Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3977:1984 Quy phạm đóng tàu xi măng lưới thép cỡ nhỏ

TIÊU CHUẨN VIỆT NAM

TCVN 3977 - 84

QUY PHẠM ĐÓNG TÀU XI MĂNG LƯỚI THÉP CỠ NHỎ

Rules for the construction ol small sizes ferro cement ships

1. QUY ĐỊNH CHUNG

1.1. Phạm vi áp dụng

1.1.1. Quy phạm này áp dụng cho các loại tàu thủy chạy nội địa, cả thân tàu được chế tạo bằng vật liệu xi măng lưới thép, bao gồm:

+ Tàu hàng;

+ Tàu kép;

+ Tàu khai thác thủy sản;

+ Tàu khách, bao gồm cả tàu phục vụ giao thông, phà tàu khách hàng;

+ Các loại sà lan, bao gồm sà lan tự hành và không tự hành, sà lan có hầm hàng hoặc chở hàng trên boong, sà lan chở khách.

1.1.2. Quy phạm này áp dụng cho các loại tàu thủy có kết cấu đáy đơn và chỉ có một boong tính toán, bao gồm:

+ Tàu chạy ven biển có chiều dài không quá 20m, công suất máy chính không quá 300 mã lực.

+ Tàu chạy trong sông, hồ có chiều dài không quá 40m, công suất máy chính không quá 400 mã lực.

1.1.3. Quy phạm này chỉ áp dụng cho các loại tàu kể trên có tỷ số kích thước chủ yếu trong phạm vi sau:

trong đó:

L - Chiều dài tàu, m;

B - Chiều rộng tàu, m;

D - Chiều cao tàu, m;

1.1.4. Về phương diện kết cấu, quy phạm này áp dụng cho các loại tàu có kết cấu ngang.

1.1.5. Quy phạm này chỉ quy định về kết cấu thân tàu và vật liệu chính để đóng làu. Các quy định khác không nêu trong quy phạm này đều phải phù hợp với quy phạm phân cấp và đóng tàu nội địa QPVN 26 - 83.

1.1.6. Trong các trường hợp: Tỉ số kích thước của tàu không phù hợp với mục 1.1.3, tàu có kết cấu dọc. Vật liệu sử dụng không phù hợp các quy định của mục 2 thì phải có bản tính sức bền. hoặc các báo cáo thí nghiệm kết cấu hoặc các báo cáo kinh nghiệm về tàu mẫu đã được sử dụng đảm bảo đủ độ bền.

1.2. Thuật ngữ và giải thích

1.2.1. Xi măng lưới thép - Vật liệu được chế tạo từ vữa xi măng, cát có cốt là lưới thép và các thép tròn. Vật liệu xi măng lưới thép dùng để đóng tàu được đặc trưng bằng hệ số tỉ diện cốt thép K; K = (0,5 + 3) cm²/cm³.

1.2.2. Cốt chịu lực - Những cốt thép bố trí trong kết cấu tham gia chính vào sức bền chung hoặc các bộ của kết cấu đảm bảo chính độ bền của kết cấu theo hướng tính toán.

1.2.3. Cốt kết cấu - Những cốt thép được bố trí thêm trong kết cấu để tạo điều kiện để thi công.

Trong tính toán, cốt kết cấu không được xem là tham gia chịu lực.

1.2.4. Cốt đai - Những cốt thép dùng để liên kết các cốt chịu lực với nhau.

1.2.5. Cốt lưới - Những cốt thép được bố trí giữa các lớp lưới thép của kết cấu tấm xi măng lưới thép.

1.2.6. Hệ số tỷ diện cốt thép, ký hiệu m, đơn vị tính là cm²/cm³ - Tổng diện tích bề mặt các sợi lưới và cốt thép trong một đơn vị thể tích của xi măng lưới thép.

1.2.7. Hàm lượng cốt thép, ký hiệu m - Tỷ số giữa tổng diện tích tiết diện của sợi lưới và cốt thép so với diện tích tiết diện của tấm.

Chú thích: Các thuật ngữ chung và tàu thuyền theo quy phạm phân cấp và đóng tàu nội địa hoặc các tiêu chuẩn hiện hành.

1.3. Phân cấp tàu xi măng lưới thép

Tàu xi măng lưới thép được phân thành 4 cấp A, B, C và D tương ứng với các cấp của tàu theo  quy phạm phân cấp và đóng tàu nội địa (QPVN 26 - 83).

Những nguyên tắc tính toán của quy phạm này chỉ áp dụng cho tàu cấp B, C, D.             Tàu cấp A không thuộc phạm vi áp dụng của quy phạm này

2. VẬT LIỆU

2.1. Xi măng

2.1.1. Xi măng dùng để đóng tàu gồm các loại:

Xi măng poóc lăng thường, theo TCVN 2682 - 78

Xi măng poóc lăng bền sun phát

Khi dùng xi măng poóc lăng thường có thể thêm 10 % bội pudôlan.

2.1.2. Đối với các tàu chạy sông, hồ, dùng xi măng có mác từ 400 trở lên.

Đối với các tàu chạy ven biển, dùng xi măng có mác từ 500 trở lên.

Trường hợp cần thiết có thể dùng xi măng có mác thấp hơn nhưng không thấp hơn 300 đối với  tàu chạy trong sông hồ và không thấp hơn 400 đối với tàu chạy ven biển. Khi đó cơ quan thiết kế phải có báo cáo về kết quả thí nghiệm của vật liệu tính sức bền tàu và được cơ quan có thẩm quyền cho phép.

2.1.3. Xi măng dùng để đóng tàu phải được bảo quản cẩn thận theo đúng quy trình bảo quản xi măng trong kho.

Xi măng đem sử dụng nhất thiết phải được kiểm tra chất lượng khi:

+ Là xi măng đã bảo quản quá 3 tháng kể từ khi xuất xưởng.

hoặc

+ Có nguyên nhân nào đó gây nên nghi ngờ về chất lượng của xi măng không đúng với chứng nhận của nhà máy sản xuất.

