JP2000225984A - 甲板の部分補強桁の端部構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 甲板を部分補強する場合に深さの異なる補強
桁を取り付けても局部的な応力集中を防止することがで
き、構造も簡単でコストも安い甲板の部分補強桁の端部
構造を提供すること。 【解決手段】 小骨材２で補強された甲板１の局部荷重
を受ける部分を補強桁１１を追加して補強する構造で、
詳細な解析結果に基づいてこの補強桁１１の端部１１ａ
が取り付けられる構造材３の裏側の支持材を廃止する。
これにより、小骨材２と補強桁１１との深さの違いによ
る偏心の影響による小骨材２の引き下げを避けることが
でき、軸方向応力が加わる場合の損傷を回避するように
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、甲板の部分補強
桁の端部構造に関し、小骨材で補強された甲板の局部荷
重を受ける部分を補強する補強桁を、その端部の応力を
緩和して取り付けることができるようにしたものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】船舶の甲板では、艤装品などによって大
荷重を受ける場合があり、その下部に局部的な補強のた
めの補強桁（パーシャルガーダ）を取り付けて強度を確
保することが行われている。

【０００３】このような補強桁（パーシャルガーダ）の
取付構造は、船舶の安全上重要な事項の一つであり、船
級協会の規則に規定され、例えば日本海事協会（ＮＫ）
の鋼船規則では、例えばＣ１．１．１４に「桁の端を隔
壁板、タンク頂板等に固着する場合には、隔壁板、タン
ク頂板等の裏側に有効な支持材を取り付けて、釣り合い
を取らなければならない。」と規定され、Ｃ１２．１．
４に「甲板縦桁は連続構造とするか、あるいはその端部
で連続性を有効に維持するようにしなければならな
い。」と規定されている。

【０００４】このような補強桁が取り付けられる通常の
船体構造では、上下を反転して示す図６のように、甲板
１の下面（図６では上面）の船首尾方向に沿って複数の
小骨材（ロンジ）２が取り付けられ、これらと交差して
船幅方向に沿って複数の大骨材（トランス）３が取り付
けられている。

【０００５】そして、局部的な荷重が加わる甲板１を補
強する必要から補強桁（パーシャルガーダ）を取り付け
る場合の具体的な取付構造は、規則に基づいて、次のよ
うな構造が採られている。

【０００６】例えば、図７（ａ）の側面図および上下を
反転した同図（ｂ）に示すように、甲板１の下面の小骨
材２の下側に沿って補強桁４を大骨材３の間に配置して
溶接するとともに、剛性の連続性を保つよう大骨材３の
裏側にそれぞれ支持材（ブラケット）５を配置して溶接
するようにしたり、図８（ａ），（ｂ）に示すように、
甲板１の小骨材２に替えて補強桁４を配置して溶接する
とともに、剛性の連続性を保つよう大骨材３の裏側ある
いは隔壁板６の裏側にそれぞれ支持材（ブラケット）５
を配置して溶接するようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
補強桁４を取り付けるとともに、構造材の裏側に支持材
５を取り付けて補強した構造で、補強桁４の軸方向（船
首尾方向）の縦曲げ応力が加わったときに、規則に基づ
いて補強したにも拘らず支持材５の先端部に亀裂損傷が
生じる場合がある。

【０００８】そこで、このような補強桁４及び支持材５
による補強構造の一例として図７（ａ），（ｂ）に示し
た構造において、軸方向応力が加わる場合の損傷につい
て解析したところ、図９〜図１１に変位、バウンダリ応
力およびその拡大図を示すように、小骨材２の端部に１
０kg／mm2 の縦曲げ応力を負荷した場合に、小骨材２と
補強桁５との深さの違いによる偏心の影響で支持材５の
先端部に最大変位（ｙ＝-2.659）が生じるとともに、最
大応力（19kg／mm2 ）が発生している。

【０００９】このような支持材５のバウンダリ応力は支
持材５の先端部のみが局部的に大きいわけではなく、滑
らかに変化していることから、支持材５の形状変更によ
る局部集中応力の緩和策は、先端部の局部応力増を防ぐ
に止どまり、小骨材２の引き下げ効果による約１．９の
応力集中係数は依然残るという問題がある。

【００１０】そこで、このような局部的応力が小骨材と
補強桁との深さの違いによる偏心によって生じることか
ら、偏心を少なくするため、図１２に示すように、補強
桁４の深さを段階的に変えていくことも考えられるが、
構造が複雑になり、コスト増大を招くという問題が生じ
る。

