BTL SỨC BỀN TÀU

LỜI NĨI ĐẦU.
Đóng tàu và vận tải biển là ngành công nghiệp quan trọng trên thế giới nói chung
và nước ta nói riêng. Hàng năm có rất nhiều tai nạn trên biển xảy ra gây thiệt hại rất lớn
về người và tài sản , những tai nạn đó chủ yếu là do thiên tai mà tàu gặp phải trên biển
thiên tai thì khó tránh khỏi nhưng thiệt hại do thiên tai thì chúng ta hồn tồn có thể giảm
nhẹ được, ví dụ như cách bố trí hàng hóa, thuyền viên… trên tàu một cách hợp lý sẽ giúp
cho tàu tránh được những trạng thái nguy hiểm như ứng suất, lực cắt, mômen uốn…
Môn Lý thuyết tàu là mơn cơ sở ngành đầu tiên nó cho chúng em hiểu về đường
hình, đặc điểm, đặc tính, tính chất của con tàu, và mơn Kết cấu thân tàu nó hướng chúng
em đi đến kết cấu, liên kết của từng chi tiết cụ thể của tàu. Cịn mơn Sức bền thân tàu nó
góp phần giải quyết những vấn đề về tính an tịan của một con tàu đủ an tồn tránh được
những trường hợp nguy hiểm như khi có sóng, tàu lằm trên đỉnh sóng hay tàu lằm trên đáy
sóng nó gây ra ứng suất cụ bộ rất nguy hiểm. Vì vậy môn Sức bền thân tàu sẽ giải quyết
một phần nào của vấn đề an tồn nó cho chúng ta biết về cách bố trí hàng hóa như vậy thì
mức độ nguy hiểm như thế nào. Môn Sức bền thân tàu sẽ góp phần cho chúng em hiểu rõ
hơn về đóng một con tàu an tồn và tiết kiệm.
Chúng em xin cảm ơn thầy Đồn Trung Việt đã tận tình giảng dạy và hướng dẫn
để chúng em hoàn thành bài tập lớn này.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng do trình độ và thời gian có hạn nên sai sót là
điều khó tránh khỏi, nên chúng em rất mong thông cảm và chỉnh sửa cho chúng em.
Chúng em xin chân thành cảm ơn.

1


BTL SỨC BỀN TÀU

A : CÁC THÔNG SỐ CỦA TÀU
Trọng tải của tàu : 10.000 T

Tên tàu

: LINES.

Chiều dài lớn nhất

: LOA = 132,52 (m)

Chiều dài hai trụ

: LPP

= 123,32 (m)

Chiều rộng tàu

: B

= 19,5 (m)

Chiều cao mạn

: D

= 9,78 (m)

Chiều chìm

: d


= 7,5 (m)

Vùng hoạt động

: Biển khơng hạn chế

Thuyền viên

: 24 người.

Loại tàu

: Tàu chở dầu.

Chia tàu thành 20 khoảng sườn lý thuyết. Ta có độ lớn của 1 khoảng sườn là l
l=

= 6,616 m.

Phân bố khối lượng hàng hóa theo chiều dài của tàu
Các số liệu đề bài : TH1: 100% dự trữ , 0% hàng hóa , 50% dằn
TH2: 100% dự trự, 100% hàng hóa, 0% dằn.
-

Khối lượng máy móc thiết bị phân bố từ #0→#20

-

Hàng hóa 9000T phân bố từ sườn


#4→#17

-

Trọng lượng thủy thủ 2,4 T

#1→#3

-

Nhiên liệu và dự trữ

#0→#4

2


BTL SỨC BỀN TÀU

BỐ TRÍ CHUNG TÀU DẦU 10000T
3


BTL SỨC BỀN TÀU

BẢN VẼ BỐ TRÍ CHUNG TÀU DẦU 10000T
4


BTL SỨC BỀN TÀU


PHẦN I: CÂN BẰNG TÀU TRÊN NƯỚC TĨNH.
Phân bố trọng lượng trên các sườn.

I.