2.1.4. Phải dùng xi măng cùng loại, cùng số hiệu, cùng một cơ sở sản xuất để đóng một con tàu.

Trường hợp buộc phải dùng hai loại xi măng khác nhau thì mỗi bộ phận của tàu phải dùng một loại, không được trộn lẫn hai loại xi măng đó với nhau. Khi đó phải được sự đồng ý của cơ quan thiết kế và đăng kiểm.

2.2. Cát

2.2.1. Cát dùng để đóng tàu phải là cát vàng (cát vàng là hỗn hợp tự nhiên của các loại nham thạch rắn và chắc như thạch anh, trường thạch).

Cát vàng được khai thác ở ven sông hoặc nghiền từ các loại nham thạch kể trên.

Không được dùng cát đen và cát khai thác ở bãi biển để đóng tàu.

2.2.2. Độ thô của cát tốt nhất là hạt có kích thước 0,35 - 0,5mm. Phải sàng bỏ các hạt cát có kích thước lớn hơn 2,5mm và nhỏ hơn 0,16mm.

Cấp phối của cát phải phù hợp với các trị số ghi ở bảng 1.

Trường hợp cát không đáp ứng yêu cầu của bảng 1 nhưng có cơ sở kinh tế và kỹ thuật được cơ quan thiết kế và đăng kiểm chấp nhận thì vẫn được dùng.

Bảng 1

2.2.3. Cát phải rửa sạch, đảm bảo lượng bụi, đất sét và các tạp chất khác không được vượt quá mức và yêu cầu quy định trong bảng 2.

Bảng 2

2.2.4. Trước khi trộn vữa phải kiểm tra độ ẩm của cát giảm bớt lượng nước cần thiết để đảm bảo tỷ lệ pha trộn theo yêu cầu mục 2.7.1.

2.3. Nước

2.3.1. Nước dùng để trộn vữa và bảo dưỡng phải là nước có thể uống được.

Không được dùng các loại nước sau đây để trộn vừa và bảo dưỡng:

Nước thải công nghiệp;

Nước cống rãnh, nước tháo ở các ống nước bẩn;

Nước có lẫn dầu, mỡ;

Nước ao hồ có nhiều bùn, nhiều tạp chất hữu cơ;

Nước mặn, lợ;

Nước sông có nhiều phù sa phải lọc trước khi dùng:

2.2.3. Có thể dùng nước khoáng thiên nhiên để trộn vữa và bảo dưỡng. Chỉ tiêu hóa học của nước khoáng phải phù hợp yêu cầu của bảng 3.

Bảng 3

2.4. Chất phụ gia

Để tăng thêm chất lượng tàu, tạo điều kiện dễ dàng trong thi công, tiết kiệm xi măng, có thể cho thêm chất phụ gia khi trộn vữa nhưng phải đảm bảo mác mã theo quy định ở mục 2.7.2.

Thành phần và hàm lượng của chất phụ gia do cơ quan thiết kế quy định. Chất phụ gia phải qua thí nghiệm trước khi dùng vào việc đóng tàu.

2.5. Cốt thép

2.5.1. Thép làm cốt là các loại thép tròn, được phân loại như sau:

Theo công nghệ chế tạo, người ta chia théo cốt trong hai nhóm chính là thép cán nóng và thép cán nguội.

Theo điều kiện sử dụng, người ta chia thành cốt thép trong kết cấu thường và cốt thép trong kết cấu ứng lực trước.

Theo hình dáng bề ngoài, người ta chia thành cốt thép trơn và cốt thép có gờ.

2.5.2. Khi thiết kế kết cấu phải chú ý đến các đặc tính sau đây của cốt thép:

1. Những đặc trưng cơ học chủ yếu như cường độ (giới hạn chảy, độ bền đứt); tính dẻo (độ dãn dài tương đối khi đứt, góc uốn hoặc số lần bẻ gập ở trạng thái nguội).

2. Tính hàn được

Tính hàn được của thép làm cốt phụ thuộc vào loại, nhóm thép, đường kính thanh thép và kết cấu mối hàn.

2.5.3. Không được dùng các loại thép mác CT31, CT33 và CT34 (theo TCVN 1765 - 75) để làm cốt chịu lực mà chỉ được dùng chúng làm cốt kết cấu.

Cốt chịu lực phải là cốt thép nhóm CI và CIl theo (TCVN 1651 - 75) có mác CT38 và CT51 (theo TCVN 1765 - 75).

2.5.4. Trong cùng một mặt cắt có thể dùng các loại thép mác khác nhau để làm cốt với điều kiện giới hạn chảy của chúng không khác nhau quá 30%.

2.5.5. Thép làm cốt trong tàu xi măng lưới thép phải là thép tròn cán nóng theo TCVN 1651 - 75.

Tính chất cơ học của thép tròn cán nóng được giới thiệu trong bảng 4.

Bảng 4

2.5.6. Liên kết cốt thép. Có hai phương pháp liên kết cốt thép hàn và buộc.

2.5.6.1. Liên kết bằng phương pháp hàn áp dụng cho các cốt thép có đường kính lớn hơn 6mm và phải phù hợp với chỉ dẫn trong bảng 5. Khi chọn phương pháp hàn cần lưu ý các điểm sau:

a) Tránh bố trí mối hàn tại chỗ lực phát sinh lớn nhất.

b) Khi hàn các cốt thép với thanh nẹp (hình 5 và 6 trong bảng 5 chọn a trong khoảng từ 2mm đến 0,5d.

c) Kích thước mối hàn cạnh phải đảm bảo.

Chiều cao h = 0,25d nhưng không nhỏ hơn 4mm

Chiều rộng b = 0,5d nhưng không nhỏ hơn 10mm.

d) Tại chỗ giao nhau của các cốt thép phải hàn điểm cả 4 phía.

