BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA KỸ THUẬT TÀU THỦY  HOÀNG VĂN THỌ THIẾT KẾ KỸ THUẬT KẾT CẤU PHẦN KHOANG HÀNG VÀ PHẦN MŨI TÀU CHỞ HÀNG RỜI 13.500 DWT HOẠT ĐỘNG Ở VÙNG BIỂN KHÔNG HẠN CHẾ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: ĐÓNG TÀU THỦY Nha Trang, 2008 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA KỸ THUẬT TÀU THỦY  HOÀNG VĂN THỌ THIẾT KẾ KỸ THUẬT KẾT CẤU PHẦN KHOANG HÀNG VÀ PHẦN MŨI TÀU CHỞ HÀNG RỜI 13.500 DWT HOẠT ĐỘNG Ở VÙNG BIỂN KHÔNG HẠN CHẾ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: ĐÓNG TÀU THỦY Giáo viên hướng dẫn: Th.S HUỲNH VĂN NHU Nha Trang, 2008 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 1 CHƯƠNG 1. ĐẶT VẤN ĐỀ 3 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG 3 1.1.1. Thực trạng ngành tàu biển nước ta hiện nay 3 1.1.2. Công tác thiết kế tàu trong nước 3 1.2. LÝ DO LỰA CHỌN ĐỀ TÀI 4 1.3. GIỚI THIỆU NỘI DUNG ĐỀ T ÀI 5 1.3.1. Nội dung đề tài 5 1.3.2. Phương pháp tính toán thi ết kế 5 CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ KỸ THUẬT PHẦN BỐ TRÍ CHUNG 7 2.1. GIỚI THIỆU CHUN G VỀ TÀU THIẾT KẾ 7 2.1.1. Các thông số chính của tàu thiết kế 7 2.1.2. Đặc điểm của tàu thiết kế 7 2.1.3. Quy phạm áp dụng 7 2.2. YÊU CẦU CƠ BẢN VỀ BỐ TRÍ CHUNG 7 2.3. TÍNH TOÁN PHÂN KHOANG VÀ B Ố TRÍ CÁC KHOANG, KÉT 8 2.3.1. Lựa chọn hệ thống kết cấu 8 2.3.2. Tính toán khoảng sườn và các khoang, két 10 2.3.2.1. Khoảng sườn 10 2.3.2.2. Tính toán các vách kín nư ớc 10 2.3.2.3. Tính toán các két nhiên li ệu 11 2.3.3. Phân chia khoang theo chi ều dài tàu 13 2.3.3.1. Khoang mũi 13 2.3.3.2. Khoang hàng 13 2.3.3.3. Khoang máy 15 2.3.3.4. Khoang đuôi 16 2.3.4. Phân chia khoang theo chi ều rộng tàu 17 2.3.5. Phân chia khoang theo chiều cao tàu 17 2.3.6. Bố trí chung phần th ượng tầng 19 2.3.6.1. Bố trí thượng tầng mũi 20 2.3.6.2. Bố trí thượng tầng lái 21 2.3.6.3. Bố trí thượng tầng lầu lái 22 2.4. TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ PHỤ 24 2.4.1. Thiết bị neo 25 2.4.2. Thiết bị cẩu hàng 26 2.4.3. Thiết bị cứu sinh 28 2.4.4. Lan can và cầu thang 29 CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ KỸ THUẬT PHẦN KHOANG HÀNG VÀ MŨI TÀU 30 3.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN LỰA CHỌN KẾT CẤU 30 3.2. KẾT CẤU PHẦN KHOANG HÀNG VÀ MŨI TÀU 30 3.2.1. Kết cấu phần đáy tàu 30 3.2.1.1. Vị trí các kết cấu 31 3.2.1.2. Tôn bao đáy tàu 32 3.2.1.3. Hông tàu phần dưới đáy 33 3.2.1.4. Tính toán kết cấu 35 3.2.2. Kết cấu phần mạn tàu 43 3.2.2.1. Vị trí các kết cấu 44 3.2.2.2. Tính toán tôn bao 44 3.2.2.3. Tính toán kết cấu 45 3.2.3. Kết cấu phần boong t àu 73 3.2.3.1. Vị trí của các kết cấu 74 3.2.3.2. Tải trọng boong h 74 3.2.3.3. Chiều dầy của tôn boong 75 3.2.3.4. Xà dọc boong 76 3.2.3.5. Sống dọc boong 79 3.2.3.6. Xà ngang boong 83 3.2.3.7. Sống