Phân bố trọng lượng tàu
tấn

Hàng
hóa
tấn

Thiết
bị
tấn

57.5
57.6
58.4
55.5
56.2
57.2
57.3
57.3
58.0
58.0
58.0
58.0
58.0

57.5
56.4
54.7
50.9
49.7
45.5
44.2
1105.9

0.0
0.0
0.0
237.8
647.7
647.7
647.7
647.7
647.7
647.7
647.7
647.7
647.7
647.7
647.7
647.7
613.7
465.6
0.0
0.0
9089.4


10.0
250.0
50.0
3.0
2.5
0.0
2.0
0.0
0.5
2.0
0.0
7.0
0.0
2.0
2.0
1.0
2.0
1.0
20.0
30.0
385.0

Khoảng
sườn

Vỏ

# 0-1
# 1-2

# 2-3
# 3-4
# 4-5
# 5-6
# 6-7
# 7-8
# 8-9
# 9-10
# 10-11
# 11-12
# 12-13
# 13-14
# 14-15
# 15-16
# 16-17
# 17-18
# 18-19
# 19-20
Tổng

Thuyền viên Dự trữ 100%
tấn
tấn
0.0
1.3
1.1
0.0
0.0
0.0
0.0

0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
2.4

340.3
45.8
207.4
271.6
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0

0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
865.1

Bảng 1: Số liệu phân bố khối lượng theo từng khoảng sườn.
-

Từ các số liệu trên ta dùng excel để vẽ đồ lược đồ phân bố khối lượng. Trên
biểu đồ ứng với mỗi khoảng sườn thì tương ứng với từng khối lượng và được
phân bố đều trên sườn .

5


BTL SỨC BỀN TÀU

-

Biều đồ phân bố của một số thành phần trọng lượng (T) theo từng khoảng
sườn như sau:

Biểu đồ phân bố trọng lượng vỏ tàu
70.0
60.0
50.0
40.0
30.0

20.0
10.0
0.0
# 0-1 # 1-2 # 2-3 # 3-4 # 4-5 # 5-6 # 6-7 # 7-8 # 8-9 # 9- # 10- # 11- # 12- # 13- # 14- # 15- # 16- # 17- # 18- # 1910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Biểu đồ phân bố trọng lượng 100% hàng
700.0
600.0
500.0
400.0
300.0
200.0
100.0
0.0
# 0-1 # 1-2 # 2-3 # 3-4 # 4-5 # 5-6 # 6-7 # 7-8 # 8-9 # 9- # 10- # 11- # 12- # 13- # 14- # 15- # 16- # 17- # 18- # 1910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

6


BTL SỨC BỀN TÀU

Biểu đồ phân bố trọng lượng trang thiết bị
300.0

250.0

200.0

150.0


100.0

50.0

0.0

Biểu đồ phân bố thuyền viên
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0

7


BTL SỨC BỀN TÀU

Biểu đồ phân bố trọng lượng dự trữ 100%
400.0
350.0
300.0
250.0
200.0
150.0
100.0
50.0

0.0

Tải trọng hàng hóa phân bố lên tàu là : (dùng phương pháp công họa đồ)
Cộng 6 đồ thị ở phía trên ta được khối lượng (dằn , dự trữ , thủy thủ , máy móc,hang hóa)
ta được đồ thị sau :

Phân bố tải trọng
800.0
700.0
600.0
500.0
400.0
300.0
200.0
100.0
0.0
# 0-1 # 1-2 # 2-3 # 3-4 # 4-5 # 5-6 # 6-7 # 7-8 # 8-9 # 9- # 10- # 11- # 12- # 13- # 14- # 15- # 16- # 17- # 18- # 1910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

8


BTL SỨC BỀN TÀU

Xác định tọa độ trọng tâm tàu.
1. Trạng thái 1:

II.

0% hàng , 100% dự trữ, 50% dằn.
STT


Thành phần

# 0-1

# 1-2

# 2-3

# 3-4

# 4-5

# 561.

# 6-7

# 7-8

# 8-9

# 910

# 1011

# 1112

# 1213

# 1314


# 1415

# 1516

# 1617

# 1718

# 1819

# 1920

Tổng
theo
hàng
ngang

(1))

(2))

(3))

(4))

(5))

(6))


(7))

(8))

(9))

(10))

(11))

(12))

(13))

(14))

(15))

(16))

(17))

(18))

(19))

(20))

(21))


(22))

1

Trọng lượng tơn
vỏ(T)

57.5

57.6

58.4

55.5

56.2

57.2

57.3

57.3

58.0

58.0

58.0

58.0


58.0

57.5

56.4

54.7

50.9

49.7

45.5

44.2

2

Trọng lượng
thiết bị(T)

10

250

50

3


2.5

0

2

0

0.5

2

0

7

0

2

2

1

2

1

20


30

385

3

Trọng lượng
hàng hóa(T)

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0


0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

4

Trọng lượng
dằn ( T)

0.0

0.0


0.0

0.0

220.0

220.0

200.0

200.0

252.9

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

200.0

236.7

207.2


174.2

92.5

20.6

2024.2

5

Trọng lượng dự
trữ 100%(T)

