Phân tích và thiết kế kết cấu một mẫu tàu câu vỏ gỗ, chương 5

Chia sẻ: Duong Ngoc Dam | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:18

Thêm vào BST

Báo xấu

145
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khoảng sườn của tàu phân tích là 380mm. Theo quy phạm yêu cầu khoảng sườn (khoảng cách giữa hai tâm của hai tiết diện thanh sườn kề nhau) không được lớn hơn trị số tính theo công thức sau đây: a = L + 20 (cm) Trong đó: L là chiều dài tàu tính theo mét. Ở vùng buồng máy và ở vùng có miệng lỗ khoét có chiều dài bằng và lớn hơn 5m thì khoảng sườn không được vượt quá: 0,9(L+20), cm Đối với sườn xiên, khoảng cách sườn được xác định như sau: i) Ở độ cao...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Phân tích và thiết kế kết cấu một mẫu tàu câu vỏ gỗ, chương 5

Chương 5: Khoảng sườn Khoảng sườn của tàu phân tích là 380mm. Theo quy phạm yêu cầu khoảng sườn (khoảng cách giữa hai tâm của hai tiết diện thanh sườn kề nhau) không được lớn hơn trị số tính theo công thức sau đây: a = L + 20 (cm) Trong đó: L là chiều dài tàu tính theo mét. Ở vùng buồng máy và ở vùng có miệng lỗ khoét có chiều dài bằng và lớn hơn 5m thì khoảng sườn không được vượt quá: 0,9(L+20), cm Đối với sườn xiên, khoảng cách sườn được xác định như sau: i) Ở độ cao của bong trên : a = L + 20 (cm) ii) Ở độ cao của đường đáy tàu: a = 2(L + 20)/3 (cm)  a = 16.2+ 20 = 32.2 cm < 38 cm Như vậy khoảng sườn của tàu này lớn hơn theo yêu cầu của quy phạm nhưng trong thực tế tàu vẫn hoạt động tốt, có lẽ tàu này có các kết cấu khác như đà ngang đáy hay sống chính lớn hơn chăng ? ta tiến hành phân tích xem?  Ky chính: Theo yêu cầu Quy phạm phân cấp và đóng tàu cá biển cỡ nhỏ TCVN-7111: Sống đáy dưới phải là sống liền. nếu không thể làm sống liền thì có thể dùng sống đáy nối đôi và mối nối các đoạn sống phải là mối nối gài.
h/10 h/4 h/4 h C C l Hình 2.6 Diện tích tiết diện sống đáy dưới không được nhỏ hơn trị số cho trong bảng (bảng 2.3) Bảng 2.3 Diện tích tiết diện các cơ cấu Diện tích cơ cấu tính bằng cm2 L,m Sống đáy Sóng đáy Tổng Sống Thanh kề dưới trên diện tích mũi-đuôi sống đuôi L  18 342 210 552 342 196 18  L  20 400 341 741 400 256 Mối nối sống đáy dưới không được đặt ở dưới bệ máy, ở vị trí vách ngang hoặc ở mặt cắt đầu miệng khoang, khoảng cách tối thiểu từ mối nối đến các vị trí nêu trên tối thiểu phải bằng 3 khoảng sườn. Ky chính tàu phân tích có kích thước (240x240)mm, (trường hợp này thuộc L  18m ) nên diện tích không được nhỏ hơn 342 cm2. Như vậy ky chính có diện tích là 576cm2 đáp ứng yêu cầu quy
