Giáo trình Đại cương tàu thủy

kết hàn,đinh tán hoặc keo dán).tuỳ theo đặc tính sử dụng mà tàu có thể đ•ợc dùng để chở hàng hoá,hành khách hoặc làm các nhiệm vụ đặc biệt khác. II. Phân loại tàu thuỷ. 1. Phân loại theo khu vực hoạt động * Tàu hoạt động trong khu vực không hạn chế ( Viễn d•ơng ).Chúng đ•ợc thiết kế theo “Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép” * Tàu hoạt động trong khu vực biển hạn chế: Đ•ợc chia ra làm các loại -Tàu hoạt động trong khu vực biển hạn chế cấp I: Là tàu chạy trong vùng biển hở hạn chế cách từ tầu tới nơi trú ẩn gần nhất không quá 200 hải lý khoảng cách giữa hai chỗ trú ẩn cách nhau không quá 400 hải lý. Chiều cao sóng h3% cho phép 8.5 m. - Tàu hoạt động trong khu vực hạn chế cấp II: Là tàu chạy trong vùng biển hở mà khoảng cách từ tầu tới chỗ trú ẩn gần nhất không quá 50 hải lý khoảng cách giữa hai chỗ trú ẩn không quá 100 hải lý. Chiều cao sóng h3% cho phép 6 m. - Tàu hoạt động trong khu vực biển hạn chế cấp III: Là tàu chảy trong vùng ven biển chạy trong vịnh mà phạm vi của nó do đăng kiểm quy định * Tàu hoạt động trong khu vực nội địa:Đó là các tàu hoạt động trong khu vực sông,hồ thuộc nội thuỷ,mà cấp tàu do từng quốc gia quy định ở n•ớc ta căn cứ vào mức độ sóng gió của từng khu vực các sông hồ cụ thể mà phân cấp tầu.Hiện nay đăng kiểm việt nam phân tàu nội thuỷ thành hai cấp - Tàu sông cấp I: Ký hiệuS I (chạy chiều cao sóng < 3 m ) - Tàu sông cấp II:Ký hiệuS II ( Chạy chiều cao sóng < 1,2 m hoặc chạy trong sông hồ ). * Tàu hoạt động trong khu vực đặc biệt:Vùng băng giá,vùng n•ớc chảy xiết,vung n•ớc cạn chúng đ•ợc thiết kế theo quy phạm t•ơng ứng có tính đến biện pháp gia c•ờng 2.Phân loại theo chiều cao mạn khô *tầu boong hở:mạn khô thấp th•ờng boong liên tục trên cùng đồng thới là boong vách các tỉ số kích th•ớc L/D vàd/D t•ơng đối lớn loại này th•ờng là tầu chở hàng nặng. *Tầu boong kín: th•ờng có kết cấu hai boong bo ong liên tục trên cùng là boong kín n•ớc, boong liên tục d•ới cùng lá boong vách: mạn khô cao th•ờng là tầu chở hàng nhẹ. 2 3. Phân loại theo vật liệu chế tạo * Tàu đóng bằng vật liệu kim loại: - Tàu đóng bằng thép các bon thấp:Tàu vận tải thông dụng. - Tàu đóng bằng thép có độ bền cao:Tàu cao tốc,tàu quân sự,tàu có tính năng đặc biệt - Tàu đóng bằng hợp kim nhôm:Tàu cao tốc,tàu quân sự,xuồng cứu sinh,tàu khách ,tàu du lịch * Tàu đóng bằng vật liệu phi kim loại - Tàu vỏ gỗ :Th•ờng đ•ợc sử dụng cho các tàu có L<60 m,các tàu vận tải có Phh 500 tấn chạy sông ,hồ,tàu đánh bắt hải sản,tàu du lịch. - Tàu vỏ xi măng l•ới thép - Tàu vỏ bằng chất dẻo tổng hợp 4. Phân loại theo ph•ơng pháp chuyển động a. Tàu tự hành - Động cơ hơi n•ớc (than) - Động cơ đốt trong diezen - Nguyên liệu nguyên tử b. Tàu không tự hành _Tàu kéo _Tàu đẩy 5. Phân loại theo loại tàu: a. Nhóm vận tải - Tàu chở khách - Tàu chở hàng khô - Tàu chở hàng lỏng - Tàu chở hàng •ớp lạnh - Tàu chở côngtennơ b. Nhóm tàu kỹ thuật - Tàu hút bùn,tàu cuốc - Tàu chở đất - ụ nổi sửa chữa tàu,tàu cần trục c. Nhóm tàu công tác đặc biệt - Tàu kéo đẩy cảng - Tàu hoa tiêu - Tàu nghiên cứu biển - Tàu cứu hộ - Tàu phá băng - Tàu hải đăng (đốt đèn luồng) d. Nhóm tàu quân sự - Tàu ngầm 3 - Tàu chiến Bài 02 : cấu tạo chung của tàu thuỷ ( l.t 2h) th 1h I. Phần vỏ tàu 1.Th•ợng tầng mũi 2.Th•ợng tầng giữa 3. Lầu 4. Khoang hàng 5. Khoang máy 6. Khoang mũi 7. Khoang đuôi 8. Đáy đôi 9. Khoang giữa boong 10. Miệng hầm hàng 4 1000 2500 Khoang séc tơ lái Cửa thoát hiểm 1170 Kho Thùng Kho dây 1250 1970 Kho 1350 xích neo Sàn lửng hầm máy Két n•ớc thải (Rời) Két n•ớc ngọt Két dầu đốt Két