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0


0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

6

Trọng lượng
thuyền viên(T)


0.0

1.3

1.1

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0


0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

2.4

7

Tổng theo hàng
dọc

67.5

308.9

109.5

58.5

278.7

277.2

259.3


257.3

311.4

60.0

58.0

65.0

58.0

59.5

258.4

292.4

260.1

224.9

158.0

94.8

3517.5

8


Hệ số cánh tay
địn(T)

0.5

1.5

2.5

3.5

4.5

5.5

6.5

7.5

8.5

9.5

14.5

15.5

16.5


17.5

18.5

9

Mơ men tĩnh
(T.m)

33.75 463.35 273.75 204.75 1254.15 1524.6 1685.45 1929.75 2646.9

10.5

570

609

11.5
747.5

12.5
725

13.5
803.25

3746.8 4532.82 4291.65 3935.75

Từ các thông số trên kết hợp với bảng Hydrostatic trong hồ sơ thiết kế của tàu tiến hành cân bằng tàu với các thông số sau đây:
(LCG-LCB)/L= 0.0061

Trạng thái tàu
Lượng chiếm nước(D)
Mômen (Mc)
Trọng tâm (XG)
%L
-

3517.5

0% hàng,
100% dự tr,
50% dn

34750.405

Giá trị
D
(T)

MC
(T.m)

XG
(m)

iu kin cõn bng l:

49.39687474

Tra độ thị

%L

3517.5 34750.4 60.9162 49.396875

-

60.91622593

d
(m)
1.9002

LCB
(m)

LCF
(m)

61.664 61.585

TÝnh
𝐵𝑀𝐿

(m)

da
(m)

df
(m)


485.939 1.900088 1.90032

ϵ hoặc < (0.05-0.1)
9


L
  LCG  LCB 
d a  d m    LCF  
  5, 42m
2
BM


L



d  d   L  LCF   LCG  LCB   5,37m

m


 f
BM L
2





1105.9

19.5

2923 1849.19

34750.41


BTL SỨC BỀN TÀU

2. Trạng thái 2:

Xác định tọa độ trọng tâm tàu tại trạng thái 100% hàng và 100% dự trữ
Tổng theo
hàng
ngang

STT

Thành phần

# 0-1

# 1-2

# 2-3

# 3-4


# 4-5

# 5-6

# 6-7

# 7-8

# 8-9

# 9-10

# 10-11

# 1112

# 1213

# 1314

# 14-15

# 1516

# 16-17

# 1718

# 1819


# 1920

(1))

(3))

(4))

(5))

(6))

(7))

(8))

(9))

(10))

(11))

(12))

(13))

(14))

(15))


(16))

(17))

(18))

(19))

(20))

(21))

(22))

1

(2))
Trọng lượng
tơn vỏ(T)

57.5

57.6

58.4

55.5

56.2


57.2

57.3

57.3

58.0

58.0

58.0

58

58.0

57.5

56.4

54.7

50.9

49.7

45.5

44.2


1105.9

2

Trọng lượng
thiết bị(T)

10.0

250.0

50.0

3.0

2.5

0.0

2.0

0.0

0.5

2.0

0.0


7.0

0.0

2.0

2.0

1.0

2.0

1.0

20.0

30.0

385.0

Trọng lượng
hàng hóa(T)

0.0

0.0

0.0

237.8


647.7

647.7

647.7

647.7

647.7

647.7

647.7

647.7

647.7

647.7

647.7

647.7

613.7

465.6

0.0


0.0

9089.4

340.3

45.8

207.4

271.6

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0


0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

865.1

0.0

1.3

1.1

0.0

0.0

0.0

0.0


0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

2.4

Tổng theo

hàng dọc

407.8

354.7

316.9

567.9

706.4

704.9

707.0

705.0

706.2

707.7

705.7

712.7

705.7

707.2


706.1

703.4

666.6

516.3

65.5

74.2

11447.8

Hệ số cánh
tay địn(T)

0.5

1.5

2.5

3.5

4.5

5.5

6.5


7.5

8.5

9.5

10.5

11.5

12.5

13.5

14.5

15.5

16.5

17.5

18.5

19.5

3

4


5

6
7

8

Trọng lượng
dự trữ
100%(T)
Trọng lượng
thuyền
viên(T)

Mơ men tĩnh
(T.m)