ngang boong 84 3.2.4. Kết cấu phần vách tàu 85 3.2.4.1. Vách sóng 85 3.2.4.2. Vách ngăn cách khoang hàng và két d ằn mũi tàu 88 3.2.4.3. Vách mũi ngăn cách két dằn v à khoang mũi 92 3.2.4.4. Vách ch ống va 93 3.2.4.5. Vách chống va dọc tâm tàu 96 3.2.5. Kết cấu phần mũi tàu 98 3.2.5.1. Sống mũi tấm 98 3.2.5.2. Gia cường chống va trước vách chống va 98 3.2.6. Kết cấu phần thành miệng khoang hàng và nắp khoang hàng… 100 3.2.6.1.Thành miệng khoang 100 3.2.6.2. Nắp khoang hàng … 100 3.2.7. Mã gia cường … 104 CHƯƠNG 4. THẢO LUẬN KẾT QUẢ V À KIẾN NGHỊ 107 4.1. Thảo luận kết quả 107 4.2. Kiến nghị . 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO 109 LỜI NÓI ĐẦU Với tốc độ phát triển về mọi mặt nh ư ngày nay thì phương tiện giao thông đóng vai trò cực kỳ quan trọng. Chính v ì vậy mà các phương tiện đường bộ, hàng không và đường thủy ngày càng phát triển. Đặc biệt là ngành tàu thủy trong những năm gần đây phát triển rất mạnh. Rất an to àn và rất hiệu quả vì cước vận chuyển thấp hơn rất nhiều so với các ph ương tiện giao thông khác v à nó còn có thể đi nhiều nơi trên thế giới - nơi mà một số phương tiện khác khó có thể đến đ ược… Trong tương lai, Việt Nam sẽ trở thành cường quốc về đóng tàu. Tuy nhiên, thực tế hiện nay chúng ta đang phát tri ển mạnh về số lượng song chất lượng vẫn chưa cao. Các thiết kế kỹ thuật chủ yếu mua từ n ước ngoài, chỉ một số ít tàu nhỏ được thiết kế tại Việt Nam. Chính v ì vậy để làm tốt công tác thiết kế sau n ày, góp phần vào việc hoàn thiện những con tàu trong tương lai th ì việc đọc, hiểu quy phạm và thiết kế ra được những con tàu có khả năng hoạt động trong v ùng biển rộng mang thương hiệu Việt Nam là rất quan trọng và thiết thực. Qua tìm hiểu và dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy Th.S Huỳnh Văn Nhu em đã thực hiện xong đề tài: “Thiết kế kỹ thuật kết cấu phần khoang h àng và phần mũi tàu chở hàng rời 13.500 DWT hoạt động ở c ùng biển không hạn chế” với bốn chương có nội dung như sau: Chương I : Đặt vấn đề Chương II : Thiết kế kỹ thuật phần bố trí chung Chương III : Thiết kế kỹ thuật phần khoang h àng và mũi tàu Chương IV : Thảo luận kết quả và kiến nghị Đồ án đưa ra và tính toán các k ết cấu thuộc phần khoang h àng và phần mũi của tàu chở hàng rời. Song do thời gian không nhiều v à còn ít kinh nghiệm thực tế nên đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận đ ược sự đóng góp từ các thầy và các bạn để đồ án của em ho àn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy cô giáo v à các bạn đã động viên, giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đề tài. Đặc biệt em xin chân th ành cảm ơn thầy Th.S Huỳnh Văn Nhu đã hướng dẫn em rất tận t ình trong thời gian thực hiện đề t ài. Nha Trang, ngày 20 tháng 11 năm 200 8 Sinh viên th ực hiện Hoàng Văn Th ọ Chương 1 : ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG 1.1.1. Thực trạng ngành tàu biển nước ta hiện nay Việt Nam là quốc gia có đường biển kéo dài từ Bắc chí Nam, là một trong những đầu mối giao thông đ ường biển quan trọng của thế giới, với nhiều vịnh kín gió và cảng nước sâu… Đó là những điều kiện khá thuận tiện để phát triển ng ành công nghiệp tàu thủy. Hiện nay nước ta đang có một số l ượng rất lớn các nhà máy đóng tàu lớn nhỏ trải dài trên khắp cả nước, nguồn nhân lực dồi d ào với trình độ tay nghề ngày càng được nâng cao và trang thiết bị phục vụ sản xuất đóng mới ng ày càng hiện đại. Mới đây, Tập đoàn Công nghiệp Tàu thủy Việt Nam đã bàn giao hai con tàu tr ọng tải 53.000(tấn) đầu tiên cho tập đoàn Graig Investment(Vương qu ốc Anh) và hàng loạt các tàu nội địa 12.500(tấn), 15.000(tấn) v à rất nhiều dự án lớn kéo d ài tới năm 2012. Hơn nữa, nước ta mới gia nhập một sân ch ơi kinh tế mới WTO nên càng nhiều cơ hội phát triển hơn cho ngành tàu. Các doanh nghi ệp, tập đoàn lớn về ngành tàu biển đang có những dự án rất lớn đầu t ư trên lãnh thổ nước ta như HYUNDAI – VINASHIN của Hàn Quốc, các công ty của Nhật… Đặc biệt là nhà nước cũng có rất nhiều quan tâm tập trung nhiều vốn đầu t ư xây dựng nhà máy và có chiến lược đào tạo nguồn nhân lực cho ng ành đóng tàu. Vì vậy Việt Nam sẽ sớm trở th ành một trong số các quốc gia hàng đầu về tàu biển. 1.1.2. Công tác thi ết kế tàu trong nước Nước ta đang có tiềm năng v à sự đầu tư khá lớn về ngành tàu biển, bằng chứng là gần đây chúng ta đã liên tục nhận được hợp đồng những con t àu chở hàng cỡ lớn như 13 tàu chở hàng vỏ đôi 53.000 DWT tại Hải Ph òng và Quảng Ninh, tàu chở dầu 104.000 DWT tại Dung Quất v à rất nhiều tàu có tải trọng nằm trong khoảng 1000 ÷ 10.000 DWT với nhiều loại h ình tàu khác nhau tại các nhà máy trong cả nước. Hiện nay chúng ta đã có Viện Khoa học Công nghệ Tàu thủy và trên 10 đơn vị tham gia thiết kế tập trung chủ yếu ở miền Bắc. Trung b ình mỗi tháng có 7 thiết kế đóng mới, 6 thiết kế nâng cấp hoán cải, 4 thiết kế sửa chữa. Tuy nhi ên việc xây dựng tư cách pháp nhân cho t ừng loại tàu được thiết kế thì lĩnh vực này còn bị thả nổi. Một số đơn vị thiết kế không được thiết kế tàu lớn nhưng vẫn làm nên họ đã lung túng trong việc xử lý do đó đã xảy ra hiện tượng sao chép một cách bất cẩn t àu khác. Còn lại phần lớn các ph òng thiết kế của các công ty chỉ thiết kế phần công nghệ, xây dựng các bản vẽ tách các chi tiết kết cấu (bản vẽ thi công ) từ bản vẽ kỹ thuật. Các thiết kế kỹ thuật của t àu lớn chủ yếu được mua từ nước ngoài về. Một phần số lượng các kỹ sư ra trường chưa đủ để đáp ứng với nhu cầu thực tế. Chính vì vậy việc thiết kế toàn bộ các giai đoạn của một con t àu ở nước ta còn gặp rất nhiều khó khăn. Ng ành giáo dục chưa có chủ chương đầu tư mạnh cho ngành tàu chính