WO2014132444A1 - 船舶用隔壁 - Google Patents

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WO2014132444A1
WO2014132444A1 PCT/JP2013/055689 JP2013055689W WO2014132444A1 WO 2014132444 A1 WO2014132444 A1 WO 2014132444A1 JP 2013055689 W JP2013055689 W JP 2013055689W WO 2014132444 A1 WO2014132444 A1 WO 2014132444A1
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WO
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rib
partition wall
buckling
range
bulkhead
Prior art date
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PCT/JP2013/055689
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English (en)
French (fr)
Inventor
誠明 中安
菅野　良一
半谷　公司
裕二 船津
佐藤　圭一
Original Assignee
新日鐵住金株式会社
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Priority to PCT/JP2013/055689 priority patent/WO2014132444A1/ja
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B3/00—Hulls characterised by their structure or component parts
    • B63B3/14—Hull parts
    • B63B3/56—Bulkheads; Bulkhead reinforcements
    • B63B3/60—Bulkheads; Bulkhead reinforcements with curved or corrugated plating

Definitions

  • the present invention relates to a bulkhead made of thick metal plates for partitioning a ship's hold, and more specifically, a compressive load generated on a face material portion of the bulkhead due to a bending moment generated in the bulkhead due to a load acting in the longitudinal direction of the bulkhead.
  • the present invention relates to a marine partition wall having a high buckling strength.
  • a ship such as a bulk carrier for transporting ore as a raw material of iron or non-ferrous metal has a cargo space partitioned by a bulkhead formed of a metal plate to form a plurality of cargo space.
  • a plurality of face members formed in a flat plate shape extending in the vertical direction and extending in the width direction of the bulkhead are arranged on the front side and the rear side of the wall surface of the bulkhead.
  • corrugated partition walls that protrude alternately on the sides are employed.
  • the hold space is full of ore on the outbound route to the transport destination, while seawater is used to adjust the hull of the ship on the return route. It is normal to be in a loaded state. Accordingly, a bending moment acts on the partition walls that partition the hold for a long time due to loads such as ore and seawater.
  • loads such as ore and seawater.
  • seawater it is usual to load seawater intermittently in a plurality of holds to balance the weight of the hull.
  • the partition wall is substantially subjected to a vertical compressive load due to the bending moment. Therefore, when an excessive compressive load is applied to the partition wall by seawater or the like, the partition wall buckles. There was a possibility.
  • the thickness of the metal plate itself forming the partition wall is increased, or as described in Patent Document 1, for example, the front side and the rear surface of the conventional corrugated partition wall
  • the concave portion on the side is closed with a metal plate, and the space in the concave portion is filled with concrete to improve the strength of the partition wall.
  • the proof strength of the entire partition can be improved, but the weight of the partition itself is small.
  • weight reduction of the hull is listed as one of the most important issues, and since there is a tendency to save resource materials, such an increase in plate thickness and the technique of Patent Document 1 are adopted. There is a problem with doing.
  • JP 2006-507984 A Japanese Patent Laid-Open No. 62-227889
  • the technical problem of the present invention is for a ship capable of preventing buckling of a partition wall by ensuring a yield strength against a vertical compressive load necessary for the partition wall while suppressing an increase in the weight of the partition wall as much as possible. It is to provide a partition wall. Specifically, in accordance with the distribution of action of the bending moment peculiar to the ship's hold, which is different from the pillar material in the building field, etc., take a method of improving the buckling strength in a suitable range according to the strength of the bulkhead. Therefore, it is an object to simultaneously realize the weight reduction of the partition wall and the improvement of the buckling strength.
  • a plurality of face material portions which are partition walls made of a thick metal plate that partitions a ship's hold, are formed in a plate shape extending in the vertical direction and extending along the width direction of the partition walls.
  • a corrugated marine bulkhead that is alternately projected on the front side and the rear side of the bulkhead, at least a buckling risk area A in the range of 95% to 100% from the upper end of the vertical height of each of the face members.
  • a marine partition wall provided with a rib is provided.
  • ribs are further provided at least in a buckling risk region B in a range of 90% to less than 95% from the upper end and in a buckling risk region C in a range of 0% to 10% from the upper end. Also good.
  • a rib may be further provided at a buckling risk site D in a range of 30% to 70% from the upper end.
  • the rib may be provided only at the buckling risk portion.
  • the buckling risk site refers to at least one of the buckling risk sites A to D.
  • the rib may be provided over the entire length in the vertical direction of each face member.
  • the proof strength of the face member may be lower than the maximum generated stress in the buckling risk part range in a state where the rib is not provided.
  • the ribs provided in the buckling risk areas A and B may have a tapered shape that becomes wider toward the lower side in the vertical direction.
  • part C may have a taper shape which becomes wide toward the perpendicular direction upper direction.
  • the rib may be formed in a flat plate shape and fixed so that the plate surface of the rib is perpendicular to the plate surface of the face material portion.
  • the protruding length of the rib from the face material portion plate surface may be not less than 2 times and not more than 15 times the plate thickness of the face material portion.
  • the rib may be disposed on a plate surface opposite to the protruding direction of the face member.
  • the plate thickness of the rib may be 6 mm or more and 24 mm or less.
  • the rib may be provided only within a range of 60% of the width centering on the central portion in the width direction of the partition wall in the width direction of the partition wall.
  • each rib member of the corrugated partition formed of a thick metal plate is provided with a rib extending in the vertical direction, so that it can withstand a vertical compressive load acting on the rib member.
  • the yield strength of the entire partition wall against compressive load can be improved, and the yield strength required for the partition wall can be easily and stably ensured, so that the partition wall can be prevented from buckling.
  • the structure is relatively simple as compared with the conventional structure, so that the partition walls can be easily manufactured and the increase in the weight of the partition walls can be suppressed. Furthermore, since the rigidity can be improved as the bulkhead of the ship, it is possible to reduce the thickness of the bulkhead within a range in which the rigidity required for the bulkhead can be secured, which contributes to weight reduction of the hull. it can.