-

203.875 532.02 792.25 1987.76 3178.8 3876.95 4595.5 5287.5 6002.7 6723.15

7409.85

8196.05 8821.25

9547.2

10238.45 10902.7 10998.24 9034.55 1211.75


Từ các thông số trên kết hợp với bảng Hydrostatic trong hồ sơ thiết kế của tàu tiến hành cân bằng tàu với các thông số sau õy:

Trạng thái tàu

Lng chim nc(D)
11447.780

Mụmen (Mc)
110987.440

Giá trị
100%hàng,
100% dự trữ

D
(T)
11447.8

MC
XG
(T.m)
(m)
110987.4 59.78

Trng tõm (XG)
59.780

%L
48.476


Tra độ thị
%L
48.47553

d
(m)
5.74

LCB
(m)
60.64

LCF
(m)
57.40

L
123.320

Tính


(m)
206.75

da
(m)
5.72

df

(m)
5.76

hoc < (0.05-0.1)

-

iu kin cõn bng là:

-

Vì mớn nước lái thấp hơn mớn nước mũi nên tiến hành dằn tàu lần 1:
10

(LCG - LCB)/L =00694


L
  LCG  LCB 
d a  d m    LCF  
  5, 42m
BM L
2




d  d   L  LCF   LCG  LCB   5,37m

m



 f
BM L
2




1446.9

110987.44


BTL SỨC BỀN TÀU

Dằn Tàu lần 1
STT Thành phần

# 0-1

# 1-2

# 2-3

# 3-4

# 4-5

# 5-6


# 6-7

# 7-8

# 8-9

# 910

# 1011

# 1112

# 1213

# 1314

# 14-15

# 1516

# 1617

# 1718

# 1819

# 1920

(1)


(3))

(4))

(5))

(6))

(7))

(8))

(9))

(10))

(11))

(12))

(13))

(14))

(15))

(16))

(17))


(18))

(19))

(20))

(21))

(22))

Tổng theo
hàng
ngang

1

(2))
Trọng lượng
tơn vỏ(T)

57.5

57.6

58.4

55.5

56.2


57.2

57.3

57.3

58.0

58.0

58.0

58.0

58.0

57.5

56.4

54.7

50.9

49.7

45.5

44.2


1105.9

2

Trọng lượng
thiết bị(T)

10.0

250.0

50.0

3.0

2.5

0.0

2.0

0.0

0.5

2.0

0.0


7.0

0.0

2.0

2.0

1.0

2.0

1.0

20.0

30.0

385.0

3

Trọng lượng
hàng hóa(T)

0.0

0.0

0.0


237.8

647.7

647.7

647.7

647.7

647.7

647.7

647.7

647.7

647.7

647.7

647.7

647.7

613.7

465.6


0.0

0.0

9089.4

340.3

45.8

207.4

271.6

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0


0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

865.1

0.0

0.0

0.0

0.0

100.0

100.0


0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

200.0


0.0

1.3

1.1

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0


0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

2.4

706.1

703.4

666.6

516.3

65.5

74.2

11647.8

15.5

16.5


17.5

5

Trọng lượng
dự trữ
100%(T)
Dằn tàu lần 1
(T)

6

Trọng lượng
thuyền viên(T)

4

7

Tổng theo
hàng dọc

407.8

354.7

316.9

567.9


806.4

804.9

707.0

705.0

706.2

707.7

705.7

712.7

705.7

707.2

8

Hệ số cánh
tay địn(T)

0.5

1.5


2.5

3.5

4.5

5.5

6.5

7.5

8.5

9.5

10.5

11.5

12.5

13.5

9

Mơ men tĩnh
(T.m)

-


203.875 532.02 792.25 1987.76 3628.8 4426.95 4595.5 5287.5 6002.7 6723.2 7409.85 8196.05 8821.25

9547.2 10238.45 10902.7 10998.2 9034.55

Từ các thông số trên kết hợp với bảng hydrostatic trong hồ sơ thiết kế của tàu tiến hành cân bằng tàu sau khi dằn tu ln 1:
Lng chim nc(D)
11647.780

Mụmen (Mc)
111987.440

Trng tõm (XG)
59.283

Giá trị
Trạng thái tàu
100%hàng,
100% dự trữ,
dn

-

14.5

D
(T)

MC
(T.m)


11647.78 111987.44

Tha iu kin cõn bng l:

%L
48.072

L
123.320

Tra độ thÞ
XG
(m)

%L

59.28

48.07

TÝnh

d
(m)

LCB
(m)

LCF

(m)

𝐵𝑀𝐿

5.83

60.58

57.15

(m)

da
(m)

df
(m)

206.27

5.86

5.80

ϵ hoặc < (0.05-0.1)

11

(LCG – LCB)/L = 0.0105



L
  LCG  LCB 
d a  d m    LCF  
  5, 42m
2
BM


L




d  d   L  LCF   LCG  LCB   5,37m

m


 f
BM L
2




18.5

19.5


1211.8

1446.9

111987.44


BTL SỨC BỀN TÀU

Tính tốn phân bố lực nổi.