n•ớc ngọt dằn mũi dằn mũi Két dầu 5400 5400 5200 trực nhật 4500 R1300 4000 Khoang hàng I .Dài 22m Khoang hàng II . Dài 22m Két n•ớc đáy tàu Két dằn 600x800 1250 400x600 2300 1250 600 1200 Dọc tâm 150 50 2070 2400 250 1000 650 500 3000 1350 1320 220 1000 1250 750 1300x650 1000 1390 750 1000 2800 1650x650 150 150 500 4000 600x350 Tôn S16x300 750 7785 600 210x10 210x10 210x10 750 550 90 5400 750 5200 R1300 120 210 90 4000 khoang hàng II DàI 22M Khoang hàng 1, Dài 22m 750 3050 3050 700 1475 1410 850 620 0 500 550 550 500 -4 -3 2 5 9 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 66 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 129 dàn boong 5 1. Kết cấu thân tàu. - Là bộ phận chủ yếu nhất của con tàu trong quá trình khai thác chịu tác dụng của ngoại lực,tàu phải đảm bảo đủ độ bền,đủ ổn định - Thân chính bao gồm:Các khung s•ờn là bộ x•ơng của toàn bộ thân tàu,gồm nhiều dầm thép ghép lại với nhau tạo thành các dầm,xà dọc xà ngang (đáy,mạn,boong). - Thân tàu đ•ợc chia thành các khoang kín n•ớc nhằm tăng c•ờng khả năng chống chìm của tàu(khoang mũi,khoang hàng khoang đuôi) - Vỏ tàu là những tấm thép hoặc gỗ liên kết với x•ơng tạo thành đáy,mạn boong (kín n•ớc) 2. Th•ợng tầng: - Là các phần trên boong dung để bố trí buồng ở,sinh hoạt,nhà kho 3. Lầu: - Đ•ợc bố trí trên boong th•ợng tầng,có thẻ có nhiều tầng,tầng trên cùng đ•ợc lắp đặt các thiết bị lái,hằng hải... III. Thiết bị động lực và các thiết bị hệ thống 1. Thiết bị động lực - Máy chính,máy phụ - Máy phát điện - Máy lái -Máy tời,máy bơm n•ớc 2. Thiết bị hệ thống - Thiết bị leo,lái -Thiết bị cần cẩu -Hệ thống chiếu sáng,cung cấp n•ớc ngọt -Hệ thống cứu hoả. 6 Bài 03 : hình dáng kích th•ớc chủ yếu thân tàu (lt3h) I. hình dáng 1.Khái Niệm - Thân tàu là một vật thể thon dài đ•ợc giới hạn bởi các mặt cong trơn đều để giảm sức cản với n•ớc và không khí. 2.Hình dáng - Đặc tính hình dáng của đ•ợc biểu thị bằng 3 mặt phẳng cắt thân tàu: + Mặt phẳng đối xứng: Là mặt phẳng đứng đi qua điểm giữa của chiều rộng thân tàu. Mặt phẳng này còn gọi là mặt phẳng dọc tâm( mặt phẳng này cho biết độ dài của tàu, độ dốc của lái độ cất của mũi). + Mặt phẳng s•ờn giữa là mặt phẳng đứng vuông góc với mặt phẳng đối xứng đi qua điểm giữa chiều dài tính toán của tàu ( mặt phẳng này cho biết dộ rộng lớn nhất của tàu, độ nghiêng mạn , độ vát của đáy, độ l•ợn của hông, độ cong của boong ). + Mặt phẳng đ•ờng n•ớc: Là mặt phẳng ngang vuông góc với mặt phẳng đối xứng trùng với mặt phẳng đ•ờng n•ớc ( Mặt phẳng này cho biết độ thon của tàu). * Hình dáng của tàu ảnh h•ởng tới chất l•ợng thuỷ động của con tàu đ•ờng hình dáng có quan hệ trực tiếp tới tính hàng hải, tính ổn định, tính điều khiển dung tích chở hàng. mặt phẳng đuờng nuớc mặt phẳng suờn giữa 7 3. Một số kiểu mũi và đuôi. a, Kiểu mũi: b, Kiểu đuôi: Tuần d•ơng hạm Xì gà II. Các thông số chủ yếu của thân tàu. 1. Khái Niệm. - Các thông số cơ bản dùng để xác định độ lớn của tàu, kích th•ớc của tàu th•ờng là kích th•ớc lí thuýêt hoặc tính toán kích th•ớc lớn nhất là kích th•ớc biên Lmax , Bmax . - Có 4 đại l•ợng cơ bản để xác định kích thứoc của tàu chiều dài ( L) , chiều rộng (B), chiều chìm (T), chiều cao (H). - Ngoài 3 mặt phẳng đối xứng , sừơn gĩ•a và đ•ờng n•ớc để xác định kích th•ớc tàu thuỷ ta có thêm một số khái niệm: 8 + Mặt phẳng cơ bản là mặt // với đ•òng nứoc đi qua điểm cắt của cạnh trên ky với mặt phẳng s•ờn giữa. + Đ•ờng cơ bản là giao điểm của mặt phẳng cơ bản và mặt phẳng đối xứng. + Đ•ờng vuông góc mũi là đ•ờng vuông góc với mặt phẳng đ•ờng n•ớc thiết kế đi qua giao điểm của đ•òng n•ớc