  • the weight of the bulkhead is improved and the buckling strength is improved. Can be realized simultaneously.
  • FIG. 1 It is a front view which shows a part of state which fixed the partition for ships concerning the 2nd Embodiment of this invention to the hold, (a) is only a buckling risk part A, (b) is a buckling risk part A. ⁇ C and (c) show the cases where ribs are provided at buckling risk sites A to D.
  • FIG. It is a perspective view which shows a part of the state which fixed the ship partition which concerns on the 2nd Embodiment of this invention to the hold, (a) is a buckling risk part A only, (b) is a buckling risk part A. ⁇ C and (c) show the cases where ribs are provided at buckling risk sites A to D.
  • FIG. 5 is a schematic view showing a case where tapered ribs are provided in buckling risk areas A to C. It is a finite element analysis result figure about the width direction distribution of the stress which arises in arbitrary partition 1A when seawater is filled into a hold, and is partition 1A whole figure.
  • 1A, 1B, 1C Bulkhead 2 (2-1, 2-2): Funakura 3A, 3B, 3C: Front side member 4A, 4B, 4C: Rear side member 5A, 5B, 5C: Rib 7, 8, 13, 14: Second flange portion 9, 10, 15, 16: First flange portion 7a to 10a, 13a, 16a: Lip portion 11, 12, 17, 18: Mold material
  • (First embodiment) 1 to 3 show a first embodiment of a marine bulkhead according to the present invention.
  • the marine bulkhead 1A according to the first embodiment is configured so that a ship's hold is placed in the traveling direction of the ship.
  • a so-called horizontal bulkhead partitioning in a direction perpendicular to the side is placed and fixed on a bulkhead (stool) 2 b in a hold 2 having an opening 2 a for loading and unloading at the top.
  • the partition wall 1A is formed of a thick metal plate, and has a corrugated shape in which a plurality of flat plate member portions 3A and 4A extending in the vertical direction are alternately projected on the front surface side and the rear surface side of the wall surface of the partition wall.
  • the thick metal plate forming the partition wall has a plate thickness of 15 to 30 mm, 12 to 35 mm, or 10 to 40 mm, and various metals such as a steel plate or a thick steel plate are used.
  • Each of the face member portions 3A and 4A is for improving the proof stress of the entire partition wall 1A.
  • the thick metal plates are alternately arranged at regular intervals on the front surface side and the rear surface side of the partition wall surface. By bending out of the plane, a front side surface member 3A protruding to the front side of the partition and a rear side member 4A protruding to the rear side of the partition are formed.
  • Each of the face material portions 3A and 4A is a plate having a plate surface along the width direction (left and right direction) of the partition wall 1A, and the face material portions 3A and 4A are parallel to each other. It is arranged and extends from the lower end to the upper end of the partition wall 1A.
  • the front side surface material portion 3A and the rear side surface material portion 4A are connected.
  • a flat web portion 6 extending in the vertical direction is formed.
  • the web portion 6 is inclined with respect to the width direction of the partition wall 1A in a plan view, and the closest longitudinal ends of the surface side surface material portion 3A and the rear side surface material portion 4A are opposed to each other. It is connected.
  • the partition wall 1A has a shape in which the shape of the waveform in plan view in which the front side surface material portions 3A and the rear side surface material portions 4A are alternately positioned is formed over the entire width.
  • the rib 5A reinforces each of the face material portions 3A and 4A, and improves the proof strength of each of the face material portions 3A and 4A, particularly the proof strength against the vertical compressive load accompanying the bending moment generated by the load. .
  • a bending moment acts on the bulkhead that partitions the cargo hold for a long time due to loads of ore, seawater, etc., and in particular, a compressive load due to this bending moment acts on the vertical direction of the bulkhead. Therefore, when an excessive compressive load is applied to the partition wall due to the load, the partition wall may be buckled. Therefore, the ribs are reinforced by the ribs, respectively, to improve the yield strength of the face member against the vertical compressive load acting on these face members. The proof strength is secured and the bulkhead is prevented from buckling.
  • the rib 5A of this embodiment has a plate thickness equivalent to that of the thick metal plate that forms the face material portions 3A, 4A and the web portion 6 formed separately from the face material portions 3A, 4A.
  • the plate surface 5Aa is disposed so as to be orthogonal to the plate surfaces of the face material portions 3A and 4A, and is integrated with the face material portions 3A and 4A by various joining means such as welding. It is joined and fixed to.
  • the plate thickness of the rib 5A is equivalent to the metal plate forming the face material portions 3A, 4A and the web portion 6.
  • various settings such as the width (that is, the protruding length from the face material portion) of the rib 5A can be basically arbitrarily set.
  • a shape such as the length of the rib 5A or a protruding length so that the cross-sectional secondary moment of the rib 5A is sufficiently large with respect to the cross-sectional secondary moment of the face material portions 3A and 4A.
  • the thickness of the rib 5A is the same as the thickness of the face material portions 3A and 4A, the protruding length of the rib 5A is set to a sufficiently large value with respect to the thickness of the rib 5A. The method of determining is mentioned.
  • the rib 5A is disposed over the entire length in the vertical direction of each face member, and each face member is stably reinforced from the lower end to the upper end of the face member 3A, 4A. In addition, buckling can be reliably prevented with respect to the entire face material portion.
  • the rib 5A disposed on the front side member 3A is disposed on the side opposite to the protruding direction of the front side member 3A, that is, on the rear side of the partition wall 1A. The partition wall 1A protrudes in the rear surface direction.
  • each face material part can be reinforced while effectively utilizing the space of the recessed part of the partition wall 1A.
  • each of the ribs 5A is disposed at the center in the width direction (left-right direction) of the face material portions 3A, 4A and extends in the vertical direction along the axis of each face material portion 3A, 4A. It has become a thing.