vì v ậy việc đảm bảo về mặt nhân lực cũng nh ư vật lực là chưa đảm bảo. Một vấn đề dễ nhận thấy trong ng ành tàu biển là công tác đóng m ới của nước ta mới phát triển trong những năm gần đây chính v ì vậy chúng ta cũng ch ưa có đủ khả năng phát triển to àn diện. Với xu hướng phát triển như ngày nay, ngành đóng tàu c ủa Việt Nam đang từng bước chuyển mình phát triển mạnh mẽ với khả năng tự động hóa ng ày càng cao. Với các phần mềm thiết kế chuy ên dụng trợ giúp cho công tác thiết kế, sản xuất đã và đang đưa vào Việt Nam hàng loạt, vì vậy chúng ta có thể tin t ưởng rằng trong tương lai gần Việt Nam sẽ sánh ngang tầm với các quốc gia hàng đầu trong ngành tàu biển trên thế giới. 1.2. LÝ DO LỰA CHỌN ĐỀ TÀI Hiện nay nhu cầu nhu cầu vận chuyển các loại h àng hóa, thực phẩm, sản phẩm dầu mỏ, quặng…xuy ên các quốc gia ngày càng lớn mạnh. Việc không thể thiếu mà con người phải làm là công tác vận chuyển các loại hàng hóa này sao cho an toàn và thu lại lợi nhuận lớn nhất. Do đó t àu thủy là sự lựa chọn hàng đầu của họ. Bởi lẽ chỉ có tàu thủy mới có khả năng vận chuyển một khối l ượng lớn hàng hóa và vận chuyển với tuyến đường xuyên các quốc gia an toàn với chi phí không lớn. Chính vì vậy việc thiết kế các loại t àu chở hàng đáp ứng nhu cầu thực tế l à việc làm rất quan trọng, thiết thực v à triển vọng. Nước ta đang đứng trước nhiều khó khăn thử thách về kinh tế song về tiềm năng phát triển ngành công nghiệp tàu thủy là rất mạnh, có thiềm năng thu hút đ ược nhiều vốn đầu tư nước ngoài. Công tác thiết kế vô cùng quan trọng trong tiến trình hoàn thành một con tàu do đó chi phí b ỏ ra cho công tác thiết kế không nhỏ. Tuy nhiên các thiết kế kỹ thuật chủ yếu đ ược mua từ nước ngoài. Vì vậy yêu cầu, thách thức và cơ hội cho các sinh viên ngành tàu là rất lớn và để củng cố, rèn luyện, nâng cao kiến thức chuyên môn, tìm hiểu thêm về công tác thiết kế, đọc hiểu quy phạm cũng như sử dụng thành thạo phần mềm phục vụ thiết kế, phần n ào đó giúp em chuẩn bị kỹ càng hơn cho công việc trong tương lai. Đó chính là l ý do mà em lựa chọn đề tài này. 1.3. GIỚI THIỆU NỘI DUNG ĐỀ T ÀI 1.3.1. Nội dung đề tài: “ Thiết kế kỹ thuật kết cấu p hần khoang hàng và phần mũi tàu chở hàng rời 13.500 DWT hoạt động ở v ùng biển không hạn chế ”. 1.3.2. Phương pháp tính toán thi ết kế: Trong thực tế có thể tiến hành tính toán kết cấu của tàu theo một trong các phương pháp như sau: - Tính toán theo lý th uyết: Bằng cách này chúng ta có thể tính toán và đưa ra kết cấu tàu tối ưu, bởi lẽ phương pháp này phải xét tới toàn bộ các yếu tố ảnh hưởng tới kết cấu thân tàu như: Việc bố trí trang thiết bị tr ên tàu, loại hàng hóa tàu chuyên chở, các tải trọng bên ngoài ảnh hưởng tới độ bền chung của t àu, điều kiện môi trường làm việc của tàu, vật liệu đóng tàu, thời gian làm việc của tàu…Bên