III.

PHÂN BỐ LỰC NỔI
Sườn
LT

Hệ
số

Tính lần I
𝐴𝑖 (𝑚 )

(1))
0
1
2
3
4
5

6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20

(2))
0
0.5
1.5
2.5
3.5
4.5
5.5
6.5
7.5
8.5
9.5
10.
5

11.
5
12.
5
13.
5
14.
5
15.
5
16.
5
17.
5
18.
5
19.
5

(3))
44.01
77.77
92.92
102.43
107.92
110.88
112.22
112.97
112.97


Tính lần II

(2)x(3)
(4))

𝐴𝑖 (𝑚 )
(5))
44.16
77.94
93.1
102.62
108.12
111.08
112.42
113.17
113.17

112.67

22.005
116.655
232.3
358.505
485.64
609.84
729.43
847.275
960.245
1073.21
5

1186.18
5
1299.15
5
1412.12
5
1521.04
5

109.38

Tích phân

(2)x(5)
(6))

(𝑚 )
(7))

Lực nổi
(7)ΔL/2
ɣ
(8))

Khoảng
sườn

(9))

44.16

122.1
171.04
195.72
210.74
219.2
223.5
225.59
226.34

139.55
385.85
540.50
618.49
665.95
692.69
706.28
712.88
715.25

# 0-1
# 1-2
# 2-3
# 3-4
# 4-5
# 5-6
# 6-7
# 7-8
# 8-9

226.34


715.25

# 9-10

226.34

715.25

# 10-11

226.34

715.25

# 11-12

113.17

22.08
116.91
232.75
359.17
486.54
610.94
730.73
848.775
961.945
1075.11
5

1188.28
5
1301.45
5
1414.62
5

226.34

715.25

# 12-13

112.86

1523.61

226.03

714.27

# 13-14

1586.01

109.58

1588.91

222.44


702.93

# 14-15

100.16

1552.48

100.34

1555.27

209.92

663.36

# 15-16

84.34

1391.61

84.5

1394.25

184.84

584.11


# 16-17

59.9

1048.25

60.02

1050.35

144.52

456.69

# 17-18

31.52

583.12

31.58

584.23

91.6

289.46

# 18-19


3.88

75.66

3.88

75.66

35.46

112.06

# 19-20

112.97
112.97
112.97
112.97

113.17
113.17
113.17

12


BTL SỨC BỀN TÀU

Bảng tính và phân bố lực nổi


Biểu đồ phân bố lực nổi
800.00
700.00
600.00
500.00
400.00
300.00
200.00
100.00
0.00
# 0-1 # 1-2 # 2-3 # 3-4 # 4-5 # 5-6 # 6-7 # 7-8 # 8-9 # 9- # 10- # 11- # 12- # 13- # 14- # 15- # 16- # 17- # 18- # 1910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Biểu đồ phân bố tổng trọng lượng theo từng khoảng sườn sau khi
dằn
900.0
800.0
700.0
600.0
500.0
400.0
300.0
200.0
100.0
0.0
# 0-1 # 1-2 # 2-3 # 3-4 # 4-5 # 5-6 # 6-7 # 7-8 # 8-9 # 9- # 10- # 11- # 12- # 13- # 14- # 15- # 16- # 17- # 18- # 1910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

13



BTL SỨC BỀN TÀU

Theo nguyên tắc cộng biểu đồ ta có biểu đồ phân bố tải trọng như sau:

Biểu đồ phân bố tải tác dụng
300.00

200.00

100.00

0.00
# 0-1 # 1-2 # 2-3 # 3-4 # 4-5 # 5-6 # 6-7 # 7-8 # 8-9 # 9- # 10- # 11- # 12- # 13- # 14- # 15- # 16- # 17- # 18- # 1910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
-100.00

-200.00

-300.00

IV.

Tính lực cắt và momen uốn trên nước tĩnh.
Ta có bảng sau:
Trong đó:
 px: trọng lượng.
 bx: lực nổi.
 qx: tải trọng.