thiết kế với cạnh ngòai sống mũi. + Đ•ờng vuông góc lái là đ•ờng vuông góc với mặt phẳng đ•ờng n•ớc thiết kế đi qua giao điểm của đ•ờng n•ớc thiết kế với cạnh ngoài sống lái. - Chiều dài ( L) là khoảng cách giữa đ•ờng vuông góc mũi với đ•òng vuông góc lái đo // với đ•ờng n•ớc. - Chiều rộng (B) là khoảng cách giữa các giao điểm của đ•ờng n•ớc thiết kế với cạnh ngoài s•ờn trái , s•ờn phải đo trong mặt phẳng s•ờn giữa. - Chiều chìm(T) là khoảng cách từ mặt phẳng đ•ờng n•ớc đến mặt phẳng cơ bản đo theo mặt phẳng s•ờn giữa. - Chiều cao (H) là khoảng cách từ mặt phẳng cơ bản đến chiều cao nhất của xà ngang boong . Chiều cao mạn khô (F) là hiệu số giữa chiều cao (H) và chiều chìm (T). 2. Các loại kích th•ớc a. Kích th•ớc lớn nhất: + Chiều dài (LLn) là khoảng cách từ điểm xa nhất của vỏ tàu từ mũi đến lái đo trong mặt phẳng đối xứng và // với mặt phẳng đuờng n•ớc. + Chiều rộng (BLn) là khoảng cách từ vỏ ngoài mạn trái đến vỏ ngoài mạn phải đo ở chỗ rộng nhất. + Chiều chìm (TLn) là khỏang cách từ mặt phẳng đ•ờng n•ớc tới điểm thấp nhất cạnh d•ới ky. b. Kích th•ớc biên : + Chiều dài (LB) là kích th•ớc lớn nhất cộng với những phần nhô ra của vỏ tàu theo cheo chiều dài + Chiều rộng (BB) là chiều rộng lớn nhất cộng với phần nhô ra 2 bên mạn . + Chiều chìm (TB) là chiều chìm lớn nhất cộng thêm những phần nhô ra d•ới đáy tàu. III. Các hệ số chủ yếu của tàu 1. Khái niệm - Là hệ số quyết định hình dáng của tàu về sự khác nhau về hình dáng các loại tàu 2. Hệ số béo - Hệ số béo đ•ờng n•ớc ( )là tỉ số giữa diện tích của hình tạo bởi giao tuyến của vỏ tàu với mặt phẳng đ•ờng n•ớc 9 (S) diện tích hình chữ nhật ngoại tiếp = S LB. S 1 Trong đó: - S là diện tích ngâm n•ớc thiết kế của vỏ tàu. - L là chiều dài thiết kế. - B là chiều rộng thiết kế. - Hệ số này ảnh h•ởng đến tốc độ,tính ăn lái và việc bố trí hầm hàng dung tích của nó. C = w w LB. - Hệ số béo s•ờn giữa ( ) đo bằng tỷ số giữa diện tích mặt s•ờn ngâm n•ớc và diện tích hình chữ nhật ngoại tiếp : F = (*) BT. 2 Trong đó: F(*) là diện tích hình hộp ngâm n•ớc (m ) hệ số này ảnh h•ởng đến độ lớncủa tàu và dung tích của khoang. - Hệ số béo thể tích ( ) đ•ợc đo bằng tỷ số giữa thể tích vỏ tàu chìm d•ới n•ớc và thể tích khối hộp chữ nhật bao quanh nó. = V LBT.. V: thể tích chìm ngâm n•ớc vỏ (m3) - Hệ số này càng nhỏ tàu có hình dáng càng thon ít bị lực cản của n•ớc và tăng tốc độ tàu - Hệ số béo khối trụ( ) V F= = = FL(*). ...LBT IV. Bản vẽ tuyến hình tàu. 1. Yêu cầu bản vẽ : A 0 , A1 Tỷ lệ: 1 , 1 , 1 25 50 100 2. Tác dụng của bản vẽ tuyến hình tàu - Đ•a ra độ béo ,độ thon hình học và kích cỡ tàu - Từ bản vẽ tuyến hình sẽ dựa (trên cơ sở tính toán) + Tính năng của tàu + Hệ thống kết cấu thân tàu 10 + Ph•ơng án bố trí chung +Ph•ơng án công nghệ 11 Bài 4 :Khái niệm về hệ thống kết cấu lt I. Cách bố trí cơ cấu 1. Khái niệm * Cơ cấu dọc: Là cơ cấu đặt // với mặt phẳng đối xứng (dọc tâm) hợp với các cơ cấu ngang một góc vuông và có tên gọi theo từng vùng nó đ•ợc bố trí: Sống dọc đáy,sống hông ,sống lòng,dầm dọc mạn. * Cơ cấu ngang: Là tất cả các cơ cấu đ•ợc đặt trong các mặt phẳngmà nó // với mặt phẳng s•ờn giữa thì đ•ợc xem nh• là cơ cấu ngang + Cơ cấu ngang khoẻ: đà ngang khoẻ,s•ờn khoẻ,s•ờn con son,xà ngang khoẻ.. + Cơ cấu ngang th•ờng: đà ngang th•ờng, s•ờn th•ờng,xà ngang boong th•ờng * Dàn tàu:Là hệ thống kết cấu bao gồm các cơ cấu ngang và cơ cấu dọc giao nhau và đ•ợc giới hạn bởi các vách,mạn ,boong. - Dàn đáy là một phần của đáy đ•ợc giới hạn bởi các vách ngang theo chiều dọc tàu và các vách dọc hoặc mạn,với các vách dọc hoặc mạn theo ph•ơng ngang