cạnh đó để đưa ra được kích thước của các kết cấu phải mô h ình các khung dàn để giải các bài toán cơ học, sức bền kết cấu t àu chịu ảnh hưởng các yếu tố như trên. Vì vậy việc tính toán là rất phức tạp và khó khăn. - Tính toán theo quy ph ạm: Đây là phương pháp được áp dụng rộng rãi hiện nay vì quy phạm là cơ sở pháp lý và là chuẩn mực để các cơ quan liên quan tính toán, kiểm tra, giám sát và thống nhất với nhau. Hay nói khác đi quy phạm chính là các điều luật mà chúng ta phải làm theo. Hơn nữa quy phạm còn tổng hợp những kinh nghiệm thiết kế của những ng ười đi trước vì vậy tính toán kết cấu theo quy phạm dễ dàng hơn và luôn đảm bảo độ bền. Dựa trên cơ sở thông số cơ bản của tàu thiết kế và kết cấu của tàu mẫu việc tính toán theo quy phạm đ ơn giản hơn mà [...]... năng suất thiết kế dưới sự trợ giúp của các phần mềm Với thời gian không nhiều v à năng lực còn hạn chế nên trong phần này em lựa chọn phương pháp thiết kế kết cấu theo quy phạm để biết cách đọc, hiểu quy phạm, bản vẽ và học hỏi kinh nghiệm thiết kế Chương 2: THIẾT KẾ KỸ THUẬT PHẦN BỐ TRÍ CHUNG 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TÀU THIẾT KẾ 2.1.1 Các thông số chính của tàu thiết kế: Kết cấu của tàu thiết kế được... trong phần này em tính toán các kết cấu trên cơ sở các công thức trong quy phạ m phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép TCVN 6259 – 2A : 2003 3.2 KẾT CẤU PHẦN KHOANG H ÀNG VÀ MŨI TÀU 3.2.1 Kết cấu phần đáy tàu 5 6 Hình 3.1: Sơ đồ giàn đáy kết cấu theo hệ thống dọc 1: Vách ngang 4: Sống phụ 2: Sống chính 5: Dầm dọc 3: Đà ngang 6: Mạn kép 3.2.1.1 Vị trí các kết cấu a Các kết cấu dọc: Theo điều 4.2.1[1] thì... 2.3.3 Phân chia khoang theo chi ều dài tàu 2.3.3.1 Khoang mũi Khoang mũi không dùng chở hàng, khoang này thông thư ờng làm khoang dằn, khoang chứa nước ngọt, làm kho chứa dụng cụ, trên các tàu lớn khoang mũi còn được dùng để sửa chữa nhỏ Ngoài ra khoang mũi còn có tác dụng chống va, đảm bảo cho mũi tàu sau khi va chạm không bị ảnh hưởng tới toàn tàu Dựa theo đặc điểm của tàu thiết kế và khoảng sườn... dài khoang mũi như sau: Khoang mũi: Từ trụ mũi đến sườn 192 với chiều dài 7m, khoảng sườn a = 600 mm Khoang dằn mũi: từ sườn 186 đến sườn 192 với chiều dài 3.6m, khoảng sườn a = 600 mm 2.3.3.2 Khoang hàng Dung tích khoang hàng do kh ối lượng hàng hóa và loại hàng chuyên chở quyết định Theo [4, tr.144, 145]: Số khoang h àng của tàu hàng ảnh hưởng rất lớn đến tính kinh tế của tàu, thường tàu chở hàng. .. khoang hàng: - Dàn đáy, dàn boong đư ợc kết cấu theo hệ thống dọc - Dàn mạn được kết cấu theo hệ thống ngang - Vách ngang được kết cấu theo hệ thống frofin sóng h ình thang + Đối với khoang máy: - Dàn đáy, dàn mạn được kết cấu theo hệ thống ngang - Dàn boong được kết cấu theo hệ thống ngang - Dàn vách được kết cấu theo hệ thống ngang gồm nẹp đứng, sống ngang v à sống đứng + Đối với khoang mũi, khoang. .. thanh khác không quá 380(mm), chọn bằng 350(mm) Ð Các cầu thang lên xuống các thượng tầng và lầu có chiều rộng không nhỏ hơn 600mm, độ nghiêng của cầu thang từ 40 0 - 650, khoảng cách thẳng đứng giữa các bậc thang từ 150 – 250mm, chiều rộng bậc thang từ 150 – 250mm Chương 3: THIẾT KẾ KỸ THUẬT PHẦN KHOANG HÀNG VÀ PHẦN MŨI TÀU 3.