phạm nhưng nó lớn hơn rất nhiều, có phải nó đã dư bền? tuy nhiên tàu không có sống dọc đáy, sống chính lúc này chịu toàn bộ lực uốn dọc. Mà theo yêu cầu của quy phạm đối với sống chính trong trường hợp tàu có sống trên đáy, nên lúc này ta phải so sánh với tàu vừa có ky chính và vừa có sống trên đáy. Xét về quy trình chế tạo: thì tàu chỉ có 1 sống chính sẽ dễ chế tạo hơn giảm được thời gian thi công. Xét về chi phí vật liệu: đối với tàu có sống trên đáy, quy phạm yêu cầu sống trên đáy có diện tích cắt ngang không nhỏ hơn 210cm2, như vậy diện tích tổng hợp của sống chính và sống trên đáy không được nhỏ hơn ( 762cm2 ), trong khi đó chiều dài sống trên đáy và sống chính xem như bằng nhau, nên ky chính như tàu đã làm tiết kiệm được rất nhiều vật liệu. Xét về độ bền: tàu vừa có sống chính vừa có sống trên đáy tạo nên kết cấu khung giàn vững chắc hơn. Tuy nhiên, tàu có quy cách như trên vẫn hoạt động tốt, không bị phá hủy ( kiểm chứng qua thực tế ). * So sánh với các tàu có cùng kích thước, cùng khoảng cách sườn thì tàu này ky chính tương đối nhỏ hơn, mà tàu này vẫn hoạt động tốt. Có nghĩa tàu này tích lũy được kinh nghiệm từ những con tàu trước nên có tính ưu việt hơn. Chi tiết Tàu phân Tàu so sánh Tàu so Tàu so sánh tích (1) sánh (2) (3)
Ky chính 240x240 250x250 240x245 245x255 Vậy tàu có ky chính như vậy là hợp lý và có nhiều ưu điểm.  Sống dọc hông (Trong dân gian gọi là long cốt phụ) Tàu có 2 long cốt phụ nằm ở 2 mút đà (80x240)mm. Theo quy phạm Chiều dày thanh dọc hông không được nhỏ hơn giá trị số cho trong (bảng 2.4) (không được nhỏ hơn 4.5cm ) như vậy long cốt phụ đáp ứng được yêu cầu. Bảng 2.4 Quy cách thanh dọc đáy, hông, mạn L,m Diện tích Chiều dày Diện tích thanh dọc đáy thanh dọc thanh dọc mạn cm2 hông cm cm2 L  18 110 4.5 - 18  L  20 145 5.5 150 * Dù ky chính và long cốt phụ có kích thước lớn hơn rất nhiều so với Quy phạm. Tuy nhiên tàu này không có sống dọc đáy, nên thay bằng sử dụng sống dọc đáy ta tăng kích thước của ky chính và long cốt phụ nó vẫn đảm bảo được độ bền (nhiều con tàu như vậy vẫn hoạt động tốt). Như vậy cách thay thế này là một bước ngoặt nó có nhiều ưu điểm: tiết kiệm vật liệu, giảm nhẹ công việc trong khi đóng.  Sống đuôi của tàu có quy cách (80x250)mm, có độn trục bố trí giữa sống chính và ky chính đỡ lấy vòm đuôi, theo yêu cầu quy phạm
thì: Diện tích tiết diện ngang của sống đuôi không được nhỏ hơn giá trị số cho trong bảng 2.3 Ở vùng lỗ luồn trục chân vịt, diện tích tiết diện mỗi nửa sống đuôi không được nhỏ hơn 3/5 diện tích tiết diện sống đuôi theo quy định (theo bảng 2.3) chiều dày mỗi nửa sống đuôi ít nhất phải bằng 1/2 chiều dày sống đuôi xác định theo bảng 2.3 Như vậy sống đuôi có diện tích tiết diện ngang là (8x25=200cm2) nhỏ hơn yêu cầu quy phạm rất nhiều (342cm2). Nhưng trong thực tế sống đuôi vẫn hoạt động tốt và không bị hỏng hóc do đó theo kinh nghiệm thì kết cấu này tiết kiệm vật liệu rất nhiều.  