  • the marine partition wall 1A having the above-described configuration has a configuration in which flat surface ribs 5A extending in the vertical direction are provided on the respective surface material portions 3A and 4A in the corrugated partition wall formed of a thick metal plate. It is possible to improve the yield strength of the face material portions 3A and 4A against the compressive load in the vertical direction acting on the portions 3A and 4A, and hence the overall strength of the partition wall 1A against the compressive load. Thereby, since the yield strength with respect to the compressive load required as a partition can be ensured easily and stably, the buckling of a partition can be prevented reliably. In addition, since the flat ribs 5A are joined and fixed to the respective face member portions 3A and 4A, the partition wall can be easily manufactured, and the partition wall can be secured while ensuring the required strength. A significant increase in the weight of can also be suppressed.
  • the rib 5A by increasing the proof stress as a ship partition by the rib 5A, it is possible to reduce the plate thickness of the partition as much as possible within a range in which the necessary proof stress can be secured. Can be reduced in weight.
  • the ribs when attempting to secure the same strength against compressive load as a corrugated partition wall without ribs with a thick metal plate to increase the yield strength, the ribs have improved the yield strength of the face material, thereby forming the partition walls. Since the thickness of the thick metal plate can be reduced, the weight of the entire bulkhead can be reduced, which contributes to the weight reduction of the hull.
  • the range in which the rib 5A is provided is suitable, thereby simultaneously realizing the weight reduction of the partition wall 1A and the improvement of the buckling strength.
  • the knowledge that it was possible was obtained. Therefore, in the present embodiment, this knowledge will be described, and a case where the rib 5A is provided in a suitable range of the face material portions 3A and 4A will be described.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of the water pressure acting on the partition wall 1A provided between the adjacent cargo holds 2-1 and 2-2.
  • the height of the holds 2-1 and 2-2 is L
  • the height of the space between the hold and the deck is L
  • only one hold 2-1 is filled with seawater.
  • the water pressure w at the position of the depth h from the deck of the partition wall 1A is expressed by the following equation (1).
  • w ⁇ ⁇ g ⁇ h
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing the distribution of the bending moment M generated in the partition wall 1A between the hold 2-1 and the hold 2-2. Note that the two distribution curves shown in FIG. 5 (solid line and broken line in the figure) indicate that when the hold 2-1 is filled with seawater and the hold 2-2 is empty, the hold 2-1 is empty, and the hold 2-2 shows the cases where seawater is filled. These two distribution curves have an extreme value in the vicinity of the central portion of the partition wall 1A, and are symmetric with respect to the partition wall 1A.
  • the distribution curve of the bending moment M generated in the partition wall 1A shown in FIG. 5 is expressed by the following expression (2) when the distance from the upper end of the partition wall 1A is expressed as x (hereinafter referred to as M (x)).
  • M (x) ⁇ g / 60 ⁇ 10x 3 + 30L 0 x 2 ⁇ (30L 0 L + 9L 2 ) x + L 2 (5L 0 + 2L) ⁇ (2)
  • the partition wall 1A has a short vertical length (that is, a height) at a predetermined portion of the ship (for example, the vicinity of an end in the width direction of the ship). There is.
  • the bending moment M generated in the bulkhead 1A is equal to the vertical length (high) of the bulkhead 1A. ) Is calculated on the basis of the distance x from the upper end of the partition wall with the upper end of the longest as the reference. That is, the bending moment M generated in the partition wall 1A is calculated based on the above formula (2) in any part of the ship. Further, the lower end of the partition wall 1A is located at the upper end of the partition wall table (stool) 2b shown in FIG.
  • the bending moment distribution curve M (x) shown in FIG. 5 different sizes of stress are generated in the partition wall 1A depending on the height direction (vertical direction). Specifically, the largest stress is generated at the lower end portion of the partition wall 1A, then the largest stress is generated at the upper end portion of the partition wall 1A, and then the generated stress near the center portion of the partition wall 1A is large. (Specifically, about 25% from the upper end of the partition wall 1A, a position in the vicinity of about 75%), the generated stress is the smallest.
  • the range in which the rib 5A is to be installed in the face material portions 3A, 4A of the partition wall 1A varies depending on the value of the proof stress of the partition wall 1A in the state where the rib 5A is not installed. .
  • the proof stress of the partition wall 1A is smaller than the maximum stress generated in the range only in the vicinity of the lower part of the partition wall 1A (hereinafter referred to as case 1), at least the range in the vicinity of the lower part of the face material portions 3A and 4A (hereinafter referred to as the lower part).
  • the rib 5A needs to be installed in the buckling risk region A).
  • the proof stress of the partition wall 1A exceeds the buckling risk area A in the vicinity of the lower part of the partition wall 1A and the maximum stress generated in the range in the vicinity of the upper part of the partition wall 1A.
  • case 2 in addition to the buckling risk portion A, a range exceeding the buckling risk portion A at least in the vicinity of the lower portion of the face material portions 3A and 4A (hereinafter also referred to as buckling risk portion B).
  • buckling risk portion B a range exceeding the buckling risk portion A at least in the vicinity of the lower portion of the face material portions 3A and 4A
  • a buckling risk portion C it is necessary to install the rib 5A in a range in the vicinity of the upper portion of the face material portions 3A and 4A.
  • the proof stress of the partition wall 1A is smaller than the maximum stress generated in the range in the vicinity of the central portion of the partition wall 1A in addition to the range of the buckling risk areas A to C (hereinafter referred to as case 3), the buckling is performed.
  • the risk areas A to C it is necessary to install the rib 5A at least in the vicinity of the central portion of the face material portions 3A and 4A (hereinafter also referred to as a buckling risk area D).
  • rib 5A must be installed at least in buckling risk area A
  • rib 5A must be installed in at least buckling risk areas A to C
  • at least rib 5A must be installed.
  • Ribs 5A must be installed in buckling risk areas A to D.
