23/10/2007
Cơ kết cấu tàu
1
B
B
À
À
I GI
I GI
Ả
Ả
NG MÔN H
NG MÔN H
Ọ
Ọ
C
C

CƠ K
CƠ K
Ế
Ế
T C
T C
Ấ
Ấ
U T
U T
À
À
U

thông

vậntảiTpHCM
23/10/2007
Cơ kết cấu tàu
2
M
M
ở
ở

đ
đ
ầ
ầ
u
u
z
Cơ kếtcấutàugiải quyếtcácbàitoánvề
độ bềnvàđộ cứng củakếtcấutàu.
z
Đảmbảo độ bền đồng nghĩavớiviệcgiảm
chi phí cho nguyên vậtliệu, tứclàgiảmgiá
thành cho con tàu được đóng.
z
Khoa học, cung cấpchongườikỹ sưđóng
tàu các phương pháp tính toán kếtcấuvỏ
tàu vềđộbềnvàđộ cứng, gọilàcơ kếtcấu
tàu thủy
23/10/2007


gi
gi
ả
ả
i
i

đ
đ
á
á
p
p

ba
ba

v
v
ấ
ấ
n
n

đ
đ
ề
ề


k
k
ế
ế
t
t

c
c
ấ
ấ
u
u

t
t
à
à
u
u

thu
thu
ỷ
ỷ
,
,
theo
theo


2
2
ph
ph
ầ
ầ
n
n
:
:
1. Cơ

kếtcấutàu

thuỷ

và

lý

thuyết

đàn

hồi,
giành

cho

các

vềứng

suất(vấn

đề

nộilực),
về

tảitrọng

tác

dụng

lên

thân

tàu

( vấn

đề

ngoạilực) vềđánh

giá

độ


đ
đ
ề
ề

c
c
ậ
ậ
p
p

đ
đ
ế
ế
n
n

nh
nh
ữ
ữ
ng
ng

v
v
ấ

bao

g
g
ồ
ồ
m
m

c
c
á
á
c
c

chương
chương
:
:
z
Chương 1 : UỐN CÁC THANH THẲNG VÀ HỆ
THANH ĐƠN GIẢN.
z
Chương 2 : UỐN DẦM TRÊN NỀN ĐÀN HỒI.
z
Chương 3 : UỐN DÀN PHẲNG.
z
Chương 4 : UỐN DẦM GHÉP.
z

B
B
À
À
I GI
I GI
Ả
Ả
NG MÔN H
NG MÔN H
Ọ
Ọ
C
C

CƠ K
CƠ K
Ế
Ế
T C
T C
Ấ
Ấ
U T
U T
À
À
U
U
Cán bộ

vậntảiTpHCM
23/10/2007
Cơ kết cấu tàu
2
CHƯƠNG
CHƯƠNG
1: U
1: U
Ố
Ố
N C
N C
Á
Á
C THANH TH
C THANH TH
Ẳ
Ẳ
NG
NG
V
V
À
À

H
H
Ệ
Ệ
THANH ĐƠN GI

Ố
N D
N D
Ầ
Ầ
M
M
1.
1.
Kh
Kh
á
á
i
i

ni
ni
ệ
ệ
m
m
:
:
-

Thanh: Tên

gọi


)
củanólớnhơnnhiều

so với

hai

kích

thướccònlại.
+ Các

thành

phầncủa

thanh: Tiếtdiện

ngang, trọng

tâm

tiếtdiện

ngang, trụccủa

thanh.
+ Thanh

thẳng

tảitrọng

ngang.
23/10/2007
Cơ kết cấu tàu
3
2.
2.
C
C
á
á
c
c

gi
gi
ả
ả

thuy
thuy
ế
ế
t
t
:
:
z
Thừanhậngiả thuyếttiếtdiệnphẳng.