tàu. - Dàn mạn là phần mạn tàu đ•ợc giới hạn theo h•ớng dọc bởi các vách ngang và theo chiều cao đ•ợc giới hạn giữa đáy và boong hoặc giữa hai boong. - Dàn boong là phần boong đ•ợc giới hạn theo h•ớng dọc bằng các vách ngang đ•ợc giới hạn bằng các vách ngang và theo h•ớng ngang đ•ợc giới hạn bằng hai bên mạn,hoặc bằng 3 vách dọc boong giữa 2 vách dọc. - Sàn là boong d•ới và chỉ đ•ợc kéo dài thêm một đoạn theo chiều dài và chiều ngang tàu. - Boong d•ới tất cả các khoang nằm ở phía d•ới của boong trên,nếu tàu có nhiều boong thì theo thứ tự từ trên xuống d•ới gọi là boong 1,2,3. - Boong th•ợng tầng là boong nóc của th•ợng tầng nếu có nhiều th•ợng tầng thì boong th•ợng tầng một kể từ boong trên trở lên - Boong lầu là boong nóc của lầu lái - Dàn vách là một phân của váchđ•ợc giới hạn bởi đáy với các tầng boong hoặc các tầng boong với nhau theo chiều cao tàu,giới hạn bởi vách dọc hoặc vách dọc với nhau hoặc mạn với mạn theo chiều ngang tàu. 12 - Có 2 loại vách:vách dọc,vách ngang - Nếu theo kết cấu có 2 loại vách:Vách phẳng và vách sóng 2. Sơ đồ bố trí kết cấu 1. Tôn boong 2. Xà ngang th•ờng 3. Sống boong 4. Mã liên kết 5. S•ờn th•ờng 6. Sống mạn 7. Tôn mạn 8. Tôn hông 9. Sống hông 10. Mã liên kết 11. Sống phụ đáy 12. Nẹp gia c•ờng cho sống phụ 13. Dầm dọc đáy trên 14. Dầm dọc đáy d•ới 15. Sống chính đáy(sống lòng) 16. Tôn đáy d•ới 17. Tôn đáy trên II. Nguyên tắc kết cấu. 1. Nguyên tắc chung - Khi bố trí thân taù,phiải bố trí sao cho cơ cấu cùngmột hệ thống dầm cơ cấu cùng nằm trong một mặt phẳng để tạo thành khung cứng và khung khoẻ - Cần phải đảm bảo sự liên tục của một số l•ợng (càng mhiều càng tốt)các cơ cấu dọc chủ yếu,ở vùng cơ cấu dọc kết thúc tiết diện thân tàu phải đ•ợc thay đổi dần và phải có biện pháp giảm ứng suất 13 - Quy định sự liên tục nói trên phải đ•ợc thực hiện trên đoạn dài 60%L vùng giữa tàu - Trên một tiết diện ngang,khi chuyển từ hệ thống kết cấu dọc sang hệ thống kết cấu ngang,không đ•ợc đồng thời kết thúc một số l•ợng lứn hơn 1/3 cơ cấu dọc của boong và đáy tính toán,và cung không đ•ợc kết thúcquá 2 cơ cấu khoẻ của boong và đáy.Tại vùng tập trung ứng suất và vung có lỗ khoét lớn không đ•ợc kkết thúc cơ cấu dọc,khoảng cách kết thúc cơ cấu dọc không đ•ợc nhỏ hơn 2 khoảng s•ờn * Biện pháp giảm ứng suất - Các tấm tôn kề nhau phải thoả mãn yêu cầu hiệu số độ dày của chúng 30% chiều dày tấm tôn lớn hơn hoặc 3mm lấy trị số nào nhỏ hơn. - Giảm chiều cao thành dầmvà nẹp cứng phải đ•ợc tiến hành trên đoạn dài bằng 5 lần hiệu số độ cao thành cơ cấu liên kết,mép của chúng phải đ•ợc chuyển tiếp dần cơ cấu nọ sang cơ cấu kia. - Tại vùng liên kết của boong và đáy,sàn tôn đáy đôi,vách dọc phải đ•ợc đặt mã hoặc hình thức kết cấu khác nhằm giảm tập trung ứng suất. - Tại nơi kết thúc của cơ cấu khoẻ của boong và đáy,chiều cao tiết diện của chúng phải đ•ợc giảm dần trên đoạn dài 1,5 chiều cao của nó,kéo tới cơ cấu ngang gàn nhất,và hàn với nhau - Tại vùng boong chịu tải trọng nặng nề,đầu xà dc phải đ•ợc hàn với cơ cấu ngang.Vung chịu chấn động mạnh (vùng đuôi,vùng buồng máy,vùng đặt máy không cân bằng) thì đầu của cơ cấu dọc,cơ cấu ngang của đáy,mạn,vách dọc phải đ•ợc hàn với cơ cấu ngang gần nhất. - Khi cơ cấu dọc gián đoạn tại vách,tại đà ngang kín n•ớc.thì chúng phải liên kết theo quy cách sau - Với khoang hàng dài cần phải giảm nhịp cho thanh quay ngang,thanh quay dọc,hầm hàng phải đ•ợc bố trí cột chống,cột chống đ•ợc bố trí chỗ giao nhau giữa góc quầy hàng hoặc chỗ giữa thanh quây dọc III. Hệ thống khung x•ơng tàu thuỷ 1. Khái niệm - Thân tàu thuỷ đ•ợc kết cấu tạo bởi các kết