JP3693661B2

JP3693661B2 - タンカー等の波形隔壁のコーナー部の補強構造

Info

Publication number: JP3693661B2
Application number: JP2003170626A
Authority: JP
Inventors: 義雄田中
Original assignee: Shin Kurushima Dockyard Co Ltd
Current assignee: Shin Kurushima Dockyard Co Ltd
Priority date: 2003-06-16
Filing date: 2003-06-16
Publication date: 2005-09-07
Anticipated expiration: 2023-06-16
Also published as: JP2005007902A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タンカー等のタンクを仕切る平行平面部、斜め平面部、平行平面部，斜め平面部、平行平面部と交互に繰り返す面を有する波形隔壁をタンク等の仕切りに使用する際に、当該波形隔壁の前記平面部から前記斜め平面部に至るコーナー部の曲げ半径Ｒを当該波形隔壁の厚みに対して従来の値より所定の値以上に設定することにより、当該波形隔壁のコーナー部とタンクトップとの接合部の強度を向上させてなるタンカー等の波形隔壁のコーナー部構造に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
一般に、この種のタンカーは、船艙を波形隔壁によって縦横に区切り複数のタンクを形成している。このようなタンカーでは、当該波形隔壁は、前記各タンクに積載した積み荷の積載の仕方によって大きく変形することが知られている。
この変形による応力は、前記波形隔壁のコーナー部に集中することがわかっている。このため、従前より、前記波形隔壁のコーナー部を各種の方法によって補強することが行われていた。
【０００３】
例えば、波形隔壁３の平面部分の脚部をタンクトップに接合する際には、従来のタンカー等の波形隔壁下部構造は、このタンクトップの下部に補強主材を配置して、当該補強主材の所定部位に溶接などで固定することによって、また、前記斜め平面部の脚部のタンクトップ下部には、この斜め平面部に対応してタンクトップ下に斜めに補強補助材を配置して溶接などで固定することによって、波形隔壁脚部の強度を高めていた。（例えば、特許文献１、「段落番号００２〜段落番号００６」部分参照）。
【０００４】
図６は、従来のタンカー等の波形隔壁の配置状態、特に、タンカー等の波形隔壁のコーナー部を拡大して示す概略平面図である。従来のタンカーには、図６に示すように、波形隔壁３によって各タンクが形成されており、図６は、その波形隔壁３の一部の平行平面部３ｈａ、斜め平面部３ａｂの部分を示している。従来のタンカー等は、このような平行平面部３ｈａ、斜め平面部３ａｂ・・・・・が交互に繰り返されて全体として複数の山部および谷部からなる波形隔壁３を形成している。
【０００５】
そして、前記波形隔壁３の平行平面部３ｈａの脚部に対しては、これが接合されるタンクトップ５の下部に補強主材７が、また、前記斜め平面部３ａｂの脚部に対しては、これが接合されるタンクトップ５の下部で斜めに配置される補強補助材１１が配置され、波形隔壁３の脚部の接合強度を高めていた。なお、これらの補強主材７と補強補助材１１との間には、溶接ビートによって接合され、前記コーナー部がそれぞれの補強主材７，補強補助材１１上から外れることを防いでいた。
【０００６】
そして、従来から使用する波形隔壁３は、図６に示すように、その平行平面部３ｈａ、斜め平面部３ａｂとでなすコーナー部のナックル曲げ半径Ｒは、通常使用される波形隔壁３の板厚（１２〜２５ミリメートル）の２倍から３倍の曲率（Ｒ形状）で曲げられたものが使用されており、例えば、図６に示すように、この例では、２０ミリメートルの板厚のものを使用し、そのナックル曲げ半径Ｒ６０ミリメートルのＲ形状で曲げた波形隔壁３を使用している。そして、このようなＲ形状を有した波形隔壁３の平行平面部３ｈａおよび斜め平面部３ａｂが、前記補強主材７および補強補助材１１上に配置されている。
【０００７】
なお、図７は図６で示したタンカー等の波形隔壁のコーナー部のうち、Ｃ−Ｃ線矢視図、図８は、同図６のＤ−Ｄ線矢視図であり、前記波形隔壁３の平行平面部３ｈａ、斜め平面部３ａｂおよびそれらの平面が曲げられたコーナー部の補強材上に乗っている状態を示す。
【０００８】
ところで、このような従来のタンカー等の波形隔壁のコーナー部構造では、波形隔壁３のコーナー部の曲げ半径Ｒが６０程度であると、図７及び図８に示すように、波形隔壁３のコーナー部の外周がほぼ補強補助材１１の上と補強主材７の上に完全に乗った状態に形成され、タンカー等の波形隔壁のコーナー部が、その応力をそれら補強主材７および補強補助材１１に分担させて応力分散していたとしても、コーナー部の曲げ半径が大きいものに比し、当該コーナー部の曲げ半径Ｒが小さい波形隔壁の方が、当該コーナー部に応力集中が発生してしまうという現象が発生し、この部分にクラックの発生する要因になっていた。
【特許文献１】
特開２００１−３０９７５号公報、段落番号００２〜段落番号００６の説明の欄。
【０００９】
本願発明者は、当該コーナー部の曲げ半径とコーナー部の応力について種々計測を試みているうちに、同じ条件の補強部材７あるいは補強補助材１１上に乗っている波形隔壁３であっても、そのコーナー部の曲げ半径によって総力の発生が異なり、したがって、クラックの発生に差違があることを知り得た。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、上記の知見に基づいて、上述したように、従来から使用する波形隔壁３のコーナー部の曲げ半径Ｒが６０程度であるタンカー等の波形隔壁のコーナー部構造では、図６ないし図８に示すように、波形隔壁３のコーナー部がほぼ補強補助材１１上および補強主材７上に乗った状態で波形隔壁３のコーナー部の応力を各補強材が分担して応力分散していたとしても、当該波形隔壁３のコーナー部の曲げ半径Ｒが小さいため、当該波形隔壁３のコーナー部に応力集中が発生してしまうという欠点を見いだすに至った。
本発明は、上述した従来の欠点を解消し、波形隔壁のコーナー部の応力集中を減少させたタンカー等の波形隔壁のコーナー部構造を提供することを目的とする。
【００１１】