  • the range in which the ribs 5A are provided in the face material portions 3A and 4A is as narrow as possible. Is desirable. Therefore, in case 1, it is desirable to install the rib 5A only in the buckling risk part A, in case 2, it is desirable to install the rib 5A only in the buckling risk part A to C, and in case 3, the rib 5A is disposed in the buckling risk part A to D. It is desirable to install only the rib 5A.
  • the rib 5A may be provided over the entire length (vertical direction) of the face material portions 3A and 4A. In this case, there is an advantage that buckling hardly occurs even when unexpected stress is generated in the partition wall 1A.
  • FIG. 6 is a graph showing a bending moment distribution curve when the height L 0 of the space between the hold and the deck is 5.0 m and the height L of the hold is 13.0 m. Also in FIG. 6, as in FIG. 5, two distribution curves (solid line and broken line in the figure) show the case where one hold is filled with seawater and the other hold is empty.
  • the case 1 corresponds to a case where the value of the bending moment of the horizontal axis is 0.8 or more, and the range in which the rib 5A is to be installed (that is, the buckling risk portion A) is Then, it is in the range of about 95% to 100% (when the upper end is set to 0%) from the upper end of the vertical height of the face material portions 3A, 4A.
  • the case 2 corresponds to a case where the value of the bending moment of the horizontal axis is 0.45 or more and less than 0.8, and the range in which the rib 5A is to be installed (that is, buckling risk)
  • the parts B and C) include a range (buckling risk part B) of 90% or more and less than 95% from the upper end of the height in the vertical direction of the face material portions 3A and 4A. It becomes the range (buckling danger part C) of 0% or more and 10% or less from the upper end of the vertical height of the material parts 3A and 4A.
  • the range in which the rib 5A is to be installed (that is, the range including the buckling risk sites A to D), after considering the proof strength of the partition wall 1A and the weight increase associated with the installation of the rib 5A, It can be determined as appropriate.
  • the range in which the rib 5A should be installed is about 0% or more from the upper end of the vertical height of the face members 3A and 4A.
  • a range of 20% or less, a range of about 30% to 70% and a range of about 80% to 100% are desirable.
  • the range in which the rib 5A is to be installed is about 80% or less (including buckling risk sites A to D) of the vertical length of the face member portions 3A and 4A in the entire partition wall 1A. It is preferable.
  • the bending moment due to water pressure increases toward the center, so that the buckling risk site D has a center of the vertical height of the partition wall 1A. It is necessary to include a part.
  • ribs 5A should be installed at least at buckling risk sites A to D.
  • the rib 5A installation range at this time is a range of about 0% to 20%, a range of about 30% to 70%, and about 80% from the upper end of the vertical height of the face members 3A, 4A.
  • the range of 100% or less ie, about 80% or less of the total height
  • the range of about 0% to 15% the range of about 30% to 70%
  • the range of about 85% to 100% That is, about 70% or less of the total height.
  • only the buckling risk parts A to D may be used (that is, about 60% of the total height).
  • the range in which the rib 5A is installed is the range of the face material portions 3A, 4A in the entire partition wall 1A. It is also effective to set it to about 50% or less of the vertical length. In other words, referring to FIG. 6, it is effective to install the rib 5A in a range where the value of the bending moment due to water pressure is about 0.35 or more.
  • the range of the vicinity of 22% (for example, 20 to 25%) from the upper end of the vertical height of the face member portions 3A and 4A and the range of about 80% (for example, 78 to 82%) from the upper end. Then, the value of the bending moment is almost zero. From this, it is also possible to adopt a configuration in which the ribs 5A are not installed in the range in the vicinity of 22% and the range in the vicinity of 80% from the upper end of the vertical height of the face member portions 3A, 4A.
  • the proof strength of the partition wall 1A in a state where the rib 5A is not installed is relatively small (case 3), it is further within a range of, for example, 30% to 70% from the upper end of the vertical height of the face material portions 3A, 4A. It is necessary to install the rib 5A.
  • FIG. 7 is a schematic front view of a marine bulkhead according to a second embodiment of the present invention, where (a) shows only a buckling risk part A, (b) shows buckling risk parts A to C, and (c). Shows a case where ribs 5A are provided in buckling risk areas A to D.
  • 8 is a schematic perspective view of a marine bulkhead according to a second embodiment of the present invention. Like FIG. 7, (a) shows only a buckling risk part A and (b) shows a buckling risk part. A to C and (c) show the case where ribs 5A are provided at buckling risk areas A to D, respectively.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a marine bulkhead according to a second embodiment of the present invention, where (a) shows only a buckling risk part A, (b) shows buckling risk parts A to C, ( c) shows a case where ribs 5A are provided in buckling risk areas A to D.
  • the partition wall 1A provided with the ribs 5A only at specific locations as shown in FIG. 7 to FIG.
  • the cases (cases 1 to 3) are classified according to the proof strength of the partition wall 1A
  • the rib 5A is installed by determining the range of the partition wall 1A in which the rib 5A must be provided in each case.
  • the range to be made can be a minimum range according to the proof stress of the partition wall 1A.
  • the proof strength of the partition wall 1A is obtained in advance, and the rib 5A is provided in a suitable range according to the proof stress. Therefore, the buckling proof strength of the partition wall 1A can be efficiently improved.
  • the rib 5A is provided when the proof stress of the buckling risk area is lower than the maximum stress generated in the buckling risk area without the rib 5A. If it exceeds, rib 5A may be installed.
  • the yield strength of the buckling risk part is lower than the maximum generated stress in the buckling risk part, an effect of reducing the weight of the steel material is expected by installing the rib 5A in the buckling risk part.
  • the proof stress of the buckling risk part exceeds the maximum stress generated in the buckling risk part, the ribs are installed considering only the most dangerous part, so that the buckling risk part is intermittently applied. An effect of avoiding an increase in design cost and manufacturing cost due to the installation of the rib 5A is expected.