Sống mũi: Sống mũi là kết cấu chịu sự va đập rất lớn của sóng gió, rạng đá, cầu tàu. Sống mũi của tàu nghiêng 150 so với mặt phẳng đứng (theo kinh nghiệm thì độ nghiêng của sỏ mũi so với mặt phẳng ngang là 1.3m), sống mũi có độ nghiêng như vậy có dáng khỏe, cắt sóng tốt và khả năng quay trở tốt, tránh va đập sóng. Nếu trường hợp sống mũi có độ nghiêng lớn hơn thì nó cắt sóng rất tốt, quay trở dễ dàng nhưng sống mũi dài hơn, kết cấu mũi sẽ ít bền muốn đủ độ bền cần gia cường nhiều dẫn đến tốn vật liệu. Trường hợp sống mũi có độ nghiêng thấp thì kết cấu mũi rất chắc chắn, nhưng cắt sóng không tốt, quay trở kém. Vậy góc
nghiêng thế là hợp lý và góc nghiêng này có thể nâng lên một vài độ cũng không ảnh hưởng nhiều. Sống mũi tàu có quy cách dài 5m tiết diện ngang phần trên (400x400), và nhỏ dần đến khớp nối với sống chính chỉ còn 240x240mm. Theo yêu cầu quy phạm: Sống mũi phải là thanh liền, chỉ ở phần thằng nối với sống đáy mới được ghép nối ghép hai Mối nối sống chính với sống đáy phải là mối nối gài và được táp hai miếng thép ở hai bên, miếng táp này phải có độ bền tương đương với độ bền của cơ cấu gỗ tại tiết diện được nối Diện tích tiết diện ngang của sống mũi không được nhỏ hơn giá trị số cho trong bảng 2.3 Trong thực tế tại Bình Định có một số tàu trong mối nối sống mũi có dùng tấm thép táp hai bên, nhưng một số tàu lại không. Có nghĩa là một số tàu đã bị hỏng tại vị trí này nên mọi người rút kinh nghiệm, cho nên theo tôi cần sử dụng quy cách này theo quy phạm sẽ đảm bảo độ an toàn hơn. Như vậy theo yêu cầu quy phạm thì kết cấu này thừa bền chúng ta có thể giảm bớt tiết diện của sống mũi. Nếu so sánh theo quy phạm phân cấp và đóng tàu cá biển TCVN 6718 : 2000 tiết diện sống mũi vẫn thừa bền Bảng 2.5 Quy cách sống mũi Chiều dài Chiều rộng, chiều cao của Chiều rộng, chiều cao
tàu L (m) tiết diện chân sống mũi của tiết diện đỉnh sống (mm) mũi (mm) 12 125 105 14 140 115 16 160 125 18 175 140 20 195 150 22 210 160 * So sánh với một số tàu câu khác có cùng kích thước: hầu hết các tàu được đóng tại Bình Định đều có kích thước sống mũi rất lớn chúng thừa bền rất nhiều, nên khi thiết kế cần giảm kích thước này xuống.  Sườn(Cong gian) khu vực mũi (80x180), khu vực sau(80x160), khoảng cách sườn 380mm. Theo quy phạm khoảng sườn (khoảng cách giữa hai tâm của hai tiết diện thanh sườn kề nhau) không được lớn hơn trị số tính theo công thức sau đây: a = L + 20 (cm) Trong đó: L là chiều dài tàu tính theo mét. Diện tích tiết diện ngang của sườn đơn và của 1 trong 2 thanh sườn kép phải không nhỏ hơn trị số cho trong bảng 2.6 phụ thuộc vào trị số : L=D+B/2
Bảng 2.6 Diện tích mặt cắt vuông của sườn Diện tích mặt cắt tính bằng cm2 l=D+B/2 Diện tích một sườn đơn Diện tích mỗi sườn kép m Mặt Mặt Mặt Mặt Mặt Mặt cắt 1 cắt 2 cắt 3 cắt 1 cắt 2 cắt 3 l