【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本願請求項１に係るタンカー等の波形隔壁のコーナー部の補強構造は、タンカー等のタンクを仕切る平行平面部、斜め平面部、平行平面部，斜め平面部、平行平面部と交互に繰り返す面を有する波形隔壁と、前記波形隔壁の平行平面部の脚部の一部または全部をタンクトップ下部で支える補強主材と、前記波形隔壁の斜め平面部の脚部の一部または全部を前記タンクトップ下部で支える補助補強材とを備えたタンカー等の波形隔壁の補強構造において、前記波形隔壁の前記平面部から前記斜め平面部に至るコーナー部の曲げ半径Ｒを当該波形隔壁の厚みの４倍以上とし、かつ、前記補強補助材を前記補強主材に溶接固定する際に前記補強補助材と前記補強主材との間の鈍角に形成した溶接ビードを設け、該溶接ビード上に当該コーナー部の外周部分が少なくとも逸脱しない曲げ半径となることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施例】
本願発明者は、上記のような構成からなるタンカー等の波形隔壁のコーナー部構造に関して、そのコーナー部の曲げ半径Ｒを６０のものと、１５０のものについて、タンカー等の船側部と船中央部との２カ所について、その最大応力振幅の比を計算してグラフにし、それを図４及び図５に示してみた。
【００１３】
図４は、タンカー等の波形隔壁のコーナー部の曲げ半径（Ｒ＝１５０）の構造のものと同コーナー部の曲げ半径（Ｒ＝６０）の構造の船側部についての応力振幅を計算して表した特性図であって、横軸に位置を、縦軸に応力振幅を取ったもので、黒丸が曲げ半径（Ｒ＝６０）のコーナー部構造の応力振幅で、黒四角が曲げ半径（Ｒ＝１５０）のコーナー部構造の応力振幅を、それぞれ表したものである。
【００１４】
図５は、同様に、曲げ半径（Ｒ＝１５０）のコーナー部構造と曲げ半径（Ｒ＝６０）のコーナー部構造に関し、同様に、船中央部について応力振幅を計算して表した特性図であって、横軸に位置を、縦軸に応力振幅を取ったもので、図４と同様、黒丸が曲げ半径（Ｒ＝６０）のコーナー部構造の応力振幅で、黒四角が曲げ半径（Ｒ＝１５０）のコーナー部構造の応力振幅を、それぞれ表したものである。
また、上述した特性図の結果を表としたものが表１である。
【００１５】
【表１】