  • the plate surface shape of the rib 5A is illustrated as being substantially rectangular, for example, but the plate surface shape of the rib 5A in the present invention is not limited to this. Therefore, the inventors have not uniformly distributed the bending moment generated in the face material portions 3A, 4A when the hold is filled with seawater (see FIGS. 5 and 6), so the plate shape of the rib 5A is not necessarily the same. Considering that the substantially rectangular shape is not necessarily optimal, the inventors have intensively studied a suitable plate surface shape of the rib 5A with reference to FIG. 6 and arrived at the present embodiment.
  • the bending moment generated in the face material portions 3A and 4A is not uniformly distributed in the longitudinal direction (height direction). Specifically, the bending moment generated in the buckling risk part A and the buckling risk part B of the face member portions 3A and 4A described in the second embodiment increases as it goes downward. On the other hand, the bending moment generated in the buckling risk portion C of the face material portions 3A and 4A increases as it goes upward.
  • the plate surface shape of the rib 5A provided in the buckling risk portions A and B of the face material portions 3A and 4A is a taper shape that becomes wider toward the lower side in the vertical direction (tapered substantially triangular shape).
  • the plate surface shape of the rib 5A provided in the buckling risk region C is a tapered shape that becomes wider toward the upper side in the vertical direction.
  • FIG. 10 is a schematic view showing a case where tapered ribs 5A are provided at buckling risk sites A to C.
  • the inclination angle of the rib 5A provided in the buckling risk areas A to C is preferably determined as appropriate according to the bending moment distribution generated in the respective ranges.
  • an example of how to determine a specific taper inclination angle will be described.
  • the required rib height at the position where the generated bending moment is maximized is calculated.
  • the rib height (basically the rib height is 0 mm) at the position where the generated bending moment is minimized in each of the buckling risk areas A to C is calculated.
  • each buckling risk area A to C the rib height at the position where the calculated bending moment is maximum and the rib height at the position where the bending moment is minimum are linearly complemented, and the buckling risk area A
  • the inclination angle of the tapered shape of the rib 5A provided for each C is determined.
  • FIG. 10 shows the case where the tapered ribs 5A are provided in all buckling risk areas A to C, but the present invention is not limited to this, and one predetermined buckling risk area is shown.
  • a configuration in which only the tapered rib 5A is provided, or a configuration in which the tapered rib 5A is provided over the entire length of the partition wall 1A is also conceivable.
  • the range in which the rib 5A is to be provided is a range according to the case classification described as the case 1 to case 3 in the second embodiment, for example, and is preferably changed as appropriate according to the proof strength of the partition wall 1A.
  • the plate surface shape of the rib 5A provided in the buckling risk portions A to C of the face member portions 3A and 4A is a tapered shape having a predetermined gradient angle, so that the buckling strength necessary for the partition wall 1A is obtained.
  • the rib weight is reduced compared to the case where the plate surface shape is substantially rectangular or the like, and resource saving is realized.
  • the protrusion length (width) of the rib 5A from the face member portions 3A and 4A can be arbitrarily set.
  • the protrusion of the rib 5A is described. It is also possible to suitably determine the length.
  • the protruding length of the rib 5A is preferably not less than 2 times and not more than 15 times the plate thickness of the face material portions 3A, 4A.
  • the protrusion length of the rib 5A from the face material portions 3A and 4A is preferably at least twice the plate thickness of the face material portions 3A and 4A.
  • the protrusion length is the plate of the face material portions 3A and 4A. If the thickness is less than twice, the welding operation of the rib 5A becomes difficult, and there arises a problem that the welding work load increases and the deformation of the member accompanying the welding increases. On the other hand, it is preferable that the protruding length of the rib 5A be 15 times or less the plate thickness of the face member portions 3A, 4A. If the protruding length of the rib 5A is excessive, the effect of improving the buckling strength is saturated. In addition, there is a problem that the members become surplus and the weight increases, and there is a problem that the function of the hold as a cargo warehouse is impaired by the rib 5A protruding into the internal space of the hold. is there.
  • the ribs 5A are provided on all the face member portions 3A, 4A constituting the marine partition wall 1A.
  • the present invention is not limited to this.
  • the present inventors considered that the stress (bending moment) generated in the width direction of the partition wall 1A is not uniform, and studied how to apply the stress in the width direction of the partition wall 1A.
  • FIGS. 11 to 14 are analysis diagrams in which the distribution in the width direction of the stress generated in an arbitrary partition wall 1A is analyzed when the hold is filled with seawater.
  • FIG. 11 is an overall view of the partition wall 1A, and FIG. It is an enlarged view of a location.
  • the Y direction in the figure is the partition wall width direction, and the shading of the color in the figure represents the stress distribution, and the darker portion shows more stress than the lighter portion. It is a place that has occurred.
  • the stress generated in the partition wall 1A is large in the central portion in the width direction of the partition wall 1A, and the stress generated in the width direction ends is small. This is because both ends of the partition wall 1A are installed in a state where they are fixed to the hold.
  • the stress is generated in the width direction of the partition wall 1A because 60% of the width (width length) of the partition wall centering on the central portion in the width direction of the partition wall 1A.
  • the rib 5A is provided only within a range where stress is generated, and within a range of 60% of the width (width length) centering on the central portion in the width direction of the partition wall 1A. It is desirable to provide ribs.
  • the range in which the rib 5A is provided can be arbitrarily set.
  • the stress generated increases as the partition 5A approaches the central portion in the width direction. For example, it may be within a range of 20% or 40% of the width centered on the central portion in the width direction of the partition wall 1A.
  • the rib 5A is made of the same metal plate as the plate thickness of the face material portion and the like, and has almost the same thickness.
  • the rib 5A in the present invention is the face material portion or the like. It is not necessary to be the same as the metal steel plate, and the thickness may be different from that of the face material portion.