Bảng 5

Chú thích:

1. Các ký hiệu

d - đường kính cốt thép, mm

a - Khe hở giữa 2 đầu cốt thép mm

d - Chiều dày thép tấm, mm

dq - Đường kính que hàn, kể cả lớp thuốc, mm

2. Các kích thước không trong ngoặc, dùng cho cốt thép cán nóng có gờ, kích thước trong ngoặc dùng cho cốt thép cán nóng trơn.

2.5.6.2. Liên kết bằng phương pháp buộc nối áp dụng cho các cốt thép có đường kính không lớn hơn 6 mm và phải phù hợp các quy định dưới đây:

a) Phải lập sơ đồ bố trí các mối nối:

+ Tránh bố trí mối nối ở những chỗ kết cấu chịu lực lớn, chỗ uốn cong, chỗ cốt thép sử dụng hết khả năng chịu lực.

+ Tránh bố trí nhiều mối nối trùng nhau trong cùng một mặt cắt ngang của tiết diện kết cấu.

h) Dây buộc của mối nối phải là dây thép mềm có đường kính 1 mm chập đôi.

Tại chỗ nối phải có ít nhất 3 mối buộc ở giữa và hai đầu.

c) Tại vùng chịu kép, các mối nối phải bố trí so le nhau sao cho diện tích tiết diện tổng cộng của các cốt bị nối so với tổng diện tích tiết diện các cốt thép không lớn hơn 25% đối với cốt thép trơn và không lớn hơn 50% đối với cốt thép có gờ.

d) Chiều dài đoạn chồng lên nhau của mối nối không nhỏ hơn 250 mm đối với thanh chịu kéo và không nhỏ hơn 200mm đối với thanh chịu nén.

2.5.7. Đầu các cốt chịu lực phải bẻ cong như hình 1 để liên kết với các kết cấu liên quan.

2.6. Lưới thép

2.6.1. Lưới thép dùng để đóng tàu là loại lưới sắt vuông. Lưới thép được đặt từ các sợi thép có hàm lượng cacbon thấp. Đường kính sợi từ 0,7 đến 1mm. Kích thước cạnh mắt từ 5 đến 10mm. Đặc tính của một số loại lưới thép xem bảng 6.

Tốt nhất là dùng lưới số 10a và 10b.

Bảng 6

2.6.2. Trường hợp không có lưới mắt vuông, cho phép dùng lưới mắt sáu cạnh, tốt nhất là loại có cạnh mắt bằng 8mm.

Khu dùng lưới mắt 6 cạnh, phải tính sức bền đảm bảo tương đương với trường hợp dùng lưới mắt vuông.

2.6.3. Lưới thép dùng để đóng tàu có thể mạ kẽm hoặc không mạ kẽm. Tốt nhất là dùng lưới mạ kẽm. Trường hợp không đủ lưới mạ để kết cấu toàn bộ thân tàu thì ưu tiên hơn bố trí lưới mạ từ vùng mớn nước thay đổi trở lên.

2.6.4. Lưới thép trước khi dùng phải tẩy sạch gỉ, dầu, mỡ và các chất bẩn khác làm giảm độ bám giữa vữa và lưới.

2.6.5. Ghép lưới.

Lưới có thể được nối ghép để tăng chiều dài hoặc chiều rộng

Nối chiều dài lưới (đường nối chạy ngang thân tàu) phải chồng ghép lên nhau. Chiều dài mép chồng không nhỏ hơn 100 mm.

Nối chiều rộng lưới (đường nối chạy dọc thân tàu) bằng cách nối tiếp biên. Nối buộc phải chắc chắn. Khoảng cách giữa các mối buộc không lớn hơn 200 mm.

Khi ghép lưới cần chú ý:

a) Cố gắng dùng các tấm lưới có đủ chiều dài tàu để kết cấu tấm vỏ và boong.

b) Trong một mặt cắt ngang bất kỳ của kết cấu không được có quá một lớp lưới bị nối chiều dài (mặt cắt bất kỳ được quy định từ chỗ nối đưa ra mỗi chiều 500 mm).

2.7. Vữa

2.7.1. Tỷ lệ pha trộn vữa.

Vữa được trộn theo tỷ lệ khối lượng như sau:

- Tỷ lệ giữa cát so với xi măng là 1,5 - 1,7;

- Tỷ lệ giữa nước so với xi măng là 0,35 - 0,40;

Chú ý: Khi trộn vữa, phải căn cứ vào phương pháp trộn lượng nước ngậm trong cát và nhiệt độ không khí nơi thi công mà giảm bớt lượng nước cần thiết.

2.7.2. Mác của vữa

Mác vữa để đóng tàu chạy ven biển không thấp hơn 400. Mác vữa để đóng tàu chạy trong sông, hồ không thấp hơn 300.

3. YÊU CẦU CHUNG VỀ KẾT CẤU VÀ TÍNH TOÁN

3.1. Bề dầy của tấm xi măng lưới thép tính toán theo quy phạm này không nhỏ hơn 10mm, có số lớp lưới của tấm không ít hơn 2.

Trong kết cấu tấm xi măng lưới thép có cốt lưới, số lớp lưới ở phía chịu kéo không được ít hơn 2.

Được phép tăng cường cốt thép tại vùng chịu kéo.

3.2. Cốt chịu lực phải bố trí gần mép tự do, phía không có mép kèm và không nên bố trí quá 2 hàng trong 1 kết cấu.

Đối với những kết cấu tương đối cao, cần tăng thêm cốt thép ở phần giữa bản bung

3.3. Cốt đai thường dùng 1 hoặc 2 sợi để liên kết các cốt chịu lực. Đường kính cốt đai không nhỏ hơn 1/4 đường kính cốt chịu lực, đồng thời không được nhỏ hơn 4 mm.

Khoảng cách giữa các cốt đai không lớn hơn 15 lần đường kính cốt chịu lực, đồng thời không được lớn hơn 150 mm.

3.4. Đầu của cốt đai được bẻ cong để buộc chắc vào cốt chịu lực. Đường kính cốt đai lớn hơn 6mm thì liên kết bằng phương pháp hàn.