b chiều rộng thực của tiết diện sườn (đo theo phương dọc tàu) h chiều cao lựa chọn của tiết diện sườn ( đo theo phương ngang tàu) S khoảng cách sườn thưc tế của các sườn đang xét bo,ho,a-là chiều rộng, chiều cao tiết diện sườn và khoảng sườn theo quy định b khoảng sườn ván mạn h s Hình 2.7 Ta có : a = L + 20 (cm) =17.20+20=37.20(cm)
*So sánh với các kết cấu tàu tại Bình Định khác thì kết cấu cong gian tàu này có kích thước  kết cấu khác, nên có thể nói tàu này có ưu điểm. 2 1-Các đoạn sườn >4h 2- Đoạn gỗ 1 ghép h Hình 2.8: Mối nối táp sườn đơn  Đà ngang đáy: tại giữa tàu (80x200), tại đà máy trở về lái và khu vực mũi (80x250)mm và tăng dần kích thước chiều cao. Vì tại buồng máy có sự chấn động mạnh của máy chính còn khu vực mũi tàu có sự va đập mạnh của sóng gió. Trong quy phạm phân cấp và đóng tàu cá biển cỡ nhỏ TCVN-7111:2002 không quy định nên ta so sánh theo quy phạm phân cấp và đóng tàu cá biển cỡ nhỏ TCVN-6718:2000, kích thước tiết diện đà ngang đáy : Bảng 2.7 Quy cách đà ngang đáy
Chiều cao mạn Đà ngang ván (tiết diện dọc tâm) (m) Chiều cao (mm) Chiều rộng (mm) 2,1 95 45 2,4 115 55 2,7 135 62 3 155 70 Theo quy phạm yêu cầu đối với tàu có chiều cao mạn ( 2,3m ) là 55x115mm. Nhưng tàu hiện tại lại có quy cách rất lớn so với quy phạm vậy nó đã thừa bền chúng ta cần thay đổi kích thước này, tuy nhiên do tàu không có sống đáy trên, để đảm bảo về độ bền ta nên thay đổi vừa phải. Chi tiết Tàu phân Tàu so sánh Tàu so sánh Tàu so sánh tích (1) (2) (3) Đà ngang 80x220 80x200 90x190 95x190 đáy *So sánh kết cấu này với kết cấu các tàu khác thì: kết cấu các tàu khác cũng lớn hơn so với quy phạm, như vậy nhìn chung kết cấu đà ngang đáy được đóng tại Bình Định đều lớn hơn rất nhiều so với yêu cầu quy phạm ( TCVN-6718 ).  Xà ngang boong: Theo quy phạm thì khoảng cách xà ngang boong trên không được lớn hơn 2 khoảng cách sườn, xà ngang boong trên trừ các xà ngang đầu miệng khoang, phải đặt trong một mặt phẳng với sườn. xà ngang boong của vùng boong lộ thiên phải có độ cong phù hợp để thoát nước.
Diện tích tiết diện ngang của xà ngang boong, trừ xà ngang đầu miệng khoang và xà ngang boong cụt, không thể nhỏ hơn trị số cho trong (bảng 2.8).Trường hợp này thuộc (4.5  B
Xà ngang Xà Xà ngang Xà ngang B, m boong và ngang B, m boong và đầu thanh dọc đầu thanh dọc miệng mép miệng miệng mép miệng khoang khoang khoang khoang B  3,5 110 272 6,0  B < 289 729 6,5 3,5  B < 132 324 6,5  B < 342 870 4,0 7,0 4,0  B < 156 400 7,0  B < 400 1024 4,5 7,5 4,5  B < 182 462 7,5  B < 462 1156 5,0 8,0 5,0  B < 210 529 B  8,0 529 1332 5,5 5,5  B < 256 650 6,0 Chú thích: Mặt cắt 1- mặt cắt đầu trên sườn ở độ cao của boong trên; Mặt cắt 2- mặt cắt trung gian sườn ở mạn tàu; Mặt cắt 3- mặt cắt đầu dưới sườn ở đáy tàu. Tàu chúng ta đóng theo quy cách (100x200)mm và khoảng cách 2 xà ngang boong bằng 2 khoảng sườn. Theo quy phạm xà ngang boong của tàu có kích thước lớn hơn yêu cầu dẫn đến thừa bền, chúng ta có thể giảm kích thước này.Nhưng xét theo một khía cạnh khác thì tàu này không có sống dọc boong nên quy cách buộc phải