ụ
c
c

t
t
ọ
ọ
a
a

đ
đ
ộ
ộ
:
:
Trục

Ox trùng

vớitrụcdầm

còn

các

trụcOyvàOz sẽ

là

không

thẳng, trục

Ox quy

ước

đi

qua trọng

tâm

các

tiếtdiện

ngang

hai

đầudầm. Oxyz

làm

thành

một


c
ả
ả

c
c
á
á
c
c

ph
ph
ầ
ầ
n
n

tr
tr
ì
ì
nh
nh

b
b
à
à
y

ư
ớ
ớ
c
c

sau
sau

đây
đây

v
v
ề
ề

d
d
ấ
ấ
u
u
:
:
-

Độ

võng

xoay

tiếtdiện

ngang

là

dương,
nếunhư

nếu

xoay

theo

chiềukimđồng

hồ.
-Moment uốnlàdương

trong

trường

hợpnógâyratácdụng

làm



tác

dụng

xoay

phầnbênphảicủadầm

ngượcchiềukimđồng

hồ, khi

nhìn

từ

phía

dương

củatrục

Oy.
23/10/2007
Cơ kết cấu tàu
6
4.
4.
C

:
:
z
Dựatrêngiả thuyết: Độ cong của
đường đàn hồido uốndầmlàbévàtiết
diệnphẳng ta có:
Vì:
theo

định

luật

Hooke

:
; &
2
2
21
dx
dx
wd
dx
dw
dx
dw
+==
αα
)1.1(

cho
cho

th
th
ấ
ấ
y
y
,
,
v
v
ớ
ớ
i
i

d
d
ầ
ầ
m
m

đư
đư
ợ
ợ
c

ồ
ồ
ng
ng

ch
ch
ấ
ấ
t
t

ứ
ứ
ng
ng

su
su
ấ
ấ
t
t

ph
ph
á
á
p
p

í
í
nh
nh

d
d
ọ
ọ
c
c

theo
theo

chi
chi
ề
ề
u
u

cao
cao

d
d
ầ
ầ
m

trung

hoà

sẽ

phảibằng

moment ngoạilựcM
-Moment nộilựclấy

đốivớitrục

Oz tính

theo

cách

tương

tự:
Từ

biểuthức

(1.4) ta

có


0
2
2
=−==
∫∫∫∫
AA
xz
zydydz
dx
wd
EydydzM
σ
)5.1(
2
2
M
dx
wd
EI =
23/10/2007
Cơ kết cấu tàu
8
-

Nếunhư

tạitiếtdiện

bên



bằng

:
-

Cho

qua giớihạn, dx

→

0 ta

có:
Từ

(1.7) và

(1.8) có

thể

viết:
Biểuthứctổng

quát

củalựccắtvàmoment uốn:
Các

q
dx
dx
dM
dx
dx
dN
N ++ M &
()
()
)8.1(
)7.1(
xN
dx
dM
xq
dx
dN
=
=
)9.1(
2
2
q
dx
Md
=
)11.1()()()(
)10.1()()(
000

:

X
X
á
á
c
c

đ
đ
ị
ị
nh
nh

moment
moment
u
u
ố
ố
n
n

v
v
à
à



x ≤c):
Theo công

thức

(1.10) và

(1.11) vớix
0

= 0 ta

được:
Trên

đoạnthứ

2 (c≤

x ≤l):
theo

các

công

thức

(1.10) và

⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−−=
2
1
2
;
2
1
2
const.qq(x) ;0M ;
2
1
00
===
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−−=
l
c
qcN
0q(x) ;1

l
qc
NN
cccx
−−=+−===
23/10/2007
Cơ kết cấu tàu
10
T
T
Ó
Ó
M LƯ
M LƯ
Ợ
Ợ
C
C
Bài

học

này

sinh

viên

nắm


CƠ K
Ế
Ế
T C
T C
Ấ
Ấ
U T
U T
À
À
U
U
Cán bộ

giảng

dạy: Đỗ

Hùng

Chiến.
Bộ

môn: Cơ

kếtcấutàuthủy.
Khoa: Đóng

tàu

V
V
À
À

T
T
Í
Í
CH PHÂN C
CH PHÂN C
Ủ
Ủ
A N
A N
Ó
Ó
1.
1.
Phương
Phương

tr
tr
ì
ì
nh
nh

vi

ý đến

(1.8) và

(1.9) , ta

thu

được:
Đốivớidầmlăng

trụ
:
(2.1) EIw” M =
( ) ( )
() ()
2.3 .""
2.2 ;'"
qEIw
NEIw
=
=
(2.5) .EIw
(2.4) ;'''
IV
q
NEIw
=
=
23/10/2007


(vớigiả

thiết

hoành

độ

tiếtdiện

ngang

đầu

mút

bên

trái

x = x
0

):
N
0

, M
0


mút

bên

trái.
(2.6)
.)()(
2
)(
6
1
;)()(
2
1
'
)(''
'''
0000
000
00
0
000
2
0
3
0
0
00
0

x
x
x
x
fxxxx
EI
M
xx
EI
N
qdxdxdx
EI
w
xx
EI
M
xx
EI
N
qdxdxdx
EI
w
MxxNqdxdxEIwM
NqdxEIwN
θ
θ
23/10/2007
Cơ kết cấu tàu
4
3.