3.5. Tấm vỏ phải được liên kết chắn chắc với khung xương bằng các móc chằng. Thông thường người ta dùng chính cốt đai để làm móc chằng. Khi đó, phần bẻ cong của cốt đai được cài vào trong tấm và buộc vào cốt lưới. Chiều dài đoạn cài đó lấy bằng 15 đến 20 lần đường kính cốt đai.

3.6. Các lỗ khoét của kết cấu không được làm đứt đoạn cốt chịu lực. Trường hợp bị đứt đoạn thì phải có biện pháp gia cường.

3.7. Để tạo mã trong kết cấu khung xương có thể làm như sau:

- Dùng cốt chịu lực kéo dài, uốn cong để tạo thành cạnh nghiêng của mã. Hoặc

- Dùng thanh thép khác để tạo cạnh nghiêng của mã. Đường kính thanh thép đó phải bằng đường kính cốt          chịu lực. Các đầu thanh làm mã phải hàn hoặc bẻ cong buộc vào cốt chịu lực.

3.8. Cốt lưới phải được kéo căng và buộc chặt vào khung xương.

3.9. Các lớp lưới phải được buộc hoặc ghim chặt với nhau. Khoảng cách các mối buộc từ 100 đến 150 mm. Đầu nút buộc phải bẻ gập vào trong lớp lưới và nằm về phía tấm không tiếp xúc với chất lỏng. Nút buộc phải có ít nhất 3 vòng xoắn.

Trường hợp có cốt lưới phải được buộc chặt vào cốt lưới.

3.10. Dây để buộc hoặc ghim lưới là cây thép thường. Dây buộc           có đường kính khoảng 1mm chập đôi. Dây ghim có đường kính khoảng 2 mm.

3.11. Tại chỗ giao nhau của các kết cấu, khi trát vữa phải tạo thành góc lượn tam giác nhỏ.

Phải đảm bảo độ chặt của vữa tại các chỗ giao nhau và đảm bảo độ dính kết giữa các lớp vữa cũ và mới.

3.12. Vữa trộn đến đâu phải dùng hết đến đó. Nếu có nghi ngờ về chất lượng của vữa không đảm bảo thì không được dùng vữa đó.

3.13. Khi trát vỏ ngoài và boong, phải trát liên tục một lần cho xong. Trường hợp việc trát bị gián đoạn thì mép tiếp nối giữa hai lần trát không được nằm trong phạm vi 0,4l giữa tàu và phải đặc biệt đảm bảo sự dính kết của chúng.

3.14. Lớp bảo vệ của tấm, mỗi bên dầy từ 3 đến 5 mm.

3.15. Các chi tiết kết cấu trên boong có thể làm bằng xi măng lưới thép, thép, gỗ hoặc các loại vật liệu khác. Khi tính toán và bố trí các chi tiết đó, không được để chúng tham gia vào sức bền chung thân tàu.

3.16. Các trường hợp sau đây phải tính kiểm tra sức bền thân tàu:

- Tàu không thuộc phạm vi áp dụng của quy phạm như điều 1.1.3, 1.1.4 và tàu cáp

- Tải trọng không bình thường.

- Theo yêu cầu đặc biệt của chủ phương tiện

3.17. Khối lượng tính kiểm tra sức bền gồm:

1 - Xác định đặc tính và trị số tải trọng tính toán

2 - Xác định ứng suất lớn nhất do tải trọng sinh ra để đối chiếu với ứng suất cho phép của kết cấu.

3.18. Độ bền

3.18.1. Đặc tính bền đàn hồi của tấm xi măng lưới thép mác vữa 400 có hệ số tỷ diện cốt thép K = 2cm²/cm³ được chỉ dẫn ở bảng 7.

Bảng 7

Ghi chú:

1. Khi dùng vữa mác 500 thì giá trị tính theo bảng 7 được tăng thêm 10%.

2. Khi tăng K lên 0,5 cm²/cm³ thì giá trị tính theo bảng 7 được tăng thêm 5% (K không vượt quá 3cm²/cm³)

3.18.2. Đặc tính bền đàn hồi của tấm xi măng lưới thép có ít lớp lưới (nhưng không ít hơn 2), và có tỷ diện cốt thép K = 0,5 - 2cm²/cm³ được chỉ dẫn ở bảng 8.

Bảng 8

3.18.3. Giá trị ứng suất cho phép của tấm xi măng lưới thép được tính bằng phần trăm của ứng suất chuẩn theo chỉ dẫn ở bảng 9.

Giá trị ứng suất chuẩn tính theo chỉ dẫn ở bảng 7 và 8.

Bảng 9

3.19. Trong những trường hợp cần thiết, ngoài việc kiểm tra độ bền còn phải kiểm tra tính ổn định và độ biến dạng lớn nhất của kết cấu.

3.20. Những yếu tố chịu nén có độ mảnh l₀/r < 50 đối với tiết diện tròn hoặc l/b < 14 đối với tiết diện chữ nhật thường không cần kiểm tra tính ổn định khi  > 50 hoặc > 14 thì phải kiểm tra tính ổn định. Khi đó ứng suất cho phép thực tế của nó phải giảm đi bằng cách nhân với hệ số uốn dọc j

Hệ số uốn dọc j được chỉ dẫn ở bảng 10.

Bảng 10

Chú thích:

l₀ - Chiều dài tính toán của yếu tố nhận được bằng cách nhân chiều dài thực tế của nó với hệ số. Hệ số đó phụ thuộc vào cách ghép gối ở đầu, lấy bằng:

+ Ngàm cứng: 0,50

+ Hai đầu bản lề: 1,00

+ Một đầu bản lề, một đầu ngàm: 0,70

+ Một đầu ngàm cứng, một đầu tự do: 2,00

+ Một đầu ngàm cứng không hoàn toàn và trong khung có khớp không dịch chuyển 2,00

+ Trong khung có khớp dịch chuyển: 1,0 - 1,5

b- Kích thước canh ngắn của tiết diện chữ nhật

r - Bán kính quán tính nhỏ nhất của mặt cắt của cơ cấu

- Các giá trị trung gian tính theo cách nội quy bậc nhất.