lớn hơn một tí so với quy phạm, vì trong quy phạm yêu cầu là tàu này có thêm sống dọc boong. Tàu phân Tàu so sánh Tàu so sánh Tàu so sánh Chi tiết tích (1) (2) (3) Xà ngang boong 100x180 80x220 80x160 90x180 *So sánh với các tàu khác có cùng kích thước thì xà ngang boong của tàu này tương đối lớn hơn, như vậy đây là nhược điểm của tàu này  Ván vỏ: Theo quy phạm kích thước các dải ván vỏ không được nhỏ hơn trị số tương ứng cho trong bảng 2.9 với khoảng cách sườn xác định theo 4.3.9-2. Trường hợp ván vỏ phải nối thì mối nối của ván vỏ được thực hiện như hính sau: 2b/3 2b/3 (a) B/4 X X X X B X B/4 X X X X X b (b) b/2 b/2 B/4 X X X X B X B/4 X X X X X b
Hình 2.9 Nối ván vỏ: 3 khoảng sườn trở lên Sườn Ván vỏ 3 lớp ván trở lên một khoảng sườn trở lên Hình 2.10 Tàu phân tích có chiều dài < 20m, do đó ta lấy trị số nhỏ nhất theo yêu cầu là lớn hơn 4.5cm. Như vậy tàu chúng ta đóng có kích thước là: đáy dưới 5.0cm , ván mạn 4.5cm là phù hợp. Bảng 2.9 Kích thước ván vỏ Kích thước ván tính bằng cm Tên gọi Chiều dài tàu ( L,m )
20  L
-Nếu miệng lỗ khoét đặt ở boong thượng tầng nằm cao hơn boong chính dưới 1,2m, thì chiều cao thành quây tối thiểu phải bằng 15cm -Nếu miệng lỗ khoét đặt ở boong thượng tầng nằm cao hơn boong chính dưới 1.2m, thì chiều cao thành quây tối thiểu phải bằng 23cm Thành quây phải có các mã đứng, khoảng cách giữa các mã đứng phải bằng khoảng cách xà ngang boong. Chiều rộng của ván thành quây phải bằng: i) 100mm-nếu chiều cao của ván thành quây  400mm ii) 80mm- nếu chiều cao của ván thành quây  300mm iii) 70mm- nếu chiều cao của ván thành quây  150mm Thông thường chiều dày của ván thành quây phải không nhỏ hơn 1/5 chiều cao của nó. Tàu chúng ta có quy cách là 5,0 cm là phù hợp, hơn nữa tàu chúng ta là tàu câu hoạt động đánh bắt tập trung nhiều trên boong nên đòi hỏi ván boong tương đối dày. Nối ván boong: 2 khoảng xà ngang boong trở lên xà ngang boong 2 lớp ván trở lên
Ván boong 1 khoảng xà ngang boong trở lên Hình 2.11  Cabin: cabin có dạng hình hộp chữ nhật, có kích thước là: dài x rộng x cao (5.2 x 3.0 x 1.7m). Đây là tàu câu cá ngừ đại dương nên số lượng thủy thủ trên tàu nhiều đòi hỏi không gian sinh hoạt và chỗ ngủ nhiều, do đó kích thước cabin rộng. Tuy nhiên nếu cabin rộng và cao sẽ ảnh hưởng đến độ ổn định của tàu vì vậy thiết kế như thế nào cho hợp lý nhất vừa đảm bảo đủ không gian, vừa đảm bảo ổn định cho tàu. Theo tôi tìm hiểu một số nơi có ngành đóng tàu phát triển như Khánh Hòa, Đà Nẵng, Phú Yên thì cabin như vậy là tương đối hợp lý.