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN LỰA CHỌN KẾT CẤU Việc tính toán kết cấu tàu có... 40: Khoang máy Từ sườn 40 đến sườn 64: Khoang hàng 6 Từ sườn 64 đến sườn 88: Khoang hàng 5 Từ sườn 88 đến sườn 112: Khoang hàng 4 Từ sườn 112 đến sườn 137: Khoang hàng 3 Từ sườn 137 đến sườn 162: Khoang hàng 2 Từ sườn 162 đến sườn 186: Khoang hàng 1 Từ sườn 186 đến sườn 192: Khoang chứa nước dằn Từ sườn 192 đến sườn trụ mũi: Khoang mũi 2.3.3.3 Khoang máy Trên tàu khoang máy đư ợc bố trí ở giữa tàu. .. của tàu thiết kế - Tàu chở hàng rời hoạt động trong vùng biển không hạn chế - Yêu cầu của tàu là không gian chở hàng phải tận dụng tối đa thể tích của t àu 2.1.3 Quy phạm áp dụng Tàu đựơc thiết kế theo [1]: Quy phạm phân cấp v à đóng tàu biển vỏ thép TCVN 6259 – 2A : 2003 cho tàu có chiều dài lớn hơn 90m 2.2 YÊU CẦU CƠ BẢN CỦA BỐ TRÍ CHUNG Bố trí chung toàn tàu ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng sử dụng,... cấp và đóng tàu biển vỏ thép TCVN 6259 : 2003 Quy phạm thiết bị nâng hàng tàu biển TCVN 6272 : 2003 Quy phạm trang bị an toàn tàu biển TCVN 6278 : 2003 Quy phạm hệ thống lầu lái TCVN 6280 : 2003 2.3 TÍNH TOÁN PHÂN KHOANG VÀ B Ố TRÍ CÁC KHOANG, KÉT Việc phân chia các khoang tr ên tàu nhằm các mục đích sau: - Cách ly các khoang hàng có công d ụng khác nhau: khoang h àng, khoang máy, khoang nhiên liệu, khoang. .. thống kết cấu dọc có ưu điểm là mô men quán tính và mô đun chống uốn tàu lớn, tính ổn định tấm cao, giảm chiều dầy tôn vỏ v à dễ áp dụng việc tự động hóa kỹ thuật h àn…Hệ thống kết cấu ngang thì khả năng chịu uốn ngang và chịu ứng suất cục bộ tốt hơn, giảm nguy cơ móp ngang thân tàu, công nghệ chế tạo đơn giản Với những lí do trên ta có thể lựa chọn hệ thống kết cấu t àu thiết kế như sau: + Đối với khoang . DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA KỸ THUẬT TÀU THỦY  HOÀNG VĂN THỌ THIẾT KẾ KỸ THUẬT KẾT CẤU PHẦN KHOANG HÀNG VÀ PHẦN MŨI TÀU CHỞ HÀNG RỜI 13. 500 DWT HOẠT ĐỘNG Ở VÙNG BIỂN KHÔNG HẠN. Văn Nhu em đã thực hiện xong đề tài: Thiết kế kỹ thuật kết cấu phần khoang h àng và phần mũi tàu chở hàng rời 13. 500 DWT hoạt động ở c ùng biển không hạn chế với bốn chương có nội dung như sau: Chương. dung đề tài: “ Thiết kế kỹ thuật kết cấu p hần khoang hàng và phần mũi tàu chở hàng rời 13. 500 DWT hoạt động ở v ùng biển không hạn chế ”. 1.3.2. Phương pháp tính toán thi ết kế: Trong thực tế có