3.21. Khối lượng riêng của vỏ tàu xi măng lưới thép được xác định theo công thức sau:

g XMLT = g_b = 11m

Trong đó:

g XMLT - Khối lượng riêng của xi măng lưới thép tấn/m³

g _b - Khối lượng riêng của vữa xi măng - cát được xác định trong mỗi trường hợp thí nghiệm. Nếu không có kết quả thí nghiệm, có thể lấy bằng 2,2 tấn/m³

m - Hàm lượng cốt thép.

4. KẾT CẤU THÂN TÀU

4.1. Quy định chung

4.1.1. Kết cấu khung xương gồm cốt chịu lực, cốt kết cấu, cốt đai

Mặt ngoài của kết cấu được bao ít nhất 1 lớp lưới

4.1.2. Mặt cắt thực tế và cách phối phép của kết cấu khung xi măng lưới thép phải phù hợp với công thức 4.1.2a, 4.1.2b và hình 2

Trong đó:

- Mô đun chống uốn của kết cấu xi măng lưới thép có mép kèm, cm³, tính theo công thức ở mục 4.2, 4.3, 4.4, 4.7.

Fa - Tổng diện tích mặt cắt của cốt chịu lực phía gần mép kèm, cm²

Fa' - Diện tích mặt cắt cốt chịu lực phía gần mép kèm, cm²

h - Chiều cao của kết cấu tính từ tầm cốt chịu lực phía xa mép kèm tới mép trong của bản kèm. cm

a - Chiều rộng của bản kèm, cm lấy bằng 25h₁ (h₁ - bề dày của bản kèm), hoặc lấy bằng khoảng sườn S. Trong hai trị số đó lấy trị số nhỏ hơn.

m - Hàm lượng cốt thép của bản kèm theo hướng của cốt thép

f - Hệ số phụ thuộc vào m, xác định theo bảng 11

Trong đó:

b - bề dày của kết cấu có mặt cắt chữ nhật hoặc bề dày tương đương của kết cấu có tiết diện «L».

Bảng 11

Chú thích:

1. Đường cong diện tích của cốt chịu lực trong kết cấu của công thức 4.1.2a xem đồ thị hình 3.

2. Trị số h không được lớn hơn 14 lần và không nhỏ hơn 4 lần chiều dày danh nghĩa của mép kèm h₁. Đối với tàu đáy nghiêng, nếu đà ngang đáy có h > 14 h₁ thì khi tính Fa lấy h = 14 b₁, đồng thời ở gần 1/2h phải bố trí thêm cốt thép.

3. Nếu cốt thép là loại thép có giới hạn chảy бc > 2100 KG/cm² hoặc các loại thép khác có độ bền giới hạn cao thì trị số diện tích Fa tính theo công thức 4.1.2a và 4.1.2b phải nhân với hệ số điều chỉnh bằng 2400/бc

Hình 3

Đồ thị diện tích mặt cắt của cột thép chịu lực trong kết cấu XMLT (điều 4.1.2)

Hình 4

Đồ thị lực cắt trên đơn vị của kết cấu xi măng lưới thép

4.1.3. Ngoài yêu cầu của mục 4.1.2 phải kiểm tra lực cắt trên 1 đơn vị chiều dài của cốt thép và phải đảm bảo điều kiện sau:

q_x ≥ q₀  (4.1.3a)

Trong đó:

q_x - lực cắt trên 1 đơn vị chiều dài của cốt thép (kể cả sợi thẳng đứng của lưới thép), KG/cm được tính bằng công thức sau:

q_x =                   (4.1.3b)

Trong đó:

б_c - Giới hạn chảy của cốt thép, lấy bằng 2400 KG/cm²

a - Khoảng cách giũa các cốt đai, cm

f₁ - Diện tích mặt cắt 1 nhánh cốt đai, cm²

f₂ - Diện tich mặt cắt 1 sợi lưới thép, cm²

n₁ - Số nhánh cốt đai

n₂ - Số sợi thẳng đứng của lưới thép

q₀ - Lực cắt trên 1 đơn vị chiều dài của cốt thép KG/cm, tính theo h₀ và

Trong đó:

h₀ = h + h₁ (xem hình 2)

l - Nhịp và hữu hiệu của kết cấu, m

Trị số q₀ tra từ đồ thị hình 4.

Khi không thỏa mãn được điều kiện 4.1.3a thì phải tăng chiều dày bản chính, tăng thêm số lớp lưới, tăng đường kính cốt thép hoặc giảm khoảng cách cốt đai.

4.1.4. Mô đun chống uốn w của các kết cấu trong hầm chất lỏng tính theo các công thức tương ứng của mục 4.2, 4.3, 4.4, 4.7 rồi răng thêm 50 %.

Nếu các hầm chất lỏng đó có dùng các chất chống rỗ, chống nứt đảm bảo chất lượng tốt thì có thể giảm bớt số phần trăm tăng thêm trên.

4.2. Kết cấu đáy tàu

4.2.1. Tại mỗi vị trí sườn đều phải đặt đà ngang đáy. Mô đun chống uốn của mặt cắt đà ngang đáy không được nhỏ hơn trị số tính theo các công thức sau:

- Vùng ngoài khoang hàng:

W = k.s.l² (d + r); cm³                            (4.2.1a)

- Vùng trong khoang hàng:

Tàu có động cơ:

w =  K.S.l² (0,65d + r); cm³                                 (5.2.1b)

Tàu không có động cơ:

w = K.S.l² (0,45d + r); cm³                                  (4.2.1c)

Đối với sà lan chở hàng trên boong và sà lan có bộ phận boong chở hàng thấp hơn boong tính toán thì bất luận vùng trong hay ngoài khoang hàng mô đun chống uốn đều phải tính theo công thức (4.2.1a).