  • the plate thickness of the rib 5A in the present invention is preferably 6 mm or more and 24 mm or less.
  • the thickness range of 6 mm to 24 mm in the thickness range of the rib 5A is a thickness range used as a bulkhead thickness of a general ship. For example, for the document “Steel Ship Rules, CSR-B ed. Stipulated in accordance with the Japan Maritime Association.
  • FIG. 15 shows an aspect of Reference Example 1 of the present invention.
  • the partition 1B of Reference Example 1 is formed in a flat plate shape extending in the vertical direction and protruding in the width direction of the partition 1B.
  • the first flange portions 9 and 10 constituting the half portion of the front surface material portion 3B, and the direction extending in the vertical direction and opposite to the first flanges 9 and 10. It is formed in a flat plate shape that protrudes to the rear surface, and has a face material portion protruding to the rear surface side of the partition wall 1B, that is, a second flange portion 7 and 8 constituting a half portion of the rear surface side surface material portion 4B.
  • a plurality of formed molds 11 and 12 having the same shape are arranged in series in the width direction (left and right direction). And each surface material part 3B, 4B of the partition 1B joins the 1st flange parts 9 and 10 of the pair of adjacent mold materials 11 and 12, and 2nd flange parts 7 and 8 mutually.
  • the corrugated partition wall 1B is extended over the entire width of the hold.
  • Each of the mold members 11 and 12 has a flat web portion 11a, in which the end portions in the immediate width direction facing the first flange portions 9 and 10 and the second flange portions 7 and 8 extend in the vertical direction. 11b are connected to each other.
  • the plates of the first flange portions 9 and 10 and the second flange portions 7 and 8 are provided.
  • Flat lip portions 9a, 10a, 7a, and 8a that protrude in a direction perpendicular to the surface and extend in the vertical direction are formed.
  • rip parts 9a and 7a are the 1st flange part 10 and the 2nd flange part 8 about the mold material 12.
  • the web portion 12a and the lip portions 10a and 8a are integrally formed.
  • Each of the lip portions 9a, 10a, 7a, 8a has a base end portion connected to the tip of each corresponding flange portion 9, 10, 7, 8 and each lip portion of the first flange portion 9, 10
  • the portions 9a and 10a are opposite to the direction of the first flange portions 9 and 10 on the second flange portions 7 and 8 side, that is, in the direction opposite to the protruding direction of the front side surface portion 3B (that is, the rear surface side direction of the partition wall).
  • the lip portions 7a and 8a of the second flange portions 7 and 8 are opposite to the direction of the first flange portion side of the second flange portions 7 and 8, that is, the protruding direction of the rear side surface portion 4B. It protrudes toward the direction (that is, the front side direction of the partition wall).
  • Each of these lip portions 9a, 10a, 7a, and 8a is a half portion of the rib 5B that reinforces each of the face material portions 3B and 4B against the compressive load in the vertical direction. Then, the lip portions 9a, 10a of the first flange portions 9, 10 facing each other and the lip portions 7a, 8a of the second flange portions 7, 8 of the pair of adjacent mold members 11, 12 are mutually connected.
  • the rib 5B is formed by being joined in a position-immovable state in an overlapped state.
  • the opposing plate surfaces of the lip portions 9a, 10a of the first flange portions 9, 10 in the pair of adjacent mold members 11, 12 and the lip portions 7a of the second flange portions 7, 8 are opposed to each other.
  • the mold material 11 forming the left half of the front side member 3B and the right half of the rear side member 4B is the right half and rear side member of the front side member 3B.
  • the mold material 12 forming the left half of the part 4B is inverted upside down (that is, the front surface side and the rear surface side of the mold material 12 are inverted), and each of the mold materials 11 and 12 has basically the same cross section. Shape.
  • the first flange portions 9 and 10 and the second flange portions 7 and 8 of the respective mold members 11 and 12 are set to have the same width, whereby the rib 5B is The front side member 3B and the rear side member 4B are located in the center in the width direction.
  • the marine partition wall 1B having the above-described configuration can basically obtain the same effects as those of the first embodiment described above.
  • the ribs 5B of the face material portions 3B and 4B are formed between the lip portions 9a and 10a of the first flange portions 9 and 10 and the second flange portions 7 and 8 of the pair of adjacent mold members 11 and 12, respectively. Since the lip portions 7a and 8a are joined to each other, that is, formed by two lip portions, the reinforcing effect against the compressive load in the vertical direction acting on the face material portions 3B and 4B is the first embodiment. Higher than Therefore, it is possible to more stably secure the yield strength against the compressive load necessary for the partition wall, and to reliably prevent the partition wall from buckling.
  • the first flange portions 9 and 10 and the second flange portions 7 and 8 of a pair of adjacent mold members 11 and 12 formed in a predetermined shape are joined to each other. Since it is a structure, formation of the whole partition is comparatively easy.
  • the lip portions 9a and 10a of the first flange portions 9 and 10 are protruded in a direction opposite to the protruding direction of the front side surface member portion 3B, while the second flange portions 7 and 8 are protruded.
  • the ribs 5B protrude in a direction opposite to the protruding direction of the respective face member portions 3B, 4B by protruding the lip portions 7a, 8a in a direction opposite to the protruding direction of the rear surface member 4B. It has become.
  • the ribs can be disposed on the respective face material portions in either case of the front side surface portion or the rear side surface portion, either on the front side or the rear side of the partition wall.
  • the position of the rib can be set as appropriate.
  • the lip portions 9a and 10a of the first flange portions 9 and 10 in the pair of adjacent mold members 11 and 12 or the lip portions 7a of the second flange portions 7 and 8, 8a is protruded in the same direction, but the lip portions of the first flange portions or the lip portions of the second flange portions are protruded in opposite directions, and the lip portions of the opposing lip portions
  • the ribs may be formed on both the front side and the rear side of the face member.