【００１６】
これら図４及び図５と、表１とからわかるように、曲げ半径（Ｒ＝６０）のコーナー部構造と、曲げ半径（Ｒ＝１５０）のコーナー部構造とを比較すると、応力振幅の分布は、曲げ半径（Ｒ＝１５０）のコーナー部構造のほうが緩やかな曲線を描き、かつ最大値は小さな値となっている。
【００１７】
このような状態になる理由は、コーナー部の曲げ半径Ｒを大きくすることによって生じた下部補強主材との目違い（波形隔壁が完全に補強主材または補強補助材上に乗っていないこと）による影響よりも、コーナー部の曲げ半径Ｒによって、応力集中が緩和されることによる影響のほうが大きい結果といえる。これによって、最大応力振幅は、５〜７％の割合で低くなっていることが分かった。ただし、最大応力から離れると、曲げ半径（Ｒ＝６０）のコーナー部の方が応力振幅が小さくなっている。
通常の場合、クラックは最大応力の箇所から発生するため、最大応力振幅が低くなっている曲げ半径（Ｒ＝１５０）の波形隔壁のコーナー部構造のほうがより安全な構造を得られるものといえる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
上記のコーナー部の曲げ半径（Ｒ＝６０）のものと（Ｒ＝１５０）のものについて計算結果および特性グラフから本願発明者は、次のような実用的な本発明の一実施の形態について検討した。
以下、本発明の実施の形態に係る波形隔壁のコーナー部について図面を参照して説明する。
【００１９】
図１ないし図３は、本発明の実施の形態に係るタンカー等の波形隔壁のコーナー部構造を説明するための図である。ここに、図１は、本発明の実施の形態に係るタンカー等の波形隔壁のコーナー部構造の要部を示す平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線矢視図である。図３は、図１のＢ−Ｂ線矢視図である。これらの図に示す構成要素と、図６ないし図８で示す構成要素と同一の部材には同一の符号を付して構成の説明を省略するが、特に必要と思われる場合には重複したとしても再度構成の説明をする。
【００２０】
これら図１、図２及び図３において、本発明の実施の形態に係るタンカー等の波形隔壁のコーナー部構造は、前記波形隔壁３を、当該波形隔壁３のコーナー部の曲げ半径Ｒを当該波形隔壁３の厚みの４倍以上で構成し、かつ、前記補強補助材１１を前記補強主材に溶接固定する際に前記補強補助材１１と前記補強主材７とがなす鈍角θの部分に形成した溶接ビード２７上に当該波形隔壁３のコーナー部の外周部分が位置可能としてなるものである。
【００２１】
また、波形隔壁３は、当該波形隔壁３のコーナー部の曲げ半径Ｒを当該波形隔壁３の厚みの４倍以上で構成し、図１、図２及び図３に示すように、前記タンクトップ５の上に溶接固定されている。
このタンクトップ５の下部には、図１及び図２に示すように、補強主材７，…が溶接により固定されている。また、これら補強主材７，の所定の位置には、図１に示すように、斜めに補強補助材１１が配置されている。
【００２２】
前記波形隔壁３の平行平面部３ｈａの脚部は、図２に示すように、タンクトップ５の上において補強主材７，…の配置位置に一致した状態で配置され前記タンクトップ５の上に溶接で固定されている。当該平行平面部分３ｈａの脚部とタンクトップ５の上の該当部分には溶接ビード２３が形成されている。
また、前記波形隔壁３の斜め平面部３ａｂのコーナー部の脚部は、図１に示すように、前記タンクトップ５の上において前記補強補助材１１の配置位置に一致した状態で配置され前記タンクトップ５の上に溶接で固定されている。
【００２３】
さらに、前記タンクトップ５の下部には、図３に示すように、補強主材７，…がタンクトップ５に溶接で固定されており、当該タンクトップ５の所定の部分と補強主材７，…との間には溶接ビード２５，２５が形成されている。
また、本発明の実施の形態に係るタンカー等の波形隔壁のコーナー部構造では、当該波形隔壁３のコーナー部の曲げ半径Ｒは、図１に示すように、波形隔壁３の板厚（例えば１２［ｍｍ］〜２５［ｍｍ］）の４倍以上、すなわち、コーナー部の曲げ半径Ｒを例えば略１５０に設定されている。
【００２４】
また、前記補強補助材１１は、図１及び図３に示すように、前記タンクトップ５の下部において溶接で前記タンクトップ５に固定されており、前記タンクトップ５と補強補助材１１の間に溶接ビード２５，２５が形成されている。
当該波形隔壁３は、図１及び図３に示すように、前記補強補助材１１と前記補強材７とがなす鈍角θの部分に形成された溶接ビード２５上に当該波形隔壁３のコーナー部の外周部分が位置するように配置されている。なお、前記波形隔壁３は、図３に示すように、当該波形隔壁３のコーナー部の脚部とタンクトップ５とが溶接固定される際に、当該コーナー部の脚部とタンクトップ５との間に溶接ビード２３，２３が形成されるようになっている。
【００２５】
このように構成した本発明の実施の形態に係るタンカー等の波形隔壁のコーナー部構造に関して、前述の図４および図５の特性、さらには、その最大応力振幅の比の表１から、本発明の実施の形態に係るタンカー等の波形隔壁のコーナー部構造の疲労寿命を試計算すれば、本発明の実施の形態に係るタンカー等の波形隔壁のコーナー部構造によれば、コーナー部の応力集中を小さくできるので、疲労寿命が１．２７倍は伸びることになる。なお、疲労寿命は、表１の船側部の両者の比が０．９２３であるので、これを三乗して得た結果（０．９２３³＝０．７８６）を基に、その逆数を取ることによって（１／（０．７８６）＝１．２７）、前述したとおりの値を得ることができる。
【００２６】
上記実施の形態に係るタンカー等の波形隔壁のコーナー部構造では、上記波形隔壁３を波形横置隔壁を念頭に説明したが、波形縦通隔壁におけるコーナー部の構造についても同様な構造にすることにより、同様な作用効果を得ることができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るタンカー等の波形隔壁のコーナー部構造では、コーナー部の曲げ半径Ｒを大きくすることによって生じた下部横補強材との目違いによる影響よりも、コーナー部の曲げ半径Ｒが変わることによる応力集中の緩和の影響のほうが大きい結果を得ることができ、また、最大応力振幅を５〜７％の割合で低くできる効果がある。
【００２８】
また、本発明に係るタンカー等の波形隔壁のコーナー部構造によれば、最大応力の箇所からクラックが発生することから、最大応力振幅を低くすることによって、より安全なタンカー等の波形隔壁のコーナー部構造を得ることがてきる。
さらに、本発明に係るタンカー等の波形隔壁のコーナー部構造によれば、コーナー部の応力集中を小さくできるので、疲労寿命が従来のコーナー部構造よりも伸びるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るタンカー等の波形隔壁のコーナー部構造の要部を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線矢視図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るタンカー等の波形隔壁のコーナー部構造（Ｒ＝１５０）と従来のコーナー部構造（Ｒ＝６０）に関し船側部について応力振幅を計算して表した特性図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るタンカー等の波形隔壁のコーナー部構造（Ｒ＝１５０）と従来のコーナー部構造（Ｒ＝６０）に関し船中央部について応力振幅を計算して表した特性図である。
【図６】従来のタンカー等の波形隔壁のコーナー部構造の要部を示す平面図である。
【図７】図７のＣ−Ｃ線矢視図である。
【図８】図７のＤ−Ｄ線矢視図である。
【符号の説明】
１タンカー
３波形隔壁
５タンクトップ
７，９補強主材
１１補強補助材
２３，２５溶接ビード

Claims

タンカー等のタンクを仕切る平行平面部、斜め平面部、平行平面部，斜め平面部、平行平面部と交互に繰り返す面を有する波形隔壁と、前記波形隔壁の平行平面部の脚部の一部または全部をタンクトップ下部で支える補強主材と、前記波形隔壁の斜め平面部の脚部の一部または全部を前記タンクトップ下部で支える補助補強材とを備えたタンカー等の波形隔壁の補強構造において、前記波形隔壁の前記平面部から前記斜め平面部に至るコーナー部の曲げ半径Ｒを当該波形隔壁の厚みの４倍以上とし、かつ、前記補強補助材を前記補強主材に溶接固定する際に前記補強補助材と前記補強主材との間の鈍角に形成した溶接ビードを設け、該溶接ビード上に当該コーナー部の外周部分が少なくとも逸脱しない曲げ半径となることを特徴とするタンカー等の波形隔壁のコーナー部の補強構造。