đ
ặ
ng Ngọc Thi
ế
t Lớp 50DT2
11
3
STT
Kích th
ướ
c
Di
ệ
n tích
A
Z A.Z Momen quán tính

ng
=99,4 =976.44 * =
Momen quán tính
của mặt cắt
ngang đà ngang được tính theo b
ả
ng sau:
(momen quán tính I
0
= b.h
3
/12)
i i
Từ các số
liệu
trong b
ả
ng tính các số
liệu
:
Kho
ả
ng cách
đến trục
trung hòa
A.Z
e
A
976.44
99,4

ậ
y
kết cấu
chọn
đủ b
ề
n
3.2.3 sườn kh
ỏ
e
Theo đi
ề
u 5.4.2/1 mô đun chống uốn
của tiết di
ệ
n sườn khỏe ph
ả
i không nhỏ h
ơ
n
trị số tính theo công thức sau đây:
W = C
1
.S.h.l
2
= 7945.6 (cm
3
)
Trong đó:
SVTH : Đ

thành : t
1
=
1000
2,5
;
t
8,6
3
d
0

1

2,5
d

0
2
k
+ Chi
ề
u cao
tiết di
ệ
n : 0,1.l hoăc 2,5 chi
ề
u cao lỗ khoét
để d
ầ

i trừ chi
ề
u cao lỗ khoét khỏi chi
ề
u cao
tiết di
ệ
n
bản
thành . =>
d
0
=1.6 m
C
1
và C
2
là
hệ
số có giá trị
Tính theo công thức cho b
ả
ng d
ướ
i
Sườn
khỏe phía
sau của
0,15L tí
nh

ả
ng cách từ mút dưới
của
l
đến đi
ể
m ở d + 0,038L’ cao hơn
mặt
tôn gi
ữ
a
đáy. Tuy nhiên
nếu kho
ả
ng cách đó nhỏ hơn 1,43l thì h được
lấy
băng 1,43l .=>
h=13,718 m, K=11,5 ,C
1
=3, C
2
=23 (B
ả
ng 2A/6.1)
k :
hệ
số cho ở b
ả
ng d
ướ

tiết di
ệ
n: 0,125 l(m) cộng ¼ chi
ề
u cao
của
lỗ khoét
để
sườn thường chui
qua.
Mô đun chống uốn
của tiết di
ệ
n :
SVTH : Đ
ặ
ng Ngọc Thi
ế
t Lớp 50DT2
11
W= C
1
.S.h.l
2