  • the ribs 5B are arranged at the center in the width direction of the face material portions 3B, 4B by forming the partition wall 1B with the mold materials 11, 12 having the same shape.
  • the ribs are arranged at positions offset from the center of the face material portion. May be.
  • the lip portions 9 a, 10 a, 7 a, 8 a are bent substantially at right angles from the tips of the flange portions 9, 10, 7, 8, so that the lip portions 9 a, 10 a, 7 a,
  • the plate surface of 8a is the aspect protruded in the direction orthogonal to the plate surface of each flange part 9,10,7,8.
  • a groove 13 is formed between the first flange portions 9 and 10 to be joined and the second flange portions 7 and 8 to be welded to each other.
  • the lip portions 9a, 10a, 7a, and 8a are bent so that the inclined surface 14 for forming the groove is formed on the base end side of the lip portions 9a, 10a, 7a, and 8a. It can be set as the aspect which the surface protruded in the direction orthogonal to the plate
  • the protruding length of the rib 5B is more than twice the plate thickness of the face material portions 3B and 4B. It is preferably 15 times or less.
  • the plate thickness of the face material portions 3B and 4B at this time may be based on the sum of the plate thicknesses of the lip portions 7a and 8a (or the lip portions 9a and 10a).
  • FIG. 17 shows a mode of a reference example 2 of the marine partition wall of the present invention.
  • the partition wall 1C of the reference example 2 is formed in a flat plate shape extending in the vertical direction and protruding in the width direction of the partition wall.
  • the first flange portions 15 and 16 constituting the half of the front surface side material portion 3C and the face material portion protruding to the front surface side of the partition wall 1C, and the first flange 15 are opposite to each other.
  • the metal thickness is formed in a flat plate shape protruding in the direction to be protruded and has a second flange portion 13 and 14 constituting a half portion of the rear surface side surface portion 4C, that is, a surface material portion protruding toward the rear surface side of the partition wall 1C.
  • a plurality of identical molds 17 and 18 formed of a plate are arranged in series in the width direction (left-right direction).
  • each face material part 3C, 4C of the partition 1C is formed by joining the first flange parts 15, 16 and the second flange parts 13, 14 of a pair of adjacent mold members 17, 18 to each other.
  • the corrugated partition wall 1C is extended over the entire width of the hold.
  • Each of the mold members 17 and 18 has a flat web portion in which the end portions in the immediate width direction facing the first flange portions 15 and 16 and the second flange portions 13 and 14 extend in the vertical direction.
  • the first flange portions 15 and 16, the second flange portions 13 and 14, and the web portions 17 a and 18 a are integrally formed.
  • the first flange portion 16 of one mold member 18 has the width direction distal end thereof, A plate-like lip portion 16 a that protrudes in a direction orthogonal to the plate surface of the first flange portion 16 and extends in the vertical direction is provided integrally with the first flange portion 16.
  • the second flange portion 13 of one mold member 17 has the second flange portion 13 at the distal end in the width direction.
  • a plate-like lip portion 13 a that protrudes in a direction perpendicular to the plate surface of the flange portion 13 and extends in the vertical direction is provided integrally with the second flange portion 13.
  • the lip portions 13a and 16a have base end portions connected to the distal ends of the flange portions 13 and 16, respectively. And about the lip
  • the lip portion 13a serving as the rib 5C of the rear side surface material portion 4C the direction on the first flange portion 15 side in the second flange portion 13, that is, the direction opposite to the protruding direction of the rear side surface material portion 4C. It projects toward (that is, toward the front side of the partition wall).
  • the mold members 17 and 18 are welded to the base end portion of the lip portion on the side having the lip portion and the distal end of the flange portion of the mold portion on the side not having the lip portion. , 18 and the second flange portions 13, 14 are joined together. Specifically, in the front side surface member portion 3C, the base end portion of the lip portion 16a of the first flange portion 16 of the mold material 18 and the distal end of the first flange portion 15 of the mold material 17 are the rear side surface material portion. In 4C, the base end portion of the lip portion 13a of the second flange portion 13 of the mold material 17 and the distal end of the second flange portion 14 of the mold material 18 are welded to each other.
  • each of the lip portions 16a and 13a becomes a rib of each of the front side surface material portions 3C and each of the rear side surface material portions 4C independently, and with respect to a vertical compressive load acting on each of the surface material portions 3C and 4C.
  • the function to reinforce is demonstrated.
  • the mold material 17 that forms the left half portion of the front side surface material portion 3C and the right half portion of the rear side surface material portion 4C in the figure is the front side surface material portion 3C.
  • the mold material 18 that forms the right half and the left half of the rear side surface material portion 4C is inverted upside down (that is, the front surface side and the rear surface side of the mold material 18 are reversed), and each mold material is basically the same. Cross-sectional shape.
  • the lip portions 13a and 16a that is, the ribs 5C are The front side surface material portion 3C and the rear side surface material portion 4C are located at substantially the center in the width direction.
  • the marine partition wall having the above configuration can basically obtain the same effects as those of the first embodiment described above.
  • rip parts 13a and 16a used as the rib 5C are made into the flange part of one mold material of the pair of mold materials 17 and 18 which form each surface material part 3C and 4C, ie, a front side surface.
  • the material portion 3C the first flange portion 16 is provided, and in the case of the rear side surface material portion 4C, only the second flange portion 13 is provided.
  • the formation of the partition wall is relatively easy.
  • the ribs 5C are disposed on the front surface side portion 3C and the rear side surface material portion 4C on either the front side surface or the rear surface side of the partition wall surface in the front side surface material portion 3C or the rear side surface material portion 4C.
  • the rib disposition position can be appropriately set by changing the protruding direction of the lip portion.
  • the ribs 5C are arranged substantially at the center in the width direction of the face material portions 3C, 4C by forming the partition walls by the substantially identical mold materials 17, 18.
  • the ribs are offset from the center of the face material portion using a plurality of non-homogeneous mold materials having different widths of the first flange portions 15 and 16 and the second flange portions 13 and 14, respectively. It may be arranged at the position as in the first reference example.