【００１１】この発明はかかる従来技術の有する課題を
解決するためになされたもので、甲板を部分補強する場
合に深さの異なる補強桁を取り付けても局部的な応力集
中を防止することができ、構造も簡単でコストも安い甲
板の部分補強桁の端部構造を提供しようとするものであ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記従来技術が有する課
題を解決するため、補強桁を用いる補強構造において、
軸方向応力が加わる場合の損傷について解析したとこ
ろ、小骨材と補強桁との深さの違いによる偏心の影響に
よる小骨材の引き下げを避けることが有効であることが
分かり、この発明を完成したものであり、この発明の請
求項１記載の甲板の部分補強桁の端部構造の具体的な構
成は、小骨材で補強された甲板の局部荷重を受ける部分
を補強桁を追加して補強する構造であって、この補強桁
の端部が取り付けられる構造材の裏側に連続性を維持す
るとともに釣り合いを取る支持材を廃止して応力を緩和
する構造としたことを特徴とするものである。

【００１３】この甲板の部分補強桁の端部構造によれ
ば、小骨材で補強された甲板の局部荷重を受ける部分を
補強桁を追加して補強する構造で、詳細な解析結果に基
づいてこの補強桁の端部が取り付けられる構造材の裏側
の支持材を廃止するようにしており、これにより、小骨
材と補強桁との深さの違いによる偏心の影響による小骨
材の引き下げを避けることができ、軸方向応力が加わる
場合の損傷を回避するようにしている。

【００１４】また、この発明の請求項２記載の甲板の部
分補強桁の端部構造は、請求項１記載の構成に加え、前
記補強桁の端部が前記構造材の表側と接する部分にスカ
ラップを形成したことを特徴とするものである。

【００１５】この甲板の部分補強桁の端部構造によれ
ば、補強桁の端部が構造材の表側と接する部分にスカラ
ップを形成するようにしており、これにより、軸方向応
力が加わる場合の損傷を一層回避するようにしている。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１７】図１（ａ），（ｂ）はこの発明の甲板の部
分補強桁の端部構造の一実施の形態にかかり、（ａ）は
側面図、（ｂ）は上下を反転して示す部分斜視図であ
る。

【００１８】この発明の甲板の部分補強桁の端部構造１
０では、甲板１の下面（図１（ｂ）では上面）の船首尾
方向に沿って複数の小骨材（ロンジ）２が取り付けら
れ、これらと交差して船幅方向に沿って複数の大骨材
（トランス）３が取り付けられた基本構造に、局部的な
荷重が加わる甲板１を補強するため小骨材２の下側に沿
って補強桁１１を配置して両端部１１ａ，１１ａが大骨
材（トランス）３に接するように配置され、小骨材２と
補強桁１０の間および大骨材３と補強桁１０との間をそ
れぞれ溶接してある。そして、構造材である大骨材３の
裏側には、従来規則などに基づき取り付けていた支持材
は取り付けず、支持材を廃止した構造となっている。

【００１９】このような甲板の部分補強桁の端部構造１
０では、従来の支持材を廃止した構造としてあるが、こ
れは応力解析の結果に基づくものであり、図７による従
来構造に基づく解析の場合と同一の条件の小骨材２の端
部に１０kg／mm2 の縦曲げ応力を負荷して解析を行っ
た。

【００２０】なお、ここでは、補強桁１１の端部にスカ
ラップを形成した場合で解析を行った。

【００２１】この甲板の部分補強桁の端部構造１０での
解析結果を示したものが、図２〜図４であり、図２は変
位を、図３はバウンダリ応力を、図４は図３の円で囲っ
た部分を拡大したバウンダリ応力をそれぞれ示すもので
ある。

【００２２】この解析結果から、小骨材２と補強桁１１
との深さの違いによる偏心の影響で小骨材２の最大下方
向変位は０．９mmで、支持材を設けた従来構造に比べて
およそ３分の１に減少している。また、バウンダリ応力
でも最大14kg／mm2 であり、支持材がある従来構造に比
べて格段に減少していることが分かる。

【００２３】以上のように、小骨材２で補強された甲板
１の局部的に軸方向応力、例えば船体強力甲板の縦曲げ
応力が加わる場合の補強として補強桁１１を小骨材２に
沿って構造材としての大骨材３に端部１１ａ，１１ａを
溶接する構造１０では、縦曲げ応力の作用時に、補強桁
１１と小骨材２との深さの違いによる偏心で小骨材２を
引き下げる働きがあり、この付加的な荷重によって高応
力が発生するが、支持材の廃止によって小骨材２の引き
下げ効果を軽減することができ、高応力の発生を抑える
ことができる。