14



BTL SỨC BỀN TÀU

15


BTL SỨC BỀN TÀU

Sườn LT
(1))

p(x)
t
(2))

b(x)
t
(3))

q(x)=(2)(3)
(4))

Tích phân
theo (4)
(5))

Tích phân
theo (5)
(6))


Hiệu
chỉnh (5)
(7))

Lực cắt
(5)-(7) t
(8))

(6)xΔL/2
(t.m)
(9))

Hiệu chỉnh
(9)
(10))

Momen uốn M
(9)-(10) (t.m)
(11))

# 0-1

407.8

139.55

268.25

268.25


268.25

1.804

266.446

827.0148

-738.536

1565.550483

# 1-2

354.7

385.85

-31.15

237.1

773.6

3.608

233.492

2385.009


-1477.07

3862.080266

# 2-3

316.9

540.5

-223.6

13.5

1024.2

5.412

8.088

3157.609

-2215.61

5373.215799

# 3-4

567.9


618.49

-50.59

-260.69

777.01

7.216

-267.906

2395.522

-2954.14

5349.664762

# 4-5

806.4

665.95

140.45

-170.83

345.49


9.02

-179.85

1065.146

-3692.68

4757.824335

# 5-6

804.9

692.69

112.21

81.83

256.49

10.824

71.006

790.7587

-4431.21


5221.973068

# 6-7

707

706.28

0.72

194.76

533.08

12.628

182.132

1643.486

-5169.75

6813.235771

# 7-8

705

712.88


-7.88

187.6

915.44

14.432

173.168

2822.302

-5908.29

8730.587384

# 8-9

706.2

715.25

-9.05

170.67

1273.71

16.236


154.434

3926.848

-6646.82

10573.66953

# 9-10

707.7

715.25

-7.55

154.07

1598.45

18.04

136.03

4928.021

-7385.36

12313.37868


# 10-11

705.7

715.25

-9.55

136.97

1889.49

19.844

117.126

5825.298

-8123.89

13949.19073

# 11-12

712.7

715.25

-2.55


124.87

2151.33

21.648

103.222

6632.55

-8862.43

12500.1241

# 12-13

705.7

715.25

-9.55

112.77

2388.97

23.452

89.318


7365.195

-9600.96

11300.24

# 13-14

702.2

714.27

-12.07

91.15

2592.89

25.256

65.894

7993.88

-10339.5

9452.956

# 14-15


706.1

702.93

3.17

82.25

2766.29

27.06

55.19

8528.472

-11078

7592.22411

# 15-16

703.4

663.36

40.04

125.46


2974

28.864

96.596

9168.842

-11816.6

6140.23109

# 16-17

666.6

584.11

82.49

247.99

3347.45

30.668

217.322

10320.19


-12555.1

4105.21891

# 17-18

516.3

456.69

59.61

390.09

3985.53

32.472

357.618

12287.39

-13293.6

3964.0294

# 18-19

65.5


289.46

-223.96

225.74

4601.36

34.276

191.464

14185.99

-14032.2

1621.8127

# 19-20

74.2

112.06

-37.86

-36.08

4791.02


-36.08

0

14770.71

14770.71

0

16


BTL SỨC BỀN TÀU

Biểu đồ phân bố lực cắt
400
300
200
100
0
1

2

3

4

5


6

7

8

9

10

11

12

13

-100
-200
-300

Biểu đồ phân bố momen
16000
14000
12000
10000
8000
6000
4000
2000

0

17

14

15

16

17

18

19

20


BTL SỨC BỀN TÀU

PHẦN II: CÂN BẰNG TÀU TRÊN SÓNG.
Ta tính lực cắt và moment tàu trên sóng theo hướng dẫn của IACS.
1. Moment uốn do sóng gây ra.
Moment uốn dọc tàu trên sóng tính theo cơng thức sau đây:
M w ()  190.M .C.L2 .B.CB .103 (kNm)
M w ()  110.M .C.L2 .B.(CB  0, 7).103 (kNm)

Trong đó:


L
B
CB

=
=
=

C=10,75 - (

123.32 m
19.5 m
0,808

)

= 7,63 với tàu có 90m < L=123,32m < 300m.

M: hệ số trình bày phân bố moment theo chiều dài tàu, đọc giá trị từ hình
sau:

2. Lực cắt tàu trên sóng.
Lực cắt tàu trên sóng theo tiêu chuẩn IACS tính theo cơng thức:
FW ()  30.F1.C.L.B.(CB  0, 7).102 (kN )
FW ()  30.F2 .C.L.B.(CB  0, 7).102 (kN )

Trong đó: F1, F2 là phân bố lực cắt dọc tàu

18



BTL SỨC BỀN TÀU

Từ dữ liệu trên ta lập bảng Excel ta lập bảng tính lực cắt và moment tàu trên sóng:

19


BTL SỨC BỀN TÀU

Khoảng sườn

F1

F2

Fw(+)

Fw(-)

M

Mw(+)

Mw(-)

# 0-1

0.25


0.215

2075.178

-1784.65

0.125

43421.13

-46917

# 1-2
# 2-3
# 3-4

0.5

0.43

4150.355

-3569.31

0.25

86842.27

-93834


0.75

0.645

6225.533

-5353.96

0.375

130263.4

-140751

1

0.86

8300.71

-7138.61

0.5

173684.5

-187668

# 4-5
# 5-6


1

0.86

8300.71

-7138.61

0.625

217105.7

-234585

1

0.86

8300.71

-7138.61

0.75

260526.8

-281502

# 6-7


0.965

0.78

8010.186

-6474.55

0.875

303947.9

-328419

# 7-8

0.93

0.7

7719.661

-5810.5

1

347369.1

-375336


# 8-9
# 9-10
# 10-11

0.93

0.7

7719.661

-5810.5

1

347369.1

-375336

0.93

0.7

7719.661

-5810.5

1

347369.1


-375336

0.93

0.7

7719.661

-5810.5

1

347369.1

-375336

# 11-12
# 12-13

0.93

0.7

7719.661

-5810.5

1


347369.1

-375336

0.95

0.85

7885.675

-7055.6

1

347369.1

-375336

# 13-14
# 14-15
# 15-16

0.97

1

8051.689

-8300.71


0.86

298737.4

-322789

0.97

1

8051.689

-8300.71

0.71

246632

-266489

0.97

1

8051.689

-8300.71

0.57


198000.4

-213942

# 16-17
# 17-18

0.97

1

8051.689

-8300.71

0.43

149368.7

-161394

0.65

0.67

5395.462

-5561.48

0.29


100737

-108847

# 18-19
# 19-20

0.32

0.33

2656.227

-2739.23

0.14

48631.67

-52547

0

0

0

0


0

0

0

Bảng phân bố lực cắt và momen cân bằng tàu trên sóng.

20


BTL SỨC BỀN TÀU

Biểu đồ phân bố lực cắt trên sóng
10000
8000
6000
4000
2000
0
-2000

1

2

3

4


5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19


20

-4000
-6000
-8000
-10000
sườn

Fw+

Fw-

Biểu đồ phân bố momen trên sóng
400000
300000
200000
100000
0
-100000

1

2

3

4

5


6

7

8

9

10

11

12

13

-200000
-300000
-400000
-500000
sườn

M+

21

M-

14


15

16

17

18

19

20


BTL SỨC BỀN TÀU

PHẦN III: KIỂM TRA ĐỘ BỀN CHUNG THÂN TÀU.
Dựa vào mặt cắt ngang khoang hàng giữa tàu.

Mặt cắt ngang giữa tàu.
Ta có bảng tính độ bền chung sau:

22


BTL SC BN TU

TT
I
1
2

3
4
II
1
2
3
4

III
1
2
3
4
5
6
IV

Tên cơ
cấu
Boong
Tôn
boong
Xà dọc v
ngang
boong
Thanh
quây
Dm dc
boong
Mạn

Tôn mạn
ngoi
Tôn mạn
trong
Dm dc
mn
Súng dc
mn

Đáy
Tôn đáy
trên
Dầm dọc
đáy trên
Dầm dọc
đáy dới
Sống phụ
Sống
chính
Tôn đáy
ngoài
Tổng

Quy cách

Fi (m2)

Zi (m)

FiZi (m3)


FiZ2i (m4)

J0 (m4)

12x1800

0.0216

9.78

0.211248

2.06600544

2.592E-07

T
18x280/10x800

0.013

9.768

0.126984

1.240379712

0.000173333


T
18x400/16x800

0.02

9.5

0.19

1.805

0.000266667

L140x90x8

0.00184

9.768

0.017973

0.175561436

3.00533E-06

14x1800

0.0252

4.28


0.107856

0.46162368

4.116E-07

12x1800

0.0216

4.28

0.092448

0.39567744

3.528E-07

L140x90x8

0.00184

4.68

0.008611

0.040300416

3.00533E-06


10x1000

0.01

3.88

0.0388

0.150544

8.33333E-08

12x1800

0.0216

1

0.0216

0.0216

2.592E-07

L160x100x10

0.0026

0.988


0.002569

0.002537974

5.54667E-06

L160x100x10

0.0026

0.097

0.000252

2.44634E-05

5.54667E-06

12x1000

0.012

0.494

0.005928

0.002928432

0.000000144


12x1000

0.012

0.494

0.005928

0.002928432

0.000000144

12x1800

0.0216

0.006

0.00013

7.776E-07

2.592E-07

0.18748 59.015 0.830327

6.365571221

Chọn trục so sánh nằm trùng với mép dưới của tôn đáy dưới.