Trong các công thức trên:

w- Mô đun chống uốn, cm³

S - Khoảng cách giữa các đà ngang thực tế, m, lấy bằng khoảng sườn.

l - Nhịp xà của đà ngang thực, m, lấy bằng khoảng cách lớn nhất giữa các sống cạnh đáy hoặc giữa 2 vách dọc. Nếu tàu không có vách dọc hoặc sống cạnh đáy thì trị số 1 lấy bằng chiều rộng tàu.

Đối với sà lan chở hàng trên boong và sà lan nửa chở hàng trên boong, nếu các xà dọc giữa và xà dọc cạnh được đỡ bằng các cột chống thì trị số l có thể lấy bằng khoảng cách    giữa các xà dọc nhưng không được nhỏ hơn một phần ba chiều rộng tàu.

Khi đó hệ số K lấy bằng 3,15

d - Chiều chìm tàu, m

r - Nửa chiều cao sống, m, xác định theo vùng hoạt động của tàu. Khi d + r lớn hơn chiều cao tàu  D thì chọn  thay cho d + r

K - Hệ số xác định theo số lượng sống dọc (bao gồm cả sống chính) và tỷ số giữa chiều dài khoang l và nhịp đà l (xem bảng 12)

Bảng 12

4.2.2. Đối với tàu đáy nghiêng, chiều cao đà ngang đáy ở hai đầu gần mạn có thể giảm bớt, nhưng chiều cao của đà tại vị trí cách mặt cắt dọc giữa 3/8B không được nhỏ hơn một nửa chiều cao đà tại mặt cắt dọc giữa.

4.2.3. Mô đun mặt cắt của đà ngang đáy trong hầm máy được tính theo công thức (4.2.1a) rồi tăng thêm 50 %.

4.2.4. Mô đun mặt cắt của đà ngang đáy tại vị trí sườn khỏe không nhỏ hơn 3 lần mô đun mặt cắt của đà ngang thường trong cùng một khu vực.

4.2.5. Cốt chịu lực của các đà ngang đáy không được đứt đoạn khi qua các sống dọc.

4.2.6. Tất cả các đà ngang đáy đều phải khoét lỗ thông thủy. Lỗ khoét phải phù hợp yêu cầu của mục 3.6.

4.2.7. Tất cả các loại tàu xi măng lưới thép (trừ tàu đáy bằng có chiều rộng dưới 3m) sống chính phải chạy suốt chiều dài tàu. Sống chính phải được kéo dài đến mũi và đuôi tàu. Sống chính không được gián đoạn tại các đà ngang đáy và vách ngang.

4.2.8. Đối với tàu lắp một máy chính, phần đáy tàu trong và sau buồng máy có thể dùng hai sống phụ thay cho sống chính.

Đối với tàu đáy bằng không lắp máy cũng có thể dùng hai sống phụ thay cho sống chính.

Thông thường khoảng cách giữa hai sống phụ không quá 2m. Kích thước của sống phụ và kết cấu gia cường không nhỏ hơn đà ngang đáy.

4.2.9. Chiều cao tấm thành của sống chính không nhỏ hơn chiều cao đà ngang đáy và mô đun mặt cắt của sống chính không nhỏ hơn 1,5 lần mô đun mặt cắt của đà ngang đáy tại mặt cắt dọc giữa.

4.2.10. Khoảng cách giữa sống chính và sống phụ, giữa sống phụ với nhau, giữa vách dọc và mạn tàu ở phạm vi 0,25L phía mũi không được quá 2m, ở phạm vi khác, không quá 2,5m.

Chiều cao tấm thành của sống phụ không nhỏ hơn chiều cao đà ngang đáy cùng vị trí. Mặt tự do của sống phụ có diện tích tiết diện chịu lực không nhỏ hơn 75% tiết diện chịu lực của đà ngang đáy cùng vị trí.

Sống phụ không được đứt đoạn tại các đà ngang đáy và vách.

4.2.11. Các sống phụ, nếu không bố trí liên tục từ đầu đến cuối đuôi tàu thì có thể bố trí lệch. Vị trí chỗ lệch phải tại các vách ngang. Khi đó, sống phụ phải kéo dài quá vách ngang một khoảng đà ngang.

4.2.12. Tại chỗ giao nhau giữa sống dọc với các vách, trong một khoảng đà ngang đáy mỗi bên vách, chiều cao tấm thành của sống dọc phải được nâng cao dần đến 1,5 lần.

Cốt chịu lực của phần chiều cao tăng thêm phải bằng cốt chịu lực của sống dọc.

4.2.13. Liên kết các sống dọc với tấm vỏ đáy bằng các cốt đai theo yêu cầu mục 3.5.

4.2.14. Kích thước sống phụ của sà lan chở hàng trên boong và sà lan nửa chở hàng trên boong không nhỏ hơn đà ngang đáy.

Mô đun mặt cắt của sóng phụ không nhỏ hơn trị số tính theo công thức (4.2.14)

w = 3,5 b.l² (d + r) + 7cm³          (4.2.14)

Trong đó:

w,,d,r - Xem giải thích ở mục 4.2.1.

l - Nhịp của sống phụ, m, lấy bằng khoảng cách giữa hai cột chống.

b - Khoảng cách tâm điểm hai nhịp của đà ngang đáy ở hai bên sống phụ tính toán, m (tham khảo hình 6).

4.3. Kết cấu sàn

4.3.1. Khoảng sườn ở phần giữa tàu của tàu xi măng lưới thép được xác định theo công thức sau:

S = 0,002 L + 0,46                     (4.3.1)

Trong đó:

S - Khoảng sườn, m

L - Chiều dài tàu, m

Sai số cho phép + 25

Đối với tàu cấp B, tầu kéo, tàu đẩy, khoảng sườn ở hầm mũi không quá 0,60 m.