【００２４】さらに、この発明の甲板の部分補強桁の端
部構造２０では、図５（ａ）に示すように、補強桁１１
の端部にスカラップ１２を形成することで、一層応力の
低減を図ることができる。

【００２５】また、構造材として大骨材３，３の間に補
強桁１１を設ける場合に限らず、図５（ｂ）に示すよう
に、隔壁板６に補強桁１１の端部を取り付ける場合に
も、上記解析結果と同様に、隔壁板６の裏側に取り付け
ていた支持材を廃止して発生応力の低減を図ることがで
きる。

【００２６】以上のように、小骨材２で補強された甲板
１の局部的に軸方向応力が加わる場合の補強として補強
桁１１を小骨材２に沿って構造材としての大骨材３に端
部１１ａ，１１ａを溶接する構造１０では、縦曲げ応力
の作用時に、補強桁１１と小骨材２との深さの違いによ
る偏心の影響を低減するはずの支持材が、小骨材２を引
き下げる働きを助長し、この付加的な荷重によって一層
大きな応力を発生させ、規則に基づく支持材が逆効果と
なっており、この支持材を廃止することよって小骨材２
の引き下げ効果を軽減することができ、高応力の発生を
抑えることができるのである。

【００２７】

【発明の効果】以上、一実施の形態とともに具体的に説
明したように、この発明の請求項１記載の甲板の部分補
強桁の端部構造によれば、小骨材で補強された甲板の局
部荷重を受ける部分を補強桁を追加して補強する構造
で、詳細な解析結果に基づいてこの補強桁の端部が取り
付けられる構造材の裏側の支持材を廃止するようにした
ので、これにより、小骨材と補強桁との深さの違いによ
る偏心の影響による小骨材の引き下げを避けることがで
き、軸方向応力が加わる場合の損傷を回避することがで
きる。

【００２８】また、この発明の請求項２記載の甲板の部
分補強桁の端部構造によれば、補強桁の端部が構造材の
表側と接する部分にスカラップを形成するようにしたの
で、これにより、軸方向応力が加わる場合の損傷を一層
回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の甲板の部分補強桁の端部構造の一実
施の形態にかかり、（ａ）は側面図、（ｂ）は上下を反
転して示す部分斜視図である。

【図２】この発明の甲板の部分補強桁の端部構造の一実
施の形態の解析結果にかかる変位を示す図面である。

【図３】この発明の甲板の部分補強桁の端部構造の一実
施の形態の解析結果にかかるバウンダリ応力を示す図面
である。

【図４】この発明の甲板の部分補強桁の端部構造の一実
施の形態の解析結果にかかるバウンダリ応力の図３の円
で囲った部分を拡大した図面である。

【図５】この発明の甲板の部分補強桁の端部構造の他の
一実施の形態にかかる側面図であり、（ａ）はスカラッ
プを設けた場合を、（ｂ）は隔壁板に取り付ける場合を
示すものである。

【図６】この発明が適用される甲板の補強構造を、上下
を反転して示す斜視図である。

【図７】従来の甲板の部分補強桁の端部構造の一例にか
かり、（ａ）は側面図、（ｂ）は上下を反転した斜視図
である。

【図８】従来の甲板の部分補強桁の端部構造の他の例に
かかる側面図であり、（ａ）は小骨材に替えて設ける場
合を、（ｂ）は隔壁板に取り付ける場合を示すものであ
る。

【図９】従来の甲板の部分補強桁の端部構造の解析結果
にかかる変位を示す図面である。

【図１０】従来の甲板の部分補強桁の端部構造の解析結
果にかかるバウンダリ応力を示す図面である。

【図１１】従来の甲板の部分補強桁の端部構造の解析結
果にかかるバウンダリ応力の図１０の円で囲った部分を
拡大した図面である。

【図１２】従来の甲板の部分補強桁の端部構造の他の一
例にかかる側面図である。

【符号の説明】

１ 甲板 ２ 小骨材（ロンジ） ３ 大骨材（トランス）（構造材） ６ 隔壁板（構造材） １０ 甲板の部分補強桁の端部構造 １１ 補強桁 １１ａ 端部 ２０ 甲板の部分補強桁の端部構造 １２ スカラップ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】小骨材で補強された甲板の局部荷重を受け
   る部分を補強桁を追加して補強する構造であって、この
   補強桁の端部が取り付けられる構造材の裏側に連続性を
   維持するとともに釣り合いを取る支持材を廃止して応力
   を緩和する構造としたことを特徴とする甲板の部分補強
   桁の端部構造。
2. 【請求項２】前記補強桁の端部が前記構造材の表側と接
   する部分にスカラップを形成したことを特徴とする請求
   項１記載の甲板の部分補強桁の端部構造。