KR20010062618A - 자동차운반선에 있어서의 차량갑판의 거더구조 - Google Patents

Abstract

선창(船倉)내에 지주를 세운 자동차운반선에 있어서의 차량갑판의 거더구조에서, 특히 가로거더를 지주에 대하여 유구조(柔構造)로 함으로써 발생하는 국소적 응력의 집중을 회피하여 랙킹변형에 양호하게 대응한다. 또, 동시에 강성(剛性;rigidity)의 저하를 방지하여 하층계(下層階)의 클리어런스하이트(clearance height)를 확보한다. 이러한 목적을 위하여, 선측외판(船側外板)을 지지하는 구조재에 대하여 추가세로거더를 설치하고, 이 추가세로거더에 대하여 가로거더를 연결함으로써, 우선 가로거더를 선측외판에 대하여 유구조연결로 한 구성으로 한다. 한편, 지주의 양측에서 지주위치를 통과하는 가로거더(104a) 및 지주를 사이에 두고 통과하는 가로거더(104b)에 대하여 추가세로거더(106)를 배치하고, 이 추가세로거더에 대하여 지주위치에 있는 가로거더(104a)를 각각 연결함으로써, 지주(101)에 대하여 가로거더(104a)를 유구조연결로 한 구성으로 한다. 게다가, 지주위치를 통과하는 주(主)세로거더(103)와 이 추가세로거더(106)의 사이에 가로추가부재(108)를 배치한다.

Description

자동차운반선에 있어서의 차량갑판의 거더구조{Girder Structure For Car Deck Plating Of Car Carrier}

본 발명은 자동차운반선에 있어서의 차량갑판의 거더구조에 관한 것이다.

자동차운반선은 다층계(多層階)의 차량갑판을 가지며, 각 층계의 차량갑판상에 다수의 자동차를 적재한다. 운반선 중에는 전체로 1만대 정도의 자동차를 적재하는 것도 있으며, 이로 인해 차량갑판에는 큰 하중이 걸린다.

차량갑판은 선창(船倉)내에 배치된 세로거더와 가로거더 위에 철판이 붙여진구조이다. 이 세로거더와 가로거더는 선창 횡단면에서 선측외판(船側外板)을 지지하는 선측구조재(예를 들면 세로거더, 골조 등)와 선창내에 세워져 있는 지주(필러; pillar)에 의해 지지되어 있다.

도 6에 횡단면에 2개의 지주(1)를 가지는 차량갑판의 거더구조의 예를 개념적으로 나타낸다. 이 예에서는 차량갑판(2)의 세로거더(도시생략, 도면에서 지면(紙面)과 수직인 방향으로 뻗어 있다)와 가로거더(4)는 각각 선측구조재(5) 및 지주(1)에 직접 연결되어 있다(강구조(剛構造)연결).

그러나, 지주(1)를 다수 설치하는 것은 차량갑판(2)상의 차량의 통행성에 제약을 주게 되고, 또한 그만큼 차량의 적재수를 감소시키게도 된다.

이러한 이유로 도 7에 나타난 바와 같이, 횡단면의 중앙에 단 1개의 지주(1)를 배치하는 구조도 제안되고 있다. 이 경우도 차량갑판(2)의 세로거더와 가로거더(4)는 선측구조재(5) 및 지주(1)에 직접 연결되어 있다. 즉, 세로거더 및 가로거더(4) 모두 선측구조재(5) 및 지주(1)에 대하여 강구조연결로 된 구성으로 되어 있다.

한편, 자동차운반선에서의 차량갑판(2) 및 가로거더(4)는 선체(船體)가파랑(波浪)중에 횡단면 형상이 각변형(angular deformation; racking deformation)을 일으켰을 때 발생하는 응력을 흡수해야 한다. 또한, 그러는 한편 하중에 의한 차량갑판(2) 및 가로거더(4)의 휨을 막고, 하층계(下層階)의 클리어런스하이트(clearance height; H)를 확보해야 한다.

이것을 고려하여 도 8에 나타낸 바와 같은 거더구조도 제안되고 있다. 이 거더구조에서는 세로거더는 지주(1)에 강구조로 연결되어 있다. 또한, 선체의 랙킹변형(racking deformation)이 큰 흘수(吃水)레벨보다 위쪽의 가로거더(4)에 대해서는, 지주(1) 및 선측구조재(5)에 대하여 직접 연결하지 않는 구조(유구조(柔構造)연결)로 되어 있다.

도 9에 이 유구조연결로 된 지주 부근의 거더의 배치열을 평면으로 나타내었다. 도면의 위쪽이 선체의 앞방향이다. 이 예에서는 지주위치에 해당하는 가로거더(4a) 및 지주(1)를 사이에 두고 통과하는 가로거더(4b, 4b)에 대하여 지주(1)의 양측으로 추가세로거더(6, 6)가 배치되어 있다. 지주위치에 해당하는 가로거더(4a)는 이 추가세로거더(6, 6)에 연결되며, 지주(1)에는 직접 연결되어 있지 않다.

그러나, 이 구조에 의하면 지주위치에 해당하는 가로거더(4a)와 추가세로거더(6, 6)의 연결점(A, A)에 국소적으로 큰 응력이 집중하여 큰 휨이 발생하는 것을 피할 수 없었다. 그렇기 때문에 결국, 도 8에 나타난 바와 같이 지주(1)를 적어도 2개 설치하지 않을 수 없다는 것이 실상이었다.

또한, 도 6 ∼ 도 9에서 부호 J는 유구조연결, G는 강구조연결을 각각 나타내고 있다.

본 발명은 자동차를 운반하기 위해서 이용되며, 선창의 중앙부에 지주를 세운 자동차운반선에 있어서의 차량갑판의 거더구조에서, 특히 가로거더의 유구조로 함에 의한 국소적 응력의 집중을 회피하여, 하중을 전체적으로 무리없이 분산시켜 랙킹변형에 대응함과 동시에, 하층계의 클리어런스하이트를 확실하게 확보할 수 있는 차량갑판의 거더구조를 얻는 것을 그 목적으로 하고 있다.

도 1은 본 발명의 실시예가 적용된 자동차운반선의 개념을 나타낸 선체의 횡단면도,

도 2는 상기 운반선의 선측외판 부근의 거더의 배치를 나타낸 부분평면도,

도 3은 그 지주 부근의 거더의 배치를 나타낸 부분평면도,

도 4는 다른 실시예를 나타낸 부분평면도,

도 5는 또 다른 실시예를 나타낸 부분평면도,

도 6은 종래의 2지주형 자동차운반선의 개념을 나타낸 선체의 횡단면도,

도 7은 종래의 1지주형 자동차운반선의 개념을 나타낸 횡단면도,

도 8은 종래의 가로거더를 유구조연결로 한 2지주형 자동차운반선의 개념을 나타낸 횡단면도,

도 9는 종래의 가로거더를 지주에 유구조연결로 한 거더의 배치를 나타낸 부분평면도이다.

본 발명은 자동차를 운반하기 위해서 이용되며, 선창내에 지주를 세운 자동차운반선에 있어서의 차량갑판의 거더구조에서, 선측외판을 지지하는 선측구조재에 대치하여 선측용 추가가로거더를 개재하여 선측용 추가세로거더를 설치함과 동시에, 이 선측용 추가세로거더에 대하여 가로거더를 연결함으로써, 상기 선측구조재에 대하여 가로거더를 유구조연결로 한 구성으로 하는 한편, 상기 선창내에 세운 지주의 양측에 적어도 지주위치의 가로거더 및 지주를 사이에 두고 통과하는 가로거더에 대하여 지주용 추가세로거더를 배치함과 동시에, 이 지주용 추가세로거더에 대하여 상기 지주위치에 있는 가로거더를 각각 연결함으로써, 지주에 대하여 이 지주위치에 있는 가로거더를 유구조연결로 한 구성으로 하면서, 지주위치를 통과하는 주(主)세로거더와 상기 지주용 추가세로거더의 사이에 지주용 가로추가부재를 배치함으로써 상기 목적을 달성한 것이다.

또한, 상기 지주용 가로추가부재는 상기 지주의 선체 전후방향의 한 방향에만 배치하여도 상응하는 효과를 얻을 수 있다.

또, 이 지주용 가로추가부재를 지주용 추가세로거더의 사이에 배치함과 동시에, 지주위치를 통과하는 주세로거더 대신 상기 지주 및 이 지주용 가로추가부재의 사이에 지주용 세로추가부재를 설치하는 구성으로 하여도 된다.

이 경우, 또한 상기 지주용 가로추가부재와 상기 지주를 사이에 두고 통과하는 가로거더 사이에 제2의 지주용 세로추가부재를 배치하여도 된다.

또한, 지주위치를 통과하는 주세로거더 대신 상기 지주와 상기 지주를 사이에 두고 통과하는 가로거더의 사이에 지주용 세로추가부재를 설치하는 구조를 채용한 경우는 설계에 따라서는 상기 지주용 가로추가부재의 배치를 생략하여도 된다.

본 발명에 의하면, 가로거더에 걸리는 하중은 지주에 대해서만이 아니라 선측구조재에 대해서도 유구조연결로 받아낼 수 있게 된다. 그렇기 때문에, 설령 선체가 파랑(波浪)에 의해 랙킹변형을 일으켜도 하중은 전체적으로 분산되고, 선체의 일부에만 국소적인 응력집중이 발생하지 않는다.

또, 본 발명에서는 게다가 지주 부근의 유구조연결에 상술한 고안이 적용되고 있기 때문에, 지주 부근의 국부에 응력집중이 발생하는 것을 회피할 수 있으며, 또한 하층계의 클리어런스하이트도 확실하게 확보할 수 있다.

그렇기 때문에, 설령 선창내(좌우방향)에 지주가 1개밖에 없더라도 충분히 실용화가 가능하며, 자동차운반선으로서의 기능을 보다 높일 수 있다. 또한, 본 발명은 선창 중앙부에 2개 이상의 지주를 가지는 거더구조에서도 물론 적용 가능하며, 이 경우는 가로거더의 배치간격을 보다 크게 하거나 보다 큰 설계하중의 운반선을 구성할 수도 있게 된다.

이하 도 1 ∼ 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 대해서 설명한다.

또한, 종래형과 동등한 부분에 대해서는 뒤의 2자리가 같은 부호를 붙이고 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예가 적용된 자동차운반선의 개념을 나타낸 선체의 횡단면도, 도 2는 그 선측외판 부근의 거더의 배치를 나타낸 부분평면도, 도 3은 그 지주 부근의 거더의 배치를 나타낸 부분평면도, 도 4는 지주 부근의 다른 실시예를 나타낸 부분평면도, 도 5는 그 지주 부근의 또 다른 실시예를 나타낸 부분평면도이다. 또한 각 평면도에서는 지면(紙面)의 위쪽이 선체의 앞방향이다.

도 1로 돌아가면, 도 1에는 본 발명의 실시예가 적용된 자동차운반선의 횡단면이 개념적으로 나타나 있다. 이 실시예의 차량갑판(102)의 거더구조에서는 선창내(좌우방향)의 중앙부에 지주(101)가 1개만 세워져 있다. 한편, 차량갑판(102)의 가로거더(104)는 지주(101)에 대해서도, 또 선측구조재(선측외판을 지지하는 구조재: 예를 들면 세로거더, 골조 등; 105)에 대해서도 유구조로 연결되어 있다.

우선 도 2에 나타난 바와 같이, 선측구조재(105)에 대치하여 (선측용의) 추가세로거더(107)가 배치되어 있다. 선측구조재(105)와 추가세로거더(107)의 사이에는 (선측용의) 추가가로거더(110)가 (가로거더(104)와 서로 어긋나게 되도록) 배치되어 있다. 가로거더(104)는 추가하여 배치된 상기 추가세로거더(107)에 연결되어 있고, 선측구조재(105)에는 직접적으로는 연결되어 있지 않다. 즉, 가로거더(104)는 선측구조재(105)에 대하여 유구조연결로 되어 있다.

또한, 이 실시예에서는 가로거더(104)와 추가가로거더(110)의 위치가 서로 어긋나 있는데(동일 횡단면에 존재하지 않는데), 반드시 어긋나 있을 필요는 없고, 같은 위치에(동일 횡단면내에) 연결되어 있어도 된다.

다음으로 도 3을 참조하면, 선창내 좌우방향으로는 지주(101)가 1개 세워져 있으며, 이 지주(101)의 양측에 지주위치의 가로거더(104a) 및 지주를 사이에 두고 통과하는 가로거더(104b, 104b)에 대하여 (지주용의) 추가세로거더(106, 106)가 배치되어 있다. 지주위치에 있는 가로거더(104a)는 이 추가세로거더(106, 106)에 대하여 각각 연결되어 있으며, 지주(101)에는 연결되어 있지 않다. 즉, 지주위치에 있는 가로거더(104a)는 지주(101)에 대하여 유구조연결로 된 구성으로 되어 있다. 또한, 지주위치를 통과하는 주세로거더(103)와 추가세로거더(106, 106)의 사이에는 지주위치에 있는 가로거더(104a)와 추가세로거더(106, 106)의 연결점(A, A)의 전후측에 가로추가부재(108)가 (이 도면에서는 총 4개) 배치되어 있다.

지주위치에 있는 가로거더(104a), 지주를 사이에 두고 통과하는 가로거더(104b), 추가세로거더(106), 가로추가부재(108) 등의 배치는 각각 선체의 전후방향 및 좌우방향으로 대칭되며, 지주(101)는 그 중심에 배치되어 있다.

도 4는 도 3에 나타낸 거더구조의 변형예를 나타내고 있다.

도 4a는 지주(101)의 배치위치가 (지주를 사이에 두고 통과하는) 가로거더(104b, 104b)의 중심에서 벗어나 있는 예를 나타내고 있다. 이 예에서도 지주위치에 해당하는 가로거더(104a)는 추가세로거더(106, 106)에 연결되어 있으며, 지주(101)에는 직접 연결되어 있지 않다(유구조연결).

또한, 가로추가부재(108)는 지주의 선체 전후방향의 한 쪽(도면에서는 뒤쪽)에만 배치되어 있다. 또한, 도 3의 예를 포함하여 가로추가부재(108)는 지주(101)의 한 쪽에 복수의 세트가 배치되어 있어도 된다(점선 참조).

도 4b에서는 지주위치에 있는 가로거더(104a), 지주(101)를 사이에 두고 통과하는 가로거더(104b), 추가세로거더(106), 가로추가부재(108) 등의 배치는 도 3과 동일, 즉 선체의 전후방향 및 좌우방향으로 대칭되어 있다. 단, 지주(101)의 배치위치는 그들의 중심에 대하여 전방으로 위치이동되어 있다.

도 4에 나타낸 각 변형예는 이 거더구조가 자동차운반선에 채용된 것이기 때문에, 차량갑판의 유효치수나 선내(船內)의 레이아웃 등의 관계로 지주를 반드시 세로거더 및 가로거더 간격의 중앙에 배치할 수 없는 경우에 특히 효과가 있다.

이와 같이, 추가세로거더(106, 106) 사이에 가로추가부재(108)를 배치하는 구성을 채용한 경우에는, 지주(101)에 대하여 지주위치에 해당하는 가로거더(104a)를 유구조연결로 한 후 연결점(A, A)에 작용하는 하중의 일부를 이 가로추가부재(108)에서 지지할 수 있어, 유구조이며 게다가 국소적인 응력집중이 없는 구조를 얻을 수 있다.

