KR100292237B1 - 구조물건조용구조부재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선박의 갑판, 선박의 갑판, 선박의 칸막이벽, 선박의 적재램프, 지주가 설치된 적재램프, 선박의 엘리베이터, 선박의 문, 적재해치 등을 위한 구조적 요소(1)에 관한 것이다. 요소(1)는 프레임 구조물(2)과 적어도 하나의 지지면(3)을 포함한다. 본 발명은 프레임 구조물(2)과 함께 구조적 요소(1)의 전체 강도에 기여하도록 프레임 구조물(2)과 연결되는 다수의 플레이트형 샌드위치 요소(4)로 구성되는 상기 지지면(3)이 특징이다. 상기 샌드위치 요소(4)는 구조적 요소(1)에 포함되는 통상적인 웨브(10)를 가지는 빔(6, 7)을 위한 플랜지로서 역할한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 샌드위치 요소(4)는 피라미드형 골격구조로 구성되는 코어(5)를 포함하고, 상기 코어(5)는 두 개의 커버플레이트(23, 24) 사이에 위치된다.

Description

구조물 건조용 구조 부재
선박의 갑판, 적재 창고와 같은 구조 부재는 종래의 강철 빔과 강판의 배열로 구성되어 있다. 강철 빔은 상기 판재열의 좌굴(buckling)을 방지하기 위해 보강재를 포함하는 대체로 완전한 프레임 구조의 일부이다. 오늘날, 예컨데, 이러한 구조는 롤온-롤 오프(Ro-Ro)(트랙 승선식) 화물선의 이동식 차량용 갑판으로 사용된다. 이와 같은, 이동식 차량용 갑판을 가능한 가볍게 만드기 위한 시도가 되어지고 있다. 최신의 롤온-롤 오프 화물선의 적절한 적재능력은 계속하여 증가하는데, 이것은 자주 보다 많은 고정식 및 이동식 차량용 갑판이 새로운 선박에 적재되는 것을 의미한다. 이것은 선박에 있어서 중량감소의 필요성을 증가시킨다. 그러나, 오늘날, 전통적으로 건조된 차량 갑판은 그들의 구조적인 한계를 고려한다면, 이미 가능한 가볍게 만들어 졌다.
EP-A-O 047 732호는 골조 빔에 대하여 간단히 2차원적인 접속을 하는 단순한 커버 패널에 있는 패널을 가지는 건조물용 구조 부재를 개시하고 있다. 그 구조부재의 전체 강도에 대한 그들의 기여는 매우 빈약하다.
본 발명은 프레임 구조와 외면을 포함하는 건조물용 구조 부재에 관한 것이다. 그 외면은 복수의 판형 샌드위치 부재로 구성된다. 예컨데, 이러한 유형의 구조 부재는 이동식 또는 고정식 차량용 갑판에 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 구조 부재의 단면도.
도 2는 도 1에 도시한 구조 부재의 평면도.
도 3은 도 2의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 취한 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 구조 부재에 포함되는 단-빔 구조(end -beamstructure)의 부분 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 전형적인 중간-빔 구조의 부분 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 단-빔 구조의 다른 실시예의 부분 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 중간-빔 구조의 또 다른 실시예의 부분 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 샌드위치 부재의 확대 부분 단면도.
도 9는 본 발명에 따른 샌드위치 부재의 구조에 대한 부분 사시도.
도 10은 도 9에 도시된 샌드위치 부재의 코어에 포함된 형태의 피라미드형 봉재의 확대 사시도.
도 11은 본 발명에 따른 다른 샌드위치 부재의 사시도.
본 발명의 목적은 예컨데, 이동식 차량용 갑판으로서 사용하기 위하여, 공지된 장치에 대하여 상당히 중량을 감소시키는 동시에 구조적 부재에 영향을 미치지 않는 구조 부재를 제공함에 의해 상기 언급한 문제점을 해결하는 것이다.
상기 언급된 목적은, 본 발명에 있어서, 상기 샌드위치 부재가 2개의 커버판(cover plates) 사이에 위치된 코어를 포함하고, 이 코어가 골조 구조로부터 되고, 상기 샌드위치 부재가 구조 부재에 포함되는 종래의 웨브를 갖는 빔의 플랜지로서 역활을 하고, 샌드위치 부재가 빔의 웨브와 직접 접속되어, 이것에 의해 샌드위치 부재와 프레임 구조가 그들이 일체로 된 구조 부재의 전체 강도에 기여하도록 한 방법으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 건조물용 구조 부재를 제공하는 것에 의해 달성된다.
상기 샌드위치 부재는 바람직하게 2개의 커버판 사이에 위치된 피라이드형 골조구조로 되는 코어를 포함한다. 그러나, 상기 샌드위치 부재가 많은 다른 방법으로 구성할 수 있는 것이 언급된다. 또한, 코어는 예컨데, 골판지(corrugated board structure) 또는 벌집 패턴(honeycomb pattern)이 될 수 있다.
본 발명의 결과로써, 종래의 방법으로 건조된 구조 부재와 비교하여 30% 까지 중량의 감소가 이루어질 수 있다. 예컨데, 이것은 선박의 안정성을 감소시킴이 없이 현저하게 증대한 적재능력을 갖는 신규의 롤온-롤 오프 화물선을 건조할 수 있다.
도 1의 참조번호 1은 본 발명의 구조 부재를 나타낸다. 그 도시된 실시예에 있어서, 구조 부재(1)는 롤온-롤 오프 화물선의 이동식 차량용 갑판으로 사용된다. 그러나, 또한, 구조 부재91)는 바닥, 다른 형태의 선박의 갑판, 선박의 칸막이 벽, 적재 램프(loadin ramp), 적재 창구 또는 강도가 크고 중량이 작은 유사한 용도에 도 적합하다는 것을 기억해야 한다.
구조 부재(1)는 프레인 구조(2)와 지지면(3)을 포함한다. 본 발명에 따르면, 지지면(3)은 복수의 판형 샌드위치 부재(4)에 의해 구성되고, 이들의 샌드위치 부재와 상기 프레임 구조(2)는 그들이 일체로 된 부재(1)의 전체 강도에 기여하는 방법으로 접속되어 있다.
도 2는 구조 부재(1)를 위에서 본 도면이다. 이 도면으로부터, 도시하는 실시예의 구조 부재(1)가 24개의 샌드위치 부재 조각을 포함한다는 것을 알 수 있다. 도시된 구조 부재(1)는 롤온-롤 오프 화물선의 이동식 차량용 갑판의 일부를 구성한다. 도 1에 도시된 단면은 정확히 말하면, 도 2의 Ⅰ-Ⅰ선을 따라 본 단면도이다. 포함된 샌드위치 부재(4)의 크기는 육상 및 해상 수송을 위해 적재 컨테이너와 같은 표준화된 적재장치에 수송하는데 적합하다. 이것은 하청 공급업자로부터 건조도크(building dock)로 조립식 샌드위치 부재의 효율적인 수송이 가능하다. 수송거리가 종종 상당히 먼 거리로 되기 때문에, 이것은 중요하다.
도 3은 구조 부재(1)를 도 2의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 본 단면도이다. 이 도면으로부터, 프레임 구조(2)가 단-빔 구조(6) 및 중간 빔 구조(7)를 각각 포함하는 것을 알 수 있다. 이들의 구조는 도 1에 명확히 도시되어 있다.
도 4는 도 1에 도시한 단-빔 구조(6)의 일부를 확대한 도면이다. 여기서, 샌드위치 부재(4)는 종래의 웨브(10) 및 상단 플랜지(11 및 12)를 나타내는 빔9이 경우 단-빔 구조(6))내의 플랜지로서 작용한다. 상기 웨브(10)와 플랜지(11, 12)는 각각 종래의 방법, 즉, 간단한 판재를 용접하는 것에 의해 구성된다. 이것에 의해, 단-빔 구조(6)는 용접(14, 15 및 16)에 의해 결합된다.
동일한 방법으로, 도 5는 구조 부재(1)에 포함되는 전형적인 중간-빔 구조(7)를 도시한다. 이 도면으로부터 명확히 알 수 있는 바와 같이 중간-빔 구조(7)는 중간-빔 구조(7)로 구성된 빔의 상부 플랜지로서 작용하는 2개의 샌드위치 부재(4)를 포함한다. 단-빔 구조(6)와 비슷하게, 중간-빔 구조(7)는 종래의 하부 플랜지(12) 및 종래의 웨브(10)를 나타낸다. 상기 중간-빔 구조(7)는 용접(14, 15 및 16)에 의해 결합된다. 또한, 도 4 및 도 5에는 샌드위치 부재(4)가 U형 빔으로 구성되는 에지부(edge portion)(18)를 나타내는 것을 알 수 있다. U-형 빔의 U자 내측에 있는 개방측은 샌드위치 부재(4)의 잔여부분을 향하고 있다. 웨브(10)는 유리하게 2개의 U-형 빔 사이를 지나, 웨브와 U-형 빔을 접합하는 용접(15)까지, 즉, 지지면(13)까지 연장한다. 샌드위치 부재(4)의 구조는 도 8을 참조로 상세히 설명된다.
단-빔 구조(6) 및 중간-빔 구조의 다른 실시예를 도 6 및 도 7에 도시한다. 도 6은 샌드위치 부재(4)의 아래에 수평방향 지지판(20)이 배치되어 있는 점에서 도 4의 실시예와 다르다. 다른 부품들은 도 4의 부품과 동일하다. 비슷하게, 도 7에서, 샌드위치 부재(4)의 아래에 수평 방향 지지판(20)이 배치되어 있다. 이러한 실시예에는 중간-빔 구조에 강도를 증가시키기 위해 수직방향 플랜지(21)가 설치되어 있다. 다른 점에서, 도 7의 부품은 도 5의 부품과 동일하다.
샌드위치 부재(4)의 두께는 구조 부재(1)의 전체 두께의 최대 30%를 구성한다. 가장 바람직한 실시예에서, 샌드위치 부재(4)의 두께는 상기 전체 두께의 약 15%를 구성한다.
도 8은 본 발명에 따른 바람직한 샌드위치 부재(4)의 확대된 부분 단면을 보여준다. 이 샌드위치 부재94)의 부품은 도 9 및 도 10에 도시한다. 도면에서 명확히 알 수 있는 바와 같이, 샌드위치 부재(4)는 2개의 커버판(23, 24)사이에 위치된 피라미드형 골조 구조로 되는 코어(25)를 포함한다. 각각의 피라미드 구조는 도 9 및 도 10에서 명확히 볼 수 있는데, 이 피라미드 구조는 참조번호 27로 표시한다. 반대로, 피라미드 구조(27)는 도 10에 도시된 바와 같이 V형으로 굽은 2개의 봉재(28, 29)로 구성된다. 상기 기술된 샌드위치 부재(4)는 미국의 조나단 주식회사가 제조해 판매하는 소위 "PTC"-패널(Pyramidal Truss Core Panel)이 적합하다. 특히, PTC 패널의 높은 내구성은 그 패널을 본 발명에 따른 구조 부재(1)의 샌드위치 부재(4)로서 사용하는데 적합하다. 그러나, 본 발명은 피라미드형 프레임 구조를 포함하는 샌드위치 부재(4)에 제한되지 않는다는 것을 명심해야 한다. 대신에, 코어(25)는 도 11에 도시된 바와 같이 소위 골판지 보드가 될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 코어(25)는 복수의 다각형을 접속한 벌집 패턴(도시 않음)을 나타낸다.
본 발명에 따른 구조 부재(1)는 간단한 빔 및 판재의 배열을 이용해서 종래의 방법으로 구성된 부재보다도 상당히 가볍다. 이것은 해당하는 종래구조의 구조부재(1)가 약 110kg/m2의 표면중량을 갖는 사실에 의해 충분히 입증된다. 본 발명에 따른 구조 부재(1)의 실질적으로 낮은 이 표면중량을 73kg/m2의 표면중량과 비교한다. 이러한 큰폭의 중량 절감은 적재능력의 증대가 요구되는 새로운 롤온-롤오프 화물선의 건조에 유리하다. 본 발명에 따른 구조 부재를 사용함으로써, 선박의 안정성에 영향을 끼치지 않고 차량욜 갑판을 부가할 수 있다.
본 발명은 상기기술된 실시예 및 도면에 한정됨이 없이, 첨부된 청구범위내에서 자유롭게 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 구조 부재(1)는 바닥, 다른 유형의 선박의 갑판, 선박의 칸막이 벽, 적재 램프, 적재 창구 또는 비슷한 구조물에 적합하다. 부가적으로, 다른 건조 구조에는 굴뚝, 집건축같은 것을 상상할 수 있다.

Claims (6)

  1. 프레임 구조(2) 및 적어도 한개의 외면(3)을 포함하는데, 상기 외면(3)은 복수의 판형 샌드위치 부재(plate-formed sandwich elements)(4)로 구성되고, 상기 샌드위치 부재(4)는 제1 커버판(23)과 제2 커버판(24)사이에 위치된 코어(25)를 포함하며, 상기 코어(25)는 골조 구조로 이루어지는 구조물 건조용 구조 부재(1)에 있어서,
    상기 샌드위치 부재(4)는 구조 부재(1)에 포함되는 종래의 웨브(10)를 갖는 빔(6,7)에 대하여 플랜지로써 작용하고, 상기 샌드위치 부재는 실제로 상기 커버판(23)의 외판까지 연장함으로써 상기 빔의 웨브와 직접 접속되는데, 상기 샌드위치부재(4)는 상기 프레임 구조(2)와 일체로 되어, 구조 부재(1)의 전체 강도에 기여하도록 접속되는 것을 특징으로 하는 구조물 건조용 구조 부재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 샌드위치 부재(4)는 U형 빔에 의해 구성되는 에지부(18)를 갖고, 그 에지로부터 U형 내측에 있는 개방측은 샌드위치 부재(4)의 나머지 부분으로 향하는 것을 특징으로 하는 구조물 건조용 구조 부재.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 웨브(10)는 상기 샌드위치 부재(4)의 에지부(18)사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 구조물 건조용 구조 부재.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 샌드위치 부재(4)의 두께는 상기 구조 부재(1)의 전체 두께의 최대 30%를 구성하는 것을 특징으로 하는 구조물 건조용 구조 부재.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 외면(3)은 지지면으로 구성되는 것을 특징으로 하는 구조물 건조용 구조 부재.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 건조 구조는 선박의 갑판, 선박의 칸막이 벽, 선박의 적재 램프, 선박의 승강기, 선박의 도어, 적재 창고와 같은 것으로 구성되는 것을 특징으로 하는 구조물 건조용 구조 부재.
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