KR101750707B1 - 해양구조물의 그레이팅구조체 - Google Patents

해양구조물의 그레이팅구조체 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 해양구조물의 그레이팅구조체는 복수 개가 제1방향으로 이격 배치되고, 하부에는 하측으로 갈수록 폭이 좁아지는 돌출부가 형성된 베어링바 및 복수 개가 제2방향으로 이격 배치되며, 상기 베어링바를 연결하는 크로스바를 포함한다.

Description

해양구조물의 그레이팅구조체{GRATING STRUSTURE FOR OFFSHORE STRUCTURE}
본 발명은 해양구조물의 그레이팅구조체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폭발 발생 시 파손을 최소화하기 위한 해양구조물의 그레이팅구조체에 관한 것이다.
그레이팅(GRATING)은 일반적으로 격자모양으로 형성되며, 도로의 일측 또는 양측이나 주차장, 건물, 공장 등에 배수구로 설치될 수 있다.
그레이팅은 선행문헌(대한민국 등록특허 제10-0431674호)에서와 같이, 일반 도로에 사용될 수도 있지만 선박이나 해양구조물에 설치될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 그레이팅(50)은 해양구조물을 이루는 거더(10, GIRDER)와 스티프너(20, STIFFENER) 사이에 설치될 수 있다.
선박에 설치된 그레이팅(50)은 작업자 또는 차량 등의 이동하는 이동 통로로 제공된다.
해양구조물의 경우 해저에 매장된 석유, 천연가스 등 각종 에너지 자원을 개발하는데 사용될 수 있다. 이러한 해양구조물은 설치장소와 형태에 따라 수심이 비교적 깊은 심해에 설치되거나 연근해역에 설치될 수 있다.
다만, 이와 같은 해양구조물은 유해 가스의 누출이나 시추 설비들이 파손에 의해 폭발이 발생할 우려가 있다.
폭발이 발생하면 폭발압이 그레이팅(50)에 작용하게 되고, 그레이팅뿐만 아니라 거더(10)와 스티프너(20)에도 작용할 수 있다.
이 때, 그레이팅(50)의 상부에는 큰 하중의 장비가 설치되지 않을 수 있다. 따라서, 그레이팅(50)의 하부에서 폭발이 발생하면, 폭발압은 일부 그레이팅(50)에 의해 상부로 통과될 수 있다.
다만, 폭발압에 의해 그레이팅(50), 거더(10) 및 스티프너(20)에 휨 비틀림 좌굴(Lateral Torsional Buckling)이 발생할 수 있다. 휨 비틀림 좌굴이 발생하면 그레이팅(50), 거더(10) 또는 스티프너(20)의 강도가 저하되어 파손될 우려가 있다. 이에 따라 해양구조물이 파손될 우려가 있다.
일반적으로 폭발로 인한 파손을 줄이기 위하여 스티프너(20)와 거더(10) 사이에는 스티프너(20)를 지지하는 보강재(미도시)가 구비될 수 있다.
다만, 이러한 보강재가 구비되지 않은 해양구조물에서는 하부에서 발생하는 폭발로 인한 파손을 저감할 수 있도록 폭발압에 의한 휨 비틀림 좌굴을 줄여 강도 저하를 방지할 수 있는 그레이팅(50) 구조물이 필요할 수 있다.
대한민국 등록특허 제10-0431674호 (공개일: 2004.05.04)
본 발명은 하부에서 발생하는 폭발압에 대한 항력을 저감하여 휨 비틀림 좌굴로 인한 강도 저하를 방지함으로써 해양구조물의 파손을 최소화할 수 있는 해양구조물의 그레이팅구조체를 제공하고자 한다.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면 복수 개가 제1방향으로 이격 배치되고, 하부에는 하측으로 갈수록 폭이 좁아지는 돌출부가 형성된 베어링바 및 복수 개가 제2방향으로 이격 배치되며, 상기 베어링바를 연결하는 크로스바를 포함하는 해양구조물의 그레이팅구조체가 제공된다.
또한, 본 발명의 일측면에 따른 해양구조물의 그레이팅구조체는 상기 돌출부는 하측이 둥글게 형성될 수 있다.
또한, 상기 돌출부는 하측이 뽀족하게 형성될 수 있다.
또한, 상기 베어링바의 하부에는 홈이 형성되고, 상기 돌출부의 윗면에는 상기 베어링바의 상기 홈에 삽입되는 돌기가 형성될 수 있다.
또한, 상기 베어링바는 양측면에 함몰부가 형성되어 높이방향을 기준으로 중심이 상부와 하부에 비해 폭이 좁을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 해양구조물의 그레이팅구조체는 베어링바의 하부에 돌출부가 형성되어 폭발압에 대한 항력을 저감함으로써 폭발압으로 인한 파손을 최소화할 수 있다.
본 발명의 실시예의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 그레이팅구조체가 해양구조물에 설치된 모습을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 그레이팅구조체를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 그레이팅구조체에 폭발 충격이 가해지는 상황을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 그레이팅구조체의 베어링바와 평면 형태의 베어링바를 비교하기 위한 도면이다. 그리고,
도 5 내지 도 7은 본 발명의 제2실시예 내지 제4실시예에 따른 그레이팅구조체를 나타내는 사시도이다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 동일 기능을 갖는 구성요소에 대해서는 동일 명칭 및 동일부호를 사용할 뿐 실질적으론 종래 장치의 구성요소와 완전히 동일하지 않음을 미리 밝힌다.
또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1 및 도 2를 참조하여 보면 본 발명의 해양구조물의 그레이팅구조체(50)는 해양구조물을 이루는 스티프너(20) 사이에 설치될 수 있다.
구체적으로 본 발명의 제1실시예에 따른 그레이팅구조체(50)는 베어링바(100)와 크로스바(200)를 포함한다.
베어링바(100)는 복수 개가 제1방향(Y)으로 이격 배치되고, 하부에는 하측으로 갈수록 폭(W)이 좁아지는 돌출부(110)가 형성될 수 있다.
베어링바(100)는 판상 형태로 형성될 수 있으며, 해양구조물의 바닥을 향해 연장될 수 있다.
크로스바(200)는 복수 개가 제2방향(X)으로 이격 배치되며, 베어링바(100)를 연결할 수 있다.
베어링바(100)의 상측에는 삽입홈(120)이 형성될 수 있으며, 크로스바(200)는 복수 개의 베어링바(100)의 삽입홈(120)에 삽입되어 베어링바(100)를 서로 연결시킬 수 있다.
이와 같이, 베어링바(100)와 크로스바(200)에 의해 격자모양의 그레이팅구조체(50)가 형성될 수 있다. 이러한 그레이팅구조체(50)는 선원들이 이동하는 통로로 사용될 수 있다.
한편, 본 발명의 제1실시예에 따른 그레이팅구조체는 폭발 발생 시 폭발압에 대한 항력을 저감할 수 있다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 베어링바(100)의 하측의 돌출부(110)는 하측이 둥글게 형성될 수 있다. 베어링바(100)의 하부에서 폭발이 발생하게 되면, 폭발압(F)이 베어링바(100)의 하북를 향해 가압하게 된다.
이 때, 돌출부(110)의 표면이 둥글에 형섬됨에 따라 폭발압에 대한 항력을 줄일 수 있다.
도 4는 베어링바(100)의 하부가 평면일 때와 둥글게 형성된 돌출부(110)를 포함할 때의 항력 계수(CD: Drag Doefficient )를 비교하기 위한 도면이다.
도 4에 도시된 베어링바(100, 100')의 항력 계수는 표 1(본 발명의 제1실시예에 따른 그레이팅구조체의 항력 계수) 및 표 2(평면 형태의 베어링바의 항력 계수)에 각각 표시하였다.
L/H 0.5 1.0 2.0 4.0 6.0
C D 1.16 0.90 0.70 0.68 0.64
L/H 0.1 0.4 0.7 1.2 2.0 2.5 3.0 6.0
C D 1.90 2.30 2.70 2.10 1.80 1.40 1.30 0.90
베어링바(100, 100')의 폭(L)과 높이(H)의 가 2.0일 때를 살펴보면, 표 1에 도시된 본 발명의 제1실시예에 따른 그레이팅구조체(50)의 베어링바(100)의 항력 계수(CD)는 0.70이다. 이에 반해, 표 2에 도시된 평면 형태의 베어링바(100')의 항력 계수(CD)는 1.80이다.
이와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 그레이팅구조체(50)의 베어링바(100)의 항력 계수(CD)는 평면 형태의 베어링바(100')의 항력 계수(CD)에 비해 작을 수 있다.
따라서, 베어링바(100)에 돌출부(110)가 형성됨에 따라 폭발압에 대한 항력이 저감되어 그레이팅구조체(50) 및 해양구조물의 파손이 최소화될 수 있다.
이어서, 도 5 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 제2실시예 내지 제5실시예에 따른 그레이팅구조체(50)에 대해 살펴본다.
도 5를 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 그레이팅구조체(50)를 살펴보면, 본 발명의 제2실시예에 따른 그레이팅구조체(50)의 베어링부(100)의 돌출부(110)는 하측이 뾰족하게 형성될 수 있다.
이와 같이, 돌출부(110)의 하측이 뾰족하게 형성되면, 앞서 둥글게 형성된 돌출부(110)에 비해 폭발압에 대한 항력이 더 적을 수 있다. 따라서, 폭발압으로 인한 그레이팅구조체(50)의 파손을 최소화할 수 있다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 제3실시예에 따른 그레이팅구조체(50)의 베어링바(100)의 하부에는 홈(300)이 형성될 수 있다.
또한, 돌출부(110)의 윗면에는 베어링바(100)의 홈(300)에 삽입되는 돌기(310)가 형성될 수 있다.
즉, 베어링바(100)의 돌출부(110)는 베어링바(100)로부터 분리될 수 있다. 따라서, 설치공간의 크기 또는 필요여부에 따라 돌출부(110)와 베어링바(100)를 결합시키거나 돌출부(110)를 베어링바(100)로부터 분리시킬 수 있다.
한편, 도 7에 도시된 본 발명의 제4실시예에 따른 그레이팅구조체(50)는 베어링바(100)가 양측면에 함몰부(150)가 형성되어 높이방향(Z)을 기준으로 중심이 상부와 하부에 비해 폭이 좁을 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 제4실시예에 따른 그레이팅구조체(50)의 베어링바(100)는 중심의 폭이 좁고, 하부에 돌출부(110)가 형성됨으로써 폭발압에 대한 항력을 저감할 수 있다.
따라서, 폭발이 발생 시 그레이팅구조체(50) 및 해양구조물의 파손을 최소화할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
10: 거더 20: 스티프너
50: 그레이팅구조체 100, 100': 베어링바
110: 돌출부 120: 삽입홈
150: 함몰부 200: 크로스바
300: 홈 310: 돌기
X: 제2방향 Y: 제1방향
Z: 높이방향 W: 폭
L H: 높이

Claims (5)

  1. 복수 개가 제1방향으로 이격 배치되고, 하부에는 하측으로 갈수록 폭이 좁아지고 착탈 가능한 돌출부가 형성된 베어링바; 및
    복수 개가 제2방향으로 이격 배치되며, 상기 베어링바를 연결하는 크로스바;
    를 포함하되,
    상기 베어링바의 하부에는 홈이 형성되고,
    상기 돌출부의 윗면에는 상기 베어링바의 상기 홈에 삽입되는 돌기가 형성된 해양구조물의 그레이팅구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 돌출부는 하측이 둥글게 형성된 해양구조물의 그레이팅구조체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 돌출부는 하측이 뾰족하게 형성된 해양구조물의 그레이팅구조체.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 베어링바는
    양측면에 함몰부가 형성되어 높이방향을 기준으로 중심이 상부와 하부에 비해 폭이 좁은 해양구조물의 그레이팅구조체.
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