Bài tập lớn Cơ kết cấu tàu thủy

BÀI TẬP LỚN CƠ KẾT CẤU TÀU THỦY ĐỀ BÀI: Kiểm tra độ bền của giàn boong khoang 4 của tàu chở hàng 34000 DWT GIỚI THIỆU CHUNG Tàu chở hàng có các thông số kích thước cơ bản sau: Chiều dài lớn nhất: Lmax = 180 m. Chiều dài giữa hai trụ: LPP = 176.75 m. Chiều rộng tàu: B = 30 m. Chiều cao mạn: D = 14.7 m. Chiều chìm tàu: d = 9.00 m. Lượng chiếm nước: ∆ = 30,3 T. Hệ số béo thể tích: CB = 0.82 Kết cấu cơ bản của tàu hàng như sau: Dàn mạn kết cấu theo hệ thống ngang. Dàn boong kết cấu theo hệt thống dọc. Dàn đáy kết cấu theo hệ thống dọc. BÀI TOÁN CHI TIẾT Dữ liệu tính toán: Dầm dọc boong 1: I 300x25 Dầm dọc boong 2: L 200x39x9 Dầm dọc miệng hầm hàng: L 180x34x8 Dầm ngang miệng hầm hàng: L 220x40x9 Tính toán kết cấu theo sap với tổ hợp tải là Câu 1 = tải trọng bản thân + tải trọng boong thời tiết. Câu 2 = tải trọng bản thân + tải trọng thủy tĩnh Tính toán dàn boong chụi thời tiết: Trong đó: h: tải trọng boong (kN/m2) a, b: tra theo bảng 2A/8.1 tùy thuộc vào vị trí boong. Tra bảng => a = 6,9 và b = 1. đối với tàu có ] y: khoảng cách thẳng đứng từ đường tải trọng thiết kế cưc đại đến boong chụi thời tiết đo ở mạn, y = 5,7 (kN/m2) Tính toán dàn boong dưới tác dụng của tải trọng ngang Tải trọng ngang tác dụng lên boong tàu chủ yếu là do sóng tràn đập vào phần hở khi tàu chòng chành. Việc xác định tải trọng này là rất phức tạp và cho đến ngày nay, vẫn chưa có phương pháp nào thực sự đáng tin cậy. Về nguyên tắc, bài toán nói trên có thể giải quyết theo phương pháp xác suất, trong đó, các đặc trưng biên độ-tần số tìm được nhờ sử dụng lý thuyết chòng chành tàu. Vì khó khăn nêu trên, thông thường người ta tiến hành tính toán sức bền dàn boong theo phương pháp ước định, theo đó, dàn boong chịu tác dụng của tải trọng thủy tĩnh phân bố đều với một chiều cao cột áp xác định. Giá trị của cột áp này phụ thuộc vào chiều cao mạn khô, chiều dài tàu, chiều cao sóng tính toán và vị trí vùng boong tính toán, là những nhân tố ảnh hưởng đến xác suất nước tràn boong tàu. Đối với tàu biển, có thể xác định chiều cao cột áp nói trên theo công thức sau: m.cn Trong đó, L – chiều dài tàu, L = 180 m. h – chiều cao mạn khô, h = D-d = 14,7- 9 = 5,7 ( m ) k – hệ số phụ thuộc vào vị trí của phần boong tính toán theo chiều dài tàu, cho ở bảng dưới đây,chọn k = 0,017 Bảng 3.1 Giá trị của hệ số k trong CT (3.1) x/L Đuôi S.g Mũi -0,5 -0,4 -0,3 -0,2 -0,1 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 k 0,002 0,015 0,011 0,009 0,009 0,010 0,013 0,017 0,023 0,031 0,040 Trong mọi trường hợp, cột áp tính toán không được lấy nhỏ hơn 0,5 m cột nước (cn), là tải trọng do con người đi lại trên boong. Trong các qui phạm đều có cách thức xác định tải trọng tính toán cho boong tàu, có điều là chúng không thống nhất nhau. Khi tiến hành tính toán theo một qui phạm nào, phải lấy theo qui định của qui phạm ấy một cách nhất quán. Đối với các boong hở trên cùng, dùng để chở hàng (ví dụ như trường hợp của tàu chở gỗ chẳng hạn), cột áp tính toán được xác định bằng tích số của chiều cao hàng hoá với tỉ trọng hàng hoá. Đây cũng là nguyên tắc tính cho các boong chở hàng bên trong của tàu hàng khô. Kết quả thực hiện trên Sap Sử dụng kết quả SAP ta thu được kết quả gồm: Đặc trưng hình học của thép Lực tác dụng lên phần tử thanh Lực tác dụng lên phần tử tấm Úng suất tác dụng trên các phần tử tấm Phản lực tại các nút Chuyển vị tại các phần tử nút -Điều kiện bền: -Theo thuyết bền 4 ta có: (kgf/cm2 ) -Ứng suất chảy: -Trị số ứng suất: -Ứng suất pháp: (kgf/cm2) -Ứng suất tiếp: (kgf/cm2 ) Các đại lượng và công thức: - P :Lực dọc trục - Area : Diện tích - S22 : Momen quán tính tĩnh đối với trục 2-2 - S33 : Momen quán tính tĩnh đối với trục 3-3 - M22 : Momen quán tính đối với trục 2-2 - M33: Momen quán tính đối với trục 3-3 - V22 : Lực cắt đối với trục 2-2 - V33: Lực cắt đối với trục 3-3 - AS2 : Diện tích mặt cắt đối với trục 2-2 - AS3 : Diện tích mặt cắt đối với trục 3-3 CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐƯỢC SUẤT RA THEO BẢNG SAU: Bảng đặc trưng hình học: