Phân tích và thiết kế kết cấu một mẫu tàu câu vỏ gỗ, chương 18

Xác định ứng suất pháp xuất hiện khi uốn chung thân tàu. Ứng suất pháp xuất hiên trong các kết cấu thân tàu khi uốn có thể xác định theo công thức sau:Trong đó: M: moment uốn tác dụng trong mặt cắt ngang đang xét (tấn.m). Zi: khoảng cách từ kết cấu dọc đang xét đến trục trung hòa (m). I: Moment quán tính chính của diện tích mặt cắt ngang của các kết cấu dọc đang xét đối với trục nằm ngang (m2.cm2)....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phân tích và thiết kế kết cấu một mẫu tàu câu vỏ gỗ, chương 18 86 Chương 18: Xác định ứng suất uốn chung trong kết cấu thân tàu1. Xác định ứng suất pháp xuất hiện khi uốn chung thân tàu. Ứng suất pháp xuất hiên trong các kết cấu thân tàu khi uốn cóthể xác định theo công thức sau: M .Z i   ITrong đó: M: moment uốn tác dụng trong mặt cắt ngang đang xét(tấn.m). Zi: khoảng cách từ kết cấu dọc đang xét đến trục trung hòa(m). I: Moment quán tính chính của diện tích mặt cắt ngang của cáckết cấu dọc đang xét đối với trục nằm ngang (m2.cm2).2. Xác định ứng suất tiếp xuất hiện khi uốn chung thân tàu. Ứng suất tiếp xuất hiện trong các kết cấu dọc khi uốn chungthân tàu được xác định theo công thức: N .S  I .tTrong đó: N: lực cắt tác dụng trong mặt cắt ngang đang xét (tấn). 87 S: moment tĩnh tiết diện mặt cắt ngang của các kết cấu dọcnằm về một phía của điểm xác định ứng suất đối với trục trung hòa(m.cm2). I: moment quán tính của mặt cắt ngang so với trục trung hòa(m2.cm2). t: tổng chiều dày của các kết cấu đang xét (cm). Từ các công thức trên ta nhận xét muốn tính ứng suất pháp vàtiếp thì phải tính được moment quán tính chính I của mặt cắt ngang.Moment quán tính chính I chỉ phụ thuộc vào diện tích và khoảngcách tính từ trọng tâm của kết cấu đang xét đến trục trung hòa nêngiá trị của moment quán tính I sẽ không thay đổi nếu chúng ta dichuyển các kết cấu về mặt cắt dọc giữa tàu, đồng thời giữ nguyêncao độ và diện tích mặt kết cấu. Lúc này kết cấu thân tàu sẽ giốngnhư dầm ghép từ nhiều kết cấu khác nhau goi là dầm tương đương. 3. Phương pháp tính toán dầm tương đương. Dầm tương đương là dầm ghép các kết cấu tương ứng với kếtcấu thân tàu, đồng thời giá trị moment quán tính chính I của mặt cắtngang của dầm phải bằng giá trị moment quán tính chính của mặtcắt ngang thân tàu tương ứng. Về lý thuyết mặt cắt ngang dầmtương đương sẽ xác định được trong trường hợp diện tích mặt cắtngang của tất cả các kết cấu dọc tham gia đảm bảo sức bền dọcchung của thân tàu đều tập trung tại mặt cắt dọc giữa tàu và phân bốkhông đổi theo chiều cao. Trong tính toán nhận thấy việc vẽ các mặt ngang trong thực tế 88là không cần thiết, mặt khác do tính chất đối xứng của các mặt cắtngang nên trong thực tế thường chỉ vẽ một nữa mặt cắt ngang để môtả mặt cắt ngang tính toán của thân tàu. Hình 3.20. Mặt cắt ngang thân tàu và dầm tương đương Theo quy phạm, sức bền của dầm tương đương tại mặt cắtngang đang tính bao gồm tất cả các kết dọc của tàu có chiều dài lớnhơn chiều cao mạn, kể cả các kiến trúc thượng tầng và các buồng cóchiều dài lớn hơn 0,15L hoặc 6 lần chiều cao thượng tầng. Riêngkhu vực lỗ khoét trong kết cấu dọc sẽ được tính theo phương phápriêng. Quá trình tính các yếu tố mặt cắt ngang dầm tương đươngđược trình bày theo bảng 3.13, trong đó để dễ tính toán thường đưatất cả các kết cấu dọc nằm trên cùng một khoảng cách đến trục trunghòa vào một nhóm nhưng không nên đưa vào một nhóm các tấm cóchiều dày khác nhau hoặc các tấmvà xà dọc mà sự tham gia vào uốnchung của chúng là khác nhau. Quá trình tính toán moment quán tính chính I đối với trục 89trung hòa của mặt cắt ngang dầm tương với kết cấu thân tàu thựchiện như sau: Từ điều kiện moment tĩnh của mặt cắt ngang kết cấu thân tàuđối với trục trung hòa bằng 0 ta có. n n  F .Z i 1 i i  Z 0 . Fi  0 i 1 n  F .Z i i  Z0  i 1 n F i 1 i Với giả thiết mặt cắt ngang tàu đối xứng qua trục OZ ta có:  n n n   n n n  I  2  I 0i   Fi .Z i2   Fi .Z 02   2  I 0i   Fi .Z i2  Z 02  Fi   i 1 i 1 i 1   i 1 i 1 i 1 Trong đó: Z0: khoảng cách giữa trục so sánh và truc 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: moment quán tính riêng của diện tích mặt cắt ngang kết cấu đang xét. FiZ02: moment quán tính chuyển dời từ trục so sánh của kết cấu đang xét đến trục trung hòa. Vị trí trục so sánh không ảnh hưởng đến kết q ...