또한, 선측에서도 유구조를 채용하도록 되어 있기 때문에 가로거더(104a, 104b) 등에 걸리는 하중은 유구조로 선측구조재(105)로 받아낼 수 있게 된다. 따라서, 지주 부근의 유구조연결에 기인하여 선측부측의 국부에 응력집중이 발생하는 문제도 발생하지 않는다.

도 5는 지주 부근의 거더구조의 또 다른 실시예를 나타내고 있다.

도 5의 실시예에서는 선창내의 지주위치를 통과하는 주세로거더(103; 도 3, 도 4 참조)가 설치되어 있지 않다.

도 5a는 가로추가부재(112)를 추가세로거더(106, 106) 사이에 배치함과 동시에, 이 지주위치를 통과하는 주세로거더(103) 대신 지주(101) 및 가로추가부재(112)의 사이에 (지주용의) 세로추가부재(109)를 배치하고 있다.

도 5b는 도 5a의 구조에 대하여 가로추가부재(112)와 (지주를 사이에 두고 통과하는) 가로거더(104b)의 사이에 (제2의 지주용) 세로추가부재(114)를 배치하고 있다.

도 5a, 도 5b에 나타낸 실시예에서는 모두 지주위치를 통과하는 주세로거더(103) 대신 지주(101)를 사이에 두고 배치된 추가세로거더(106, 106)가 선체 길이 방향으로 통과하게 된다. 환언하면, 선창내 좌우방향으로 간격을 두고 2개의(주)세로거더가 있는 것과 같은 상태이며, 이 경우 세로거더도 지주에 대하여 유구조연결로 되어 있다고 말할 수 있다.

따라서, 이와 같이 지주위치를 통과하는 주세로거더(103)를 굳이 생략한 구조를채용한 경우에는, 이것에 의해서도 지주 주위의 유구조를 어느 정도 실현할 수 있기 때문에(특히 추가세로거더(106) 가로방향의 변형 또는 변위를 어느 정도 허용할 수 있기 때문에) 그만큼 연결점(A, A)에서의 응력집중도 어느 정도 완화할 수 있다. 따라서, 선체의 크기나 가로거더의 간격에 따라서는 상기 가로추가부재(112)의 배치를 생략할 수도 있다.

도 5c는 이 예를 나타내고 있다. 이 예에서는 지주위치에 있는가로거더(104a)는 유구조연결로 되어 있는데, 가로추가부재는 특별히 설치되어 있지 않다. 지주용 세로추가부재(120)는 지주(101)와 가로추가부재의 사이가 아니라, 지주와 (지주를 사이에 두고 통과하는) 가로거더(104b)의 사이에 배치되어 있다.

이와 같이 경우에 따라 또는 필요에 따라 가로추가부재, 세로추가부재가 다양한 형태로 배치될 수 있다.

본 발명은 자동차운반선에 있어서의 차량갑판의 거더구조에서, 가로거더를 지주에 대해서도, 또 선측외판을 지지하는 구조재에 대해서도 유구조로 연결하도록 하였기 때문에, 선체의 랙킹변형에 유연하게 대응할 수 있다. 또한, 특히 지주에 대해서 가로거더를 유구조연결로 한 경우에는 지주 주위에서 국부적인 응력집중이 발생하기 쉽지만, 본 발명에서는 지주용 가로추가부재를 추가하거나 또는 지주를 통과하는 주세로거더 대신 세로추가부재를 배치하는 구조에 의해 이것을 회피하도록 하였기 때문에 선체전체에서 하중을 무리없이 분산할 수 있고, (설령 1지주구조로 하였더라도) 선체의 랙킹변형에 충분히 견디면서 가로거더의 휨을 작게 억제할 수 있으므로, 하층계의 클리어런스하이트를 확실하게 확보할 수도 있다.