4.3.2. Mô đun mặt cắt của sườn không được nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau:

w = 2,5 S . D . D' (d + r) + 3, cm³                                   (4.3.2)

Trong đó:

S - Khoảng sườn phần giữa tàu, m

D - Chiều cao tàu, m

D' - Bằng chiều cao tàu D trừ đi chiều cao tính toán h của đà ngang đáy. Khi (d + r) > D

thì lấy  thay cho d + r

d, r - xem giải thích ở mục 4.2.1.

4.3.3. Trong hầm máy, hầm mũi có độ sâu lớn hơn 2 m (đo từ mép trên của đà ngang đáy tới mép boong) và trong các khoang có bố trí vách ngang không phù hợp với yêu cầu của mục 4.7.1 phải bố trí sườn khỏe. Khoảng cách giữa các sườn khác không lớn hơn 4 khoảng sườn.

Bố trí xà ngang boong khỏe và đà ngang khỏe trùng với sườn khỏe để chúng liên kết với nhau thành khung khỏe.

Mô đun mặt cắt của sườn khỏe ở phía dưới bằng 3 lần lên phía trên giảm dần xuống bằng 2 lần mô đun mặt cắt của sườn thường, nhưng không nhỏ hơn mô đun mặt cắt của xà ngang boong khỏe.

4.3.4. Liên kết giữa sườn và xà ngang boong phải tạo thành mã (xem hình 5). Đường kính thép cốt cạnh nghiêng của mã phải bằng đường kính cốt chịu lực của xà ngang boong. Liên kết giữa sườn với đà ngang đáy phải tạo thành cung lượn. Chiều cao và chiều rộng của cung lượn không nhỏ hơn chiều cao đà ngang đáy. Đường kính cốt thép của cung lượn phải bằng đường kính cốt chịu lực của cung lượng phải bằng đường kính cốt chịu lực của đà ngang đáy.

4.3.5. Đối với tàu có chiều cao D lớn hơn 2m phải bố trí xà dọc mạn.

Mô đun mặt cắt của xà dọc mạn không nhỏ hơn 2 lần mô đun mặt cắt của sườn tại vị trí đó.

4.4. Kết cấu boong

4.4.1. Tại mỗi sườn đều phải đặt xà ngang boong (xà ngang boong cụt hoặc xà ngang boong liên tục).

Mô đun mặt cắt của xà ngang boong không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau:

w = K . S . l² . h                                     (4.4.1)

Trong đó:

S - Khoảng cách giữa các xà ngang boong, lấy bằng khoảng sườn, m.

l - Nhịp của xà ngang boong, lấy bằng khoảng cách lớn nhất giữa các xà dọc boong, thành miệng khoang hàng hay giữa các mạn tàu, m.

K - Hệ số phụ thuộc vào cấp của tàu.

Đối với tàu cấp B và C, K = 3,6

Đối với tàu cấp D, K = 3,0

h - Cột nước tương đương cho tải trọng trên boong, m

+ Đối với boong lộ thiên không chở hàng, h = 0,55m

+ Đối với boong không lộ thiên, không chở hàng h = 0,4m.

+ Đối với boong chở hàng lấy trị số cột nước lương đương bằng trọng lượng hàng hóa cộng thêm 0,05 m.

Nếu trên xà ngang boong còn chịu tác dụng của cầu thang cột chống và cột chống phần dưới boong không cùng vị trí thẳng đứng thì khi tính toán ngoài tải trọng đầu còn phải tính đến lực tập trung của cột chống.

4.4.2. Phải bố trí sườn khỏe và xà ngang boong khỏe ở hai đầu miệng khoang máy, khoang hàng khi miệng các khoang này có chiều dài lớn hơn 2 lần chiều cao mạn tàu.

4.4.3. Mô đun mặt cắt của xà ngang boong khỏe không nhỏ hơn trị số tính theo công thức (4.4.4).

Trong công thức đó:

l - Nhịp của xà ngang boong, m

h - Độ dài phần mặt boong mà xà ngang khỏe đó đỡ, m

4.4.4. Mô đun mặt cắt của xà dọc boong không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau:

w = 3,5 h . b . l² + 7, cm³                                    (4.4.4)

Trong đó:

l- Nhịp của xà dọc boong, m, láy bằng khoảng cách giữa hai cột chống hoặc giữa hai vách ngang của các khoang không có cột chống. Trong hai giá trị đó lấy giá trị nào lớn hơn.

h - Cột nước tải trọng tương đương, m, chọn như mục 4.1.1.

b - Chiều rộng bình quân của phần mặt boong mà xà dọc boong đỡ, (hình 6)

4.4.5. Tại chỗ giao nhau giữa xà dọc boong và vách ngang trên vách phải có nẹp gia cường và làm thành mã. Cốt thép của xà dọc boong không được đứt đoạn tại vách ngang.

4.4.6. Khoảng cách giữa các xà dọc boong cần lấy bằng khoảng cách sống dọc đáy.

Xà dọc boong và sống dọc đáy nên bố trí từng cặp tương ứng trong cùng một mặt cắt dọc.

Xà dọc boong phải bố trí liên tục suốt chiều dài boong. Trường hợp không thể liên tục thì có thể bố trí lệch. Khi đó vị trí điểm lệch phải đặt vào vách ngang hoặc xà ngang boong khỏe có cột chống, đầu xà phải kéo dài ít nhất một khoảng sườn và phải có mã lắp ghép.

4.5. Kết cấu tấm vỏ

4.5.1. Xác định kết cấu tấm vỏ phải căn cứ vào các trị số đặc trưng sau đây:

M - Mô men tĩnh của mặt cắt vật liệu theo hướng dọc của 1 m chiều rộng tấm, cm³/ m

M’ - Mô men tĩnh của mặt cắt vật liệu theo hướng ngang của 1 m chiều rộng tấm, cm³/m

F - Diện tích mặt cắt vật liệu thép theo hướng dọc trong 1m chiều rộng tấm, cm²/m

F' - Diện tích mặt cắt vật liệu thép theo hướng ngang trong 1m chiều rộng tấm cm²/m

Căn cứ vào M và F tra bảng được quy cách tấm vỏ sau đó nghiệm tại theo M’ và           F’.