cấu thành phần bao gồm: + Khung dọc :sống dọc,xà dọc,sốnh mũi, sống đuôi. + Vách ngang: các vách th•ợng tầng - Các kết cấu thành phần này liên kết với nhau đ•ợc gọi là dàn,dàn bao gồm (dàn đáy,dàn mạn,dàn boong,dàn vách,sự liên kết các dàn với nhau tạo thành khung dàn(kín,hở) và đ•ợc gọi là các khoang két,buồng nh• khoang lái,khoang hàng,khoang mũi,khoang máy,buồng sinh hoạt,buồng công cộng,buồng phục vụ.. 2.Hệ thống kết cấu a. Hệ thống kết cấu dọc. 14 - Hệ thống kết cấu dọc là hình thức mà cơ cấu dầm h•ớng chính đ•ợc bố trí dọc theo chiều ngang các dầm khung dàn đ•ợc bố trí theo chiều dọc tàu những tàu đi biển có chiều dài hơn 80 m th•ờng đ•ợc bố trí hệ thống kết cấu dọc(ở đáy và boong mạn khô) b. Hệ thống kết cấu ngang - Là hệ thống kết cấu mà những dầm h•ớng chính đặt theo chiều ngang VD:Khung x•ơng ngang của khung dàn đáy và boong thì dầm h•ớng chính đ•ợc đặt theo chiều ngang từ mạn nọ đến mạn kia,còn dầm ngang trong khung dàn mạn thì đ•ợc đặt d•ới boong,các tàu chạy nội địa và đi biển có chiều dài < 80 m thì dàn đáy,dàn boong,dàn mạn đ•ợc bố trí theo hệ thống kết cấu ngang c. Hệ thống kết cấu hỗn hợp 15 - Đối với dàn boong các tàu cỡ lớn thì đ•ợc kết cấu theo hệ thống hỗn hợp và th•ờng dàn mạn kết cấu theo hệ thống ngang còn các dầm khác kết cấu theo hệ thống dọc 3. Các nguyên tắc khoét lỗ a. Bố trí lỗ khoét - Trên kết cấu thân tàu có rất nhiều loại lỗ khoét: lỗ khoét miệng hầm hàng,lỗ khoét cho ng•ời chui,lỗ khoét giảm trọng l•ợng,lỗ khoét công nghệ,lỗ khoét cho cơ cấu chui qua,lỗ thông gió,lỗ thoát khí,lỗ tiêu n•ớc...chúng đ•ợc bố trí trên tôn boong,tôn đáy đôi,trên các cơ cấu khoẻ nh• sống đáy,đà ngang đầy,sống vách... - Lỗ chui phải đ•ợc bố trí để đảm bảo tiếp cận đ•ợc đến mọi nơi trong đáy đôi,trong các khoang két... - Trong vùng 0,25 L kể từ đ•ờng vuông góc mũi chỉ đ•ợc đặt số l•ợng lỗ để chui tối thiểu(không đ•ợc đặt lỗ khoét giảm trọng l•ợng và phải gia c•ờng cho lỗ khoét với tàu có chiều dài 80m) - Trên sống chính vùng 75%L giữa tàu không đ•ợc đặt lỗ chui có chiều cao 1/3 chiều cao sống.Nếu chiều cao lỗ < 1/3 chiều cao sống thì lỗ chui có thể đ•ợc đặt xen kẽ các khoảng s•ờn trong phạm vi trên - Trên sống phụ đoạn kề vách ngang không đặt lỗ khoét - Trên sống phụ đà ngang đầy đoạn kề d•ới chân cột chống và đoạn đầu vách dọc không đặt lỗ khoét Đà ngang đặc trên đoạn kề sống hông,sống phụ,sống chính đáy thì mép lỗ khoét phải cách sống một khoảng tối thiểu bằng 0,5 chiều cao sống. b.Quy định lỗ khoét - Tổng chiều cao lỗ khoét trên đà ngang,sống phụ cơ bản 0,5 chiều cao của cơ cấu đó - Chiều cao lỗ khoét trên sống chính 0,4 chiều cao sống chính - Khoảng cách các mép lỗ khoét kề nhau 0,5 chiều dài lỗ khoét lớn hơn - Tổng chiều cao lỗ lhoét trên các cơ cấu khoẻ của boong,mạn,vách không đ•ợc v•ợt quá 40% chiều cao cơ cấu đó - Trong phạm vi 10% chiều dài khoang kể từ đầu khoang,đ•ờng kính lỗ khoét giảm trọng l•ợng trên sống phụ 1/3 chiều cao tiết diện sống 16 IV. Tôn vỏ 1. Chức năng - Bao bọc xung quanh thân tàu tạo nên vỏ kín n•ớc và bảo đảm tính nổi cho tàu - Tôn boong không cho n•ớc thâm nhập vào khoang hàng.