Claims (5)

1. 자동차를 운반하기 위해서 이용되며, 선창(船倉)내에 지주를 세운 자동차운반선에 있어서의 차량갑판의 거더구조에서,

   선측외판(船側外板)을 지지하는 선측구조재에 대치하여 선측용 추가가로거더를 개재하여 선측용 추가세로거더를 설치함과 동시에, 이 선측용 추가세로거더에 대하여 가로거더를 연결함으로써 상기 선측구조재에 대하여 가로거더를 유구조(柔構造)연결로 한 구성으로 하는 한편,

   상기 선창내에 세운 지주의 양측에 적어도 지주위치의 가로거더 및 지주를 사이에 두고 통과하는 가로거더에 대하여 지주용 추가세로거더를 배치함과 동시에, 이 지주용 추가세로거더에 대하여 상기 지주위치에 있는 가로거더를 각각 연결함으로써, 지주에 대하여 이 지주위치에 있는 가로거더를 유구조연결로 한 구성으로 하면서,

   지주위치를 통과하는 주(主)세로거더와 상기 지주용 추가세로거더의 사이에 지주용 가로추가부재를 배치한 것을 특징으로 하는 자동차운반선에 있어서의 차량갑판의 거더구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 지주의 선체(船體) 전후방향의 한 쪽에만 상기 지주용 가로추가부재를 배치한 것을 특징으로 하는 자동차운반선에 있어서의 차량갑판의 거더구조.
3. 자동차를 운반하기 위해서 이용되며, 선창내에 지주를 세운 자동차운반선에 있어서의 차량갑판의 거더구조에서,

   선측외판을 지지하는 선측구조재에 대치하여 선측용 추가가로거더를 개재하여 선측용 추가세로거더를 설치함과 동시에, 이 선측용 추가세로거더에 대하여 가로거더를 연결함으로써 상기 선측구조재에 대하여 가로거더를 유구조연결로 한 구성으로 하는 한편,

   상기 선창내에 세운 지주의 양측에 적어도 지주위치의 가로거더 및 지주를 사이에 두고 통과하는 가로거더에 대하여 지주용 추가세로거더를 배치함과 동시에, 이 지주용 추가세로거더에 대하여 상기 지주위치에 있는 가로거더를 각각 연결함으로써, 지주에 대하여 이 지주위치에 있는 가로거더를 유구조연결로 한 구성으로 하면서,

   지주용 가로추가부재를 상기 지주용 추가세로거더의 사이에 배치함과 동시에, 지주위치를 통과하는 주세로거더 대신 상기 지주와 이 지주용 가로추가부재의 사이에 지주용 세로추가부재를 설치한 것을 특징으로 하는 자동차운반선에 있어서의 차량갑판의 거더구조.
4. 제3항에 있어서, 또한 상기 지주용 가로추가부재와 상기 지주를 사이에 두고 통과하는 가로거더의 사이에 제2의 지주용 세로추가부재를 배치한 것을 특징으로 하는 자동차운반선에 있어서의 차량갑판의 거더구조.
5. 자동차를 운반하기 위해서 이용되며, 선창내에 지주를 세운 자동차운반선에 있어서의 차량갑판의 거더구조에서,

   선측외판을 지지하는 선측구조재에 대치하여 선측용 추가가로거더를 개재하여 선측용 추가세로거더를 설치함과 동시에, 이 선측용 추가세로거더에 대하여 가로거더를 연결함으로써 상기 선측구조재에 대하여 가로거더를 유구조연결로 한 구성으로 하는 한편,

   상기 선창내에 세운 지주의 양측에 적어도 지주위치의 가로거더 및 지주를 사이에 두고 통과하는 가로거더에 대하여 지주용 추가세로거더를 배치함과 동시에, 이 지주용 추가세로거더에 대하여 상기 지주위치에 있는 가로거더를 각각 연결함으로써 지주에 대하여 이 지주위치에 있는 가로거더를 유구조연결로 한 구성으로 하면서,

   지주위치를 통과하는 주세로거더 대신 상기 지주와 상기 지주를 사이에 두고 통과하는 가로거더의 사이에 지주용 세로추가부재를 설치한 것을 특징으로 하는 자동차운반선에 있어서의 차량갑판의 거더구조.