cứng:
-

Đầudầm

hoàn

toàn

tự

do:
-

Đầudầmlàđế

đỡ

đàn

hồi

hoặc

ngàm

đàn

hồi:
.0 'hay w' 0 ' w'EI ; 0 w ===


các

đạohàmcủa

nó

cũng

nhưđốivớitảitrọng

ngang

tác

dụng

lên

dầm.
23/10/2007
Cơ kết cấu tàu
5
4.
4.
V
V
í
í


à
à
n
n

h
h
ồ
ồ
i
i

c
c
ủ
ủ
a
a

d
d
ầ
ầ
m
m

ch
ch
ị
ị


moment
moment
t
t
ậ
ậ
p
p

trung
trung

M
M
0
0

v
v
à
à

M
M
1
1

t
t

ng
ng

v
v
ớ
ớ
i
i

t
t
ả
ả
i
i

tr
tr
ọ
ọ
ng
ng

ngang
ngang

phân
phân


Sử

dụng

điềukiệnbiênthứ

4 :
Từ

(2.13), ta

có:
()
2.11 .
2462
4
3
0
2
0
00
EI
qx
EI
xN
EI
xM
xfw ++++=
θ
'M'EIw'4/ f3/ w : l x

lNMM ++=
()
2.14
2
01
0
ql
l
MM
N −
−
=
23/10/2007
Cơ kết cấu tàu
6
Từ

phương

trình

(2.12), trên

cơ

sở

(2.14), ta

tìm


theo

(2.6):
Thay
Thay

x = l
x = l
v
v
à
à
o
o

(2.17)
(2.17)
ta
ta

thu
thu

đư
đư
ợ
ợ
c
c

c

xoay
xoay

t
t
ạ
ạ
i
i

ti
ti
ế
ế
t
t

di
di
ệ
ệ
n
n

đ
đ
ế
ế


n
n
à
à
y
y

tr
tr
ù
ù
ng
ng

v
v
ớ
ớ
i
i

(2.15)
(2.15)
c
c
ó
ó

ở

6
)32(
6
)1(
3
3
2
242
1
2
2
2
10
l
x
l
x
l
x
EI
ql
l
x
l
x
EI
lM
l
x
l

ql
l
x
l
x
EI
lM
l
ff
w +−++−−
−
=
23/10/2007
Cơ kết cấu tàu
7
5.
5.
Phương
Phương

ph
ph
á
á
p
p

tham
tham



Biểudiễn

đường

đàn

hồi, trên

toàn

bộ

chiềudàidầm:
-

khi

x > a
1

hoặc/và

x > a
2

. . . ta

có


…==
(2.20)...w|| w|| w w
2
ax
1
ax
1
21
+++=
>>
δδ
...ww w w3;w ww
211112
+++=+=
δδδ
()
2.21
.......................................................
);()()()(
);()()()(
2232
1121
⎪
⎭
⎪
⎬
⎫
=−=
=−=
xqxqxqwEI

23/10/2007
Cơ kết cấu tàu
8
Nếunhư, trên

đoạn0 ≤

x ≤

a1, tác

dụng

mộtlựcrải

đều

q(x) ,
tạitiếtdiệnx = a
2

tác

dụng

mộtlựctập

trung

P , còn

(x) = q
3

(x) = q4(x) = 0. Vì

thế

cho

nên,
δ
1

q = -q;
δ
2

q
=
δ
3
q = 0. Ngoài

ra, tạicácđiểmtiếpgiápcòncócácđiềukiện
sau: Na
1

= 0; Ma
1


3

= 0; fa
3

= 0.
Biểuthứcxácđịnh

đường

đàn

hồicủacả

dầm
Kếtluận: Trong

các

tính

toán

thựctế, để

xác

định

đường

24
)(
||
2624
2
3
3
3
2
2
4
1
1
00
2
0
3
0
4
EI
axM
EI
axP
EI
axq
fx
EI
xM
EI
xN

T
Ó
Ó
M LƯ
M LƯ
Ợ
Ợ
C
C
Bài

học

này

sinh

viên

nắm

được:
z
Phương trình vi phân uốndầm.
z
Các tích phân củaphương trình cơ bản.
z
Điềukiệnbiên.
z
Phương pháp thông số ban đầu.