Số lớp lưới của tấm vỏ không ít hơn 3 tấm lòng mo được tính như tấm vỏ đáy.

4.5.2. Trị số M của tấm vỏ đáy trong phạm vi 0,4 L giữa tàu được tính theo bảng 12 phụ thuộc vào (d + r) và s xem giải thích ở mục 4.2.1). Nếu (d + r) > D thì lấy

 thay cho (d + r)

Khi  < 2 (a - khoảng cách giữa các sống dọc) thì trị số mô men tĩnh theo đường dọc M₀ của tấm vỏ đáy được tính theo công thức dưới đây:

M₀ = bM + DM                           (4.5.2)

trong đó:

M - Trị số mô men tĩnh tính theo bảng 12 phụ thuộc vào (d + r) và s

b - Hệ số điều chỉnh tính theo bảng 13 phụ thuộc vào tỷ số

DM - Trị số điều chỉnh giá trị mô men tĩnh, tính theo bảng 14 phụ thuộc vào M và

Trị số M’ của tấm vỏ đáy trong phạm vi 0,4L giữa tàu được tính theo bảng 15 phụ thuộc vào (d + r và s khi (d + r) > D thì lấy  thay cho d + r

4.5.3. Trị số M và M’ của tấm vỏ đáy tàu kéo trong phạm vi 0,4L giữa tàu được xác định như chỉ dẫn của mục 4.5.2 rồi tăng thêm 20%.

4.5.4. Các trị số F của tấm vỏ đáy trong phạm vi 0,4L giữa tàu phụ thuộc vào loại tàu, cấp tàu, chiều dài và được chỉ dẫn ở bảng 16.

4.5.5. Các trị số M, M’ và r của tấm vỏ mạn tàu không nhỏ hơn 75% trị số của tấm đáy trong phạm vi 0,4L giữa tàu. Mặt khác F và F’ của tàu mạn không nhỏ hơn trị số tính theo công thức trong bảng 17. Đối với tàu cấp B và C, trị số M và M’ của tấm mạn trong phạm vi 0,15L ở mũi tàu không được nhỏ hơn trị số của tấm vỏ đáy trong phạm vi 0,4L giữa tàu.

Khi bố trí cốt lưới của tấm vỏ, có thể gia cường cục bộ bằng những cốt thép lớn hơn theo hướng dọc khi có diện tích F được tăng thêm một lượng DF.

DF được tính theo công thức dưới đây:

DF =         , cm³/m                         (4.5.6)

Trong đó:

F - Tổng diện tích mặt cắt cốt thép gia cường thêm

B - Chiều rộng tàu, m

4.5.7. Đối với tàu hoạt động trong điều kiện dễ mắc cạn, đáy hay bị va chạm, phải tăng độ bền của tấm vỏ bằng cách bố trí thêm các cốt lưới ngang hoặc gia cường thêm các cốt thép có đường kính tương đối lớn từ xung quanh sống chính và hông tàu.

4.5.8. Đối với tàu đáy nghiêng hoặc tàu có mép đáy nâng cao tại mặt cắt ngang giữa thì trị số diện tích F₁ của tấm vỏ đáy trong phạm vi 0,4 L giữa tàu không được nhỏ hơn trị số tính theo công thức dưới đây:

F₁ =  cm²/m                                   (4.5.8)

Trong đó:

F - Trị số diện tích, cm²/m, tra ở bảng 16

A - Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào b và a

(a và b là hệ số biểu thị độ nâng cao của mép đáy và mức nghiêng của mạn) (hình 7).

Hệ số A chỉ dẫn trong bảng 18.

4.5.9. Đối với tàu khách, buồng máy đặt phía đuôi, nếu có yêu cầu chở hàng trên boong mũi thì phải tính sức bền tàu và phải gia cường tấm vỏ và boong.

4.5.10. Tấm vỏ đáy dưới bộ máy chính phải có quy cách như tấm vỏ đáy trong phạm vi 0,4L giữa tàu.

4.5.11. Tất cả các lỗ khoét trên tấm vỏ đều phải lượn góc tròn. Nếu lỗ khoét làm đứt đoạn các cốt thép thì phải gia cường cục bộ.

4.6. Kết cấu tấm boong

4.6.1. Diện tích mặt cắt F của các thanh thép dàn boong ở mỗi bên miệng hầm lớn (hầm hàng, hầm máy) trong phạm vi 0,4L giữa tàu được xác định theo bảng 19.

Diện tích mặt cắt thực F' của những cơ cấu thép chịu lực theo chiều dọc của dàn boong không được nhỏ hơn trị số F xác định theo bảng 19.

Nếu F' < F thì phải gia cường bằng xà dọc mép mạn

F' được tính như sau:

F' = F₁ + F₂ + F₃

trong đó:

F₁ = fB₁

F₁ - Tổng diện tích mặt cắt cốt thép nằm dọc trong tấm xi măng lưới thép, cm²

f - Diện tích mặt cắt các cốt thép dọc trên một đơn vị chiều rộng boong, cm²/m (xem bảng phụ lục 1)

B₁ - Nửa chiều rộng còn lại của boong (trừ miệng hầm, lỗ khoét), m

F₀ - Tổng diện tích mặt cắt cm² của:

+ Xà dọc thép chạy suốt (tính cả thép quầy miệng hầm phần từ mặt boong trở xuống)

+ Cát cốt thép boong

+ Xà dọc mép mạn

+ Cốt thép dọc bảo vệ mạn được liên kết chặt với xà dọc mép mạn.

F₂ - Một phần của F₀

- Tổng diện tích mặt cắt, cm², của:

+ Con chạch làm bằng thép

+ Thép quầy miệng hầm hàng làm bằng thép hoặc cốt hoặc cốt thép trong kết cấu miệng hầm bằng xi măng lưới thép, (những hầm nằm ở khu vực giữa tàu có chiều dài miệng lớn hơn 0,4L).