Đồng thời tham gia vào thành phần mép kèm của thanh chịu soắn - Tôn đáy cũng đảm bảo kín n•ớc cho tàu và tôn đáy trong cũng đảm bảo kín n•ớc cho tàu khi đáy ngoài thủng đồng thời tạo không gian đáy đôi để chứa dằn,các két dầu mỡ.các tấm tôn vỏ còn tiếp nhận tải trọng ngoài rồi chuyển cho các kết cấu thân tàu cùng tham gia độ bền chung độ bền cục bộ của các dàn,kết cấu.Ngoài ra tôn boong,tôn sàn,tôn đáy đôi còn làm nhiệm vụ tạo lên diện tích bề mặt để bố trí hàng hoá,phòng ở,phòng làm việc  Tóm lại chức năng:kín n•ớc,tính nổi,làm mép kèm của thanh chịu soắn,chịu tải trọng cục bộ khi tàu lên đà tạo không gian công tác. 2. Điều kiện làm việc - Trong quá trình hoạt động của tàuthì tôn vỏ tàu chịu tác dụng của tải trọng sau: + ứng suất uốn chung thân tàu do các thành phần tải trọng và áp lực tĩnh động của n•ớc + Khi tàu chạy chéo sóng thì tôn bao của tàu chịu tác dụng mô men soắn - Trong quá trình hàng hải tàu luôn chịu mô men soắn chung,chịu áp lực khi bị uốn và khí nến cục bộ - Khi các cơ cấu gắn với tôn bao làm việc và chịu uốn thì cũng gây ra một mô men uốn cho tôn bao vì tôn bao tham gia vào thành phần mép kèm.Ngoài ra tôn bao còn chịu tác dụng đột ngột khi va chạm khi hạ thuỷ.Vì vậy trong quá trình thiết kế các dải tôn giữa đáy,mép boong,mép mạn đ•ợc bố trí tăng c•ờng chiều dày hơn. V. Vật liệu đóng tàu. 1. Thép cán (quy phạm phần vật liệu) (13 loại_13 cấp) Theo đăng kiểm Việt nam_Nhật bản Loại thép Cấp thép Thép th•ờng (NS) KA , KB , KD , KE Thép c•ờng độ cao KA 32 , KD 32 , KE 32 , KF 32 (HTS) KA 36 , KD36 , KE 36 , KF 36 KA 40 , KD 40 , KE 40 , KF 40 17 Bảng cơ tính các loại thép Cấp thép Thử kéo Giới hạn chảy N/mm2 Đọ bền kéo N/mm2 KA , KB , KD , KE 235 400 _ 490 KA32_...........KF32 315 440 _ 590 KA36 _..........KF36 355 490 _ 620 KA 40_..........KF 40 390 510 _ 650 Ví dụ: Anh (LSR) ,Na Uy (DNV) ,Mỹ (ABS) ,Pháp (BV) ,Tổ chức đóng tàu thế giới (CIS) ,Đức (GL) ,Nhật (JIS) 2. Hợp kim nhôm (Phần vật liệu quy phạm tàu cao tốc) - Gồm 6 nhóm hợp kim nhôm họ từ 1000 _ 7000 thì chỉ có 2 nhóm thuộc họ 5000 – 6000 đ•ợc sử dụng đóng tàu cỡ nhỏ và tàu cao tốc - Trong nhóm 5000 chia thành các loại:5052 ,5083 ,5086 ,và 5456 trong nhóm 5052 thì độ bền kéo 175 (N/mm2) , nhóm 5086 257 (N/mm2) và nhóm 5456 285N/mm2 - Trong nhóm họ 6000 chia thành các loại :6061 P-T6 , 6061 F-T6 , 6N01S-T5 trong đó 6061 P_T6 có độ bền kéo 167 N/mm2 6061 F_T6 có độ bền kéo 167N/mm2 6N01S _T5 có độ bền kéo 167 N/mm2 - Mỗi quốc gia thì hợp kim nhôm đ•ợc đăng kiểm theo quốc gia đó và chúng cũng đ•ợc quy đổi trên cơ sở phân nhóm trên Ví dụ : Mỹ ký hiệu 5454 Na uy... NV5454 Nhật .... A5454 Quốc tế (ISO)...AlMg3mn 3. Phi kim loại a.Vật liệu Compôzit (Vật liệu sợi nhựa thuỷ tinh) gồm 2 thành phần chính + Nhựa Polime lỏng và không bão hào với sợi cốt thuỷ tinh (Tấm sợi băng,vải sợi thô).Ngoài ra còn 2 loại phụ gia rất quan trọng là chất làm cứng và chất xúc tác có tác dụng làm tăng nhanh quá trình đông cứng của vật liệu chính. Vật liệu cốt sợi thuỷ tinh giúp cho cômpozit có khả năng chịu lực cao hơn. Còn nhựa polime đóng vai trò làm nền chức năng liên kết các sợi thuỷ tinh vơi nhau truyền lực cơ học giữa chúng.Làm tăng độ bền và chịu tác dụng vủa môi tr•ờng xung quanh. *Compozit nền kim loại : Vũ trụ *Cômpzit cacbon : Thể thao b. Gỗ :Loại gỗ chuyên dụng dùng cho đóng tàu. c. Xi măng l•ới thép :Cắt thép đan thành khung xi măng cát là chất liên kết. 18 Bài 5: các loại liên kết I. Khái niệm - Là các cơ cấu trong cùng một hệ thống phải đ•ợc liên kết với nhau để tạo thành hệ khung cứng hoặc khung khoẻ,có một số hình thức liên kết cơ bản sau: vát mép hai đầu ,hàn tựa ,liên kết bằng mã II. Các loại liên kết. 1/ Vát mép hai đầu: Chỉ đ•ợc thực hiện đối với vách của tàu có chiều cao mạn không v•ợt quá 3 mét hoặc trên khoang nội boong trên cùngchúng đ•ợc vát bản thành. 2/ Liên kết t•ạ: Th•ờng đ•ợc sử dụng trong khoang nội boong có thể thực hiện bằng cách đầu nẹp hàn trực tiếp với tôn boong hoặc đ•ợc đỡ bằng soóng khoẻ. 3/ Liên kết s•ờn và xà 1. Xà ngang công xon. 2. S•ờn khoẻ đỡ xà ngang công xon . 