Gọi zo là khoảng cách từ trục trung hòa đến trục so sánh.
Theo điều kiện giá trị momen tĩnh của hệ kết cấu đối với trục trung hịa bằng 0, ta có:

23


BTL SỨC BỀN TÀU
n

n

 ( F .z )  z . F
i

i 1

o

i

i 1

i

0

n

 zo 


 F ..z
i

i 1

n

F
i 1

i

 4.43m

i

Với giả thuyết mặt cắt ngang tàu đối xứng qua trục Oz, giá trị moment quán tính chính
của diện tích mặt cắt ngang dầm tương đương (hay mặt cắt ngang thân tàu_ đối với trục
trung hòa).
I  2( I oi   F i.z i   F i.z o)  2( I oi   F i.z i  z o F i)  19943, 67.103  cm4 
n

n

i 1

i 1

2


n

2

i 1

n

n

i 1

i 1

2

2

n

i 1

Trong đó:
Z0 - khoảng cách giữa trục so sánh và trục trung hòa.
Zi - khoảng cách từ trọng tâm kết cấu I đến trục so sánh.
Fi - diện tích mặt cắt ngang của chi tiết thứ i có trong mặt cắt ngang dầm tương
đương.
I0i - momen quán tính riêng của diện tích mặt cắt ngang kết cấu đang xét.
FiZ20 - momen quán tính chuyển dời từ trục so sánh của kết cấu đang xét đến trục
trung hòa.

 Wgh =

I
Z max



19943, 67.103
 372700.9469(cm3 )
535

Moment uốn bổ sung trên sóng:
Đỉnh sóng: Mw(+) = + 0.19.C.L2.B.Cb = 347369.0678 (kN.cm)
Đáy sóng: Mw(-) = -0.11.C.L2.B.(Cb + 0.7) =-375335,9886 (kN.cm)
Với:
 C= 7,63 với tàu có 90m < L=103,6m < 300m.
 Cb=0,808
 L=123,32 (m)
 B=19,5 (m)
Ta có: Wmin = C.L2.B.(Cb+0,7).k= 341215 (kN.m) < Wgh
Mô đun chống uốn theo IACS:
-

Trạng thái 100% dự trữ, 100% hàng:
 + Đỉnh sóng:
24


BTL SỨC BỀN TÀU


W đỉnh sóng = 5,72.(MS+MW)=5,72.( 135187,21+ 347369,0678)= 2760221,909 (cm3)
 + Đáy sóng :
W đáy sóng = 5,72.(MS+MW)=5,72.( 135187,21+(-375335,9886))= -1373651.014 cm3
Mà: Wgh => mô đun chống uốn của mặt cắt ngang thỏa mãn.
Ứng suất uốn chung của mặt cắt ngang:
-

Trạng thái 100% dự trữ, 50% hàng:
Ta có:  

M max
hay   M max Z i
W
I

Trong đó:
Mmax là moment uốn lớn nhất trên đỉnh sóng và đáy sóng
I: (cm2.m2) quán tính của mặt cắt ngang đang xét đến đường trung hòa
Zi (m) : khoảng cách từ đường trung hòa đến kết cấu
Kiểm tra bền tại tiết diện nguy hiểm:



M M Ms  Mw


I Wgh
Wgh
Zi


Trong đó:
W

I
là mođun chống uốn của mặt cắt ngang. Giá trị W nhỏ nhất khi Zi lớn
Zi

nhất, nghĩa là xa trục trung hòa nhất. Tại những vị trí đó ứng suất đạt giá trị lớn nhất.
=>  đỉnh = 7.77(tấn/cm2) = 76,2237 KG/cm2
 đáy = -3.32 (tấn/cm2) = 32,5692 KG/cm2
Mà ứng suất cho phép:

   2350KG / cm2
So sánh    2350KG / cm2 với các ứng suất tại đỉnh và đáy sóng => thỏa mãn.
So sánh với giá trị ứng suất pháp  max với giá trị ứng suất pháp giới hạn  gh , ta suy
ra kết cấu tàu đảm bảo đủ điều kiện độ bền dọc.

25