3. Mã đầu s•ờn. A, Đỉnh trong của mã đầu s•ờn. B, Mặt trong của xà ngang công xon. - Đỉnh của s•ờn ngang khoang phải đ•ợc liên kết chắc chắn với boong và xà ngang boong bằng mã. Nừu boong ở đỉnh s•ờnđ•ợc kết cấu theo hệ thống dọc thì mã đỉnh s•ờn phải đi ra đến xà dọc boong kề cận với s•ờn và đ•ợc liên kết với xà dọc đó. - Liên kết của xà ngang công xon với s•ờn khoẻ phải đ•ợc liên kết hữu hiệu với mã thoe yêu cầu sau: + Bán kính góc l•ợn ở cạnh tự do của mã phải không nhỏ hơn chiêu cao tiết diện của xà ngang công xon tại đỉnh mã. + Chiều dài của mã không nhỏ hơn chiều dầy bản thành công xon hoặc chiều dầycủa s•ờn khoẻ. + Mã phải đựơc gia c•ờng hữu hiệu bằng các nẹp. + Cạnh tự do của mã phải có bản mép, có diện tích tiế diện không nhỏ hơn diện tích tiết diện bản mép của xà ngang công xon hoặc của s•ờn khoẻ,bản mép của mã phải đ•ợc hàn vơi bản mép của xà ngang công xon và bản mép của s•ờn khoẻ - Xà ngang boong phải đ•ợc liên kết với s•ờn bằng mã - Xà ngang boong đặt ở vị trí không có s•ờn nội boong hoặ s•ờn th•ợng tầng phải đ•ợc liên kết với tôn mạn bằng mã - Bố trí xà ngang boong phải đặt trong mỗi khoảng s•ờn 19 * Chú ý: Các s•ờn không đ•ợc chui qua nóc két dầu để đảm bảo độ kín n•ớc 4. Liên kết s•ờn và đà - S•ờn ngang khoang phải đè lên các đà ngang đáy và gắn mã liên kết s•ờn th•ờng,s•ờn khoẻ với đà ngang 5. Liên kết kết cấu dọc liên tục,gián đoạn + Các kết cấu dọc liên tục - Các dầm dọc đáy ,dầm dọc mạn ,dầm dọc boong - Gián đoạn:Các cơ cấu dọc liên tục gián đoạn tại các đà ngang kín n•ớc,vách lín n•ớc với các dầm đáy,dầm dọc mạn boong gián đoạn tại các cơ cấu khoẻ và vách 6. Các loại mã liên kết a. Kiểu A:là hình thức liên kết bằng mã giữa cơ cấu dọc với cơ cấu ngang mặt kia có cơ cấu tựa b. Kiểu B: là liên kết bằng mã kéo tới cơ cấu ngang gần nhất mặt kia th•ơng không có cơ cấu tựa 20 Bài 6 : kết cấu dàn đáy I. Chức năng và điều kiện làm vịêc. 1. Chức năng - Tham gia đảm bảo độ bền dọc chung thân tàu với t• cách là mép d•ới của thanh t•ơng đ•ơng. - Tạo bề mặt bố trí hàng hoá,khoang két bố trí dằn,nhiên liệu.. - Tham gia đảm bảo độ bền cục bộ của tàu d•ới tác dụng của áp lực hàng hoá và n•ớc ngoài mạn - Làm vành đế cho dàn khác. 2. Điều kiện làm việc. - Dàn đáy th•ờng xuyên chịu áp xuất pháp phát sinh do uốn dọc chung gây ra - Chịu uốn cục bộ do các tải trọng sau gây ra: +áp lực thuỷ tĩnh của n•ớc khi tùa trên n•ớc tĩnh +áp lực thuỷ tĩnhcủa n•ớc khi tàu trên sóng. +áp lực thuỷ động khi tàu va đập sóng. +áp lực thuỷ động của n•ớc khi hệ động lực làm việc gây lên. +áp lực hàng hoá khi bố trí hàng trong boong. +áp lực do thử khoang két. +áp lực khi đặt tàu trên triền,trên ụ. II. kết cấu dàn đáy 1. Phân loại cơ cấu thân tàu theo ứng xuất phát sinh Có 4 loại cơ cấu: a. Cơ cấu loại 1: Là cơ cấu mà trên đó chỉ phát sinh một loại ứng suất 1. b. Cơ cấu loại 2 :Là cơ cấu mà trên đó phát sinh hai loại ứng suất uốn chung và ứng suất uốn dàn ( ( 1 2) . c. Cơ cấu loại 3 :Là cơ cấu mà trên đó phát sinh 3 loại ứng suất đó là ứng suất uốn chung,ứng suất uốn dàn ,ứng suất uốn nẹp hoặc ứng suất uốn tấm ( 1 2 ) hoặc 4. d.Cơ cấu loại 4:Là cơ cấu mà trên đó phát sinh 4 loại ứng suất đó là ứng suất uốn chung ,ứng suất uốn dàn ,ứng suất uốn nẹp và ứng suất uốn tấm ( 1 2 3 4) . 2. Sơ đồ kết cấu đáy đơn * Sơ đồ dàn đáy két cấu ở hệ thống dọc _ đáy đơn. 21 Trong đó 1:Đà ngang hở. 2 :Đà ngang. 3 :Dầm dọc đáy. 4 :Sống đáy. 5 :Sống chính đáy. a. Sống chính đáy : Có dạng chữ T nó đ•ợc kéo dài từ mũi về đuôi càng dài càng tốt. + Bản thành: - Chiều dày bản thành Lt 0,065 L + 5,2 9 (mm). - Chiều cao bản thành do do do . + Bản cánh : - Chiều dầy bản mép tm t1. - Chiều rộng bản mép bm 2,3 L+160 (mm). - Diện tích bản mép S 0,6 L+9 (cm2) + Kích th•ớc sống chính có thể giảm dần về mũi và đuôi con 85% kích th•ớc ở đoạn giữa tàu. + Sống phụ đáy : Khoảng cách sống chính với sống phụ ,sống phụ với sống phụ không xa quá 2,5 m sống càng đ•ợc kéo dài về mũi và đuôi càng tốt. * Sơ đồ dàn đáy kết cấu hệ thống ngang _ đáy đơn. 22 - Bản thành có chiều dầy tt =5,8 + 0,042 L (mm). - Bản cánh có dịên tích S 0,45L + 8,8 (cm2). * Đà ngang tấm : - Bố trí: Khi hệ thống ngang đà ngang đ•ợc đặt tại mỗi khoảng s•ờn,hệ thống dọc đà ngang phải đ•ợc bố trí sao cho khoảng cách 3,5 m. - Tại mọi nơi trên mép đà ngang không nằm thấp hơn mép của nó tại dọc tâm. - Tại vị trí cách mép trong s•ờn một khoảng do chiều cao đà ngang 0,5.do. - Kích th•ớc : Chiều cao đà ngang tại giữa tàu do 0,0625L (mm). Chiều dầy tấm thành t = min [(10.do + 4(mm) ;12 (mm)]. Mô men chống uốn tiết diện W = 4,27.S.h.l2 (cm3). Trong đó : S - khoảng cách gơữa các đà ngang (m). h - max (d hoặc 0,66D ) (m). l – khoảng cách mép trong của 2 mã hông tại 2 bên mạn cộng 0,3m. - Chiều dày bản mép tm t1. - Chiều rộng bản mép phải đảm bảo đủ ổn định ngang của nó (lấy theo quy định chung) 85,4. dlo. (mm). Trong đó : do - chiều cao tiết diện đà ngang (m). L - khoảng cách giữa các gối tựa hoặc mã chống vặn (m) khi khoét lỗ thì phải có biện pháp bù trừ thích đáng. * Đà ngang kín n•ớc: Tạo thành một phần của vách ngoài việc thoả mãn yêu cầu trên còn phải thoả mãn yêu cầu của vách kín n•ớc. * Dầm dọc đáy:Mô men chống uốn xác định theo W = 9.S . h .l2 (cm2). Trong đó : S - khoảng cách giữa các dầm dọc đáy (m). l – khoảng cách giữa các đà ngang đặc (m). h – khoảng cách thẳng đứng từ các dầm dọc đáy trên điểm (d + 0,026L) cao hơn mặt tôn giữa đáy (m). b. Liên kết. - Thông th•ờng sống chính liên tục tại đà ngang,đà ngang liên tục tại sống phụ,đà ngang đầy khoét lỗ cho xà dọc đáy chui qua hàn hai phía bản thành. - Mã s•ờn:Chiều cao không thấp hơn 2d0 kể từ mạt tôn đáy trên,chiều rộng từ mép s•ờn ra d0 ,chiều dầy không nhỏ hơn chiều dầy của đà ngang. - Mã liên kết với sống đáy có 2 loại + Mã đứng: Chiều cao mã 0,5d0 khi cả mép và thành sống hàn với vách,khi chỉ hàn thành với vách thì chiều cao đó d0 . + Mã nằm: Ciều dài mã (về một phía ) chiều rộng mã 2b.b (b chiều rộng mép tự do sống) 3. Kết cấu đáy đôi. 23 * Yêu cầu bố trí:Tất cả tàu chạy biển theo nguyên tắc phải có đáy đôi chạy suốt từ vách mũi tới vách đuôi,trừ những tàu sau:những tàu có dung tích 500,nhừng tàu không chạy tuyến quốc tế đ•ợc dăng kiểm cho phép có thể bố trí đáy đôi khuyết từng phần hoặc toàn bộ. - Bố trí đáy đôi phải đảm bảo che phủ kín hông tàu. - Trong giới hạn phần này chỉ áp dụng cho tàu vận tải loại hàng có tải trọng biển kiểu W 0,9 (T/m3) lớn hơn phải có biện pháp gia c•ờng. V a. Sơ đồ kết cấu ở hệ thống dọc - đáy đôi b.Sơ đồ kết cấu ở hệ thống ngang - đáy đôi c.Tính toán chiều dầy tôn. (ngoài tính nh• đáy đơn) - Chiều dầy mọi cơ cấu trong đáy đôi 6 mm - Chiều dầy tôn đáy phải đ•ợc tính toán cho 2 tr•ờng hợp:chiều dầy tối thiểu và chiều dầy theo tải trọng * Chiều dầy tối thiểu: tmin = 0,044L +5,6 (mm) * Chiều dầy tôn đáy - Khi kết cấu ở hệ thống ngang t = 4,7.S . dL0,035 +2,5 (mm). trong đó S – khoảng cách cơ cấu ngang đáy (m) - Khi kết cấu ở hệ thống dọc t = 4,0.S . dL0,35 +2,5 (mm). trong đó S – khoảng cách cơ cấu dọc đáy (m). * Dải tôn giữa đáy (tôn sống nằm) giữ nguyên suốt trên chiều dài tàu. - Chiều rộng tôn sống nằm bsn = 4,5L+775 (mm) - Chiều dầy tôn sống nằm t1 = t + 1,5 (mm)