  • the lip portions 13a and 16b are bent substantially at right angles from the tips of the flange portions 13 and 16, so that the plate surfaces of the lip portions 13a and 16a are different from the plate surfaces of the flange portions.
  • the flange portions 14 and 15 joined to the base ends of the lip portions 13a and 16a are formed in a flat plate shape with a constant thickness while projecting in the orthogonal direction.
  • an inclined surface for forming a groove is formed on the proximal end portion side of the lip portion so that a groove for welding is formed between the proximal end portion of the lip portion to be joined and the distal end of the flange portion.
  • the lip portion plate surface may protrude in a direction perpendicular to the plate surface of each flange portion, or a groove forming inclined surface may be provided at the tip of the flange portion to be joined. it can.
  • the partition wall for ships having the configuration according to the first embodiment of the present invention, that is, formed on each face member as shown in FIGS.
  • a rib having a configuration in which the rib is fixed so that the plate surface of the rib is perpendicular to the plate surface of the face material portion, and a conventional partition that does not depend on the configuration of the present invention, that is, the rib according to the present invention.
  • the yield strength with respect to the compressive load of an up-down direction was investigated.
  • invention example the face material portion of the partition wall according to the present invention
  • comparativative example the face material portion of the conventional partition wall
  • the rib in the example of the present invention is a steel plate having a thickness of 14.5 mm and a protruding length (length in the short direction) of 100 mm.
  • the face material portions according to the present invention example and the comparative example are simply supported on four sides, and a load is applied downward from the upper end side of each face material portion to compress the face material portions in the vertical direction.
  • the amount of deformation in the vertical direction of the face member (the axial direction of the face member) accompanying the load was measured.
  • the results are shown in FIG. In the graph of FIG. 18, the black dot plot points indicate examples of the present invention, and the white dot plot points indicate comparative examples.
  • the marine bulkhead having the configuration according to the present invention has a significantly higher proof stress against the compressive load in the vertical direction as compared with the conventional one, and the ribs of the face material portion are compressed in the vertical direction. The reinforcing effect against the load was demonstrated.
  • the height to the deck described in Table 1 is L 0 + L shown in FIG. 4, and the height of the partition wall is L shown in FIG.
  • Dangerous parts A, B, C, and D correspond to buckling dangerous parts A, B, C, and D described in the second embodiment and the like, and the other parts are other than dangerous parts A to D.
  • the upper end of the partition wall is 0, the dangerous part A is in the range of 95 to 100%, the dangerous part B is in the range of 90 to 95%, the dangerous part C is in the range of 0 to 10%, and the dangerous part D is 30 to 30%.
  • the range is 70%, and the others are the range of 10 to 30% and the range of 70 to 90%.
  • the presence or absence of ribs in each range is described in the table. For other ranges, in addition to the presence or absence of rib installation, the installation range for rib installation is also described.
  • FIG. 19 is an explanatory diagram showing an example of the dimensions of the partition walls used in the analysis in this example
  • FIG. 19 (a) is an enlarged sectional view of a part of the partition walls
  • FIG. 19 (b) is the front view of the partition walls.
  • Table 1 also describes the rib shape (rib thickness, rectangular height, taper shape), the angle between the rib and the face material, and the rib placement direction. The shape of the rib, the angle between the rib and the face member, and the arrangement direction of the rib are changed.
  • study case 44 in Table 1 shows the basic conditions in which buckling does not occur in the state where no rib is provided, and the study cases 1 to 43, 45, and 46 have various conditions (described in Table 1). The analysis results under each condition) are shown.
  • study cases 1 to 43 correspond to the examples of the present invention, and study cases 44 to 46 correspond to comparative examples.
  • each of the study cases 1 to 46 will be described.
  • Investigative cases 1 to 17 are the analysis results when the height to the deck, the height of the bulkhead, and the dimensions of the bulkhead are the conditions shown in Table 1 and ribs are provided in all of the dangerous areas A to D.
  • the other ranges In the study cases 1 to 17, in addition to the dangerous parts A to D, the other ranges have a structure in which ribs are installed in the ranges shown in Table 1.
  • Cases 1 to 3 are analysis results of three types of bulkheads having different heights up to the deck and bulkhead heights.
  • the ratio between the height to the deck and the height of the bulkhead is assumed to be the same.
  • buckling does not occur in Study Cases 1 to 3 (buckling occurs: none, symbol in table).
  • the rib installation range in other ranges other than the dangerous areas A to D is different in each of the study cases 1 to 3, but it does not affect the presence or absence of buckling.
  • the depth a of the partition wall is changed compared to the other cases, and in the study cases 6 and 7, the web width b is changed.
  • all of these examination cases 4 to 7 are conditions in which ribs are provided in the dangerous parts A to D.
  • the partition wall does not buckle. This is because, for example, by changing the depth a of the partition wall and the web width b, the occurrence of buckling can be avoided by providing the rib even if the proof stress of the partition wall is smaller than the maximum stress to be generated. It shows that.
  • the width c of the face material portion, the web plate thickness tw, and the plate thickness tf of the face material portion in the partition are changed as compared with the other cases.
  • All of these examination cases 8 to 17 are conditions in which ribs are provided in the dangerous parts A to D.
  • no buckling occurs in the partition walls. That is, the occurrence of buckling is avoided by providing ribs in all of the dangerous parts A to D.
  • the examination cases 18 to 24 are obtained by changing the range in which ribs are installed in the partition walls, the examination cases 18 to 20 are configured by installing ribs only in the dangerous part A, and the examination case 21 is only in the dangerous parts A to C. In the configuration in which the ribs are installed in the examination cases 22 to 24, the ribs are installed only in the dangerous parts A to D. In these study cases 18 to 24, the partition wall does not buckle.
  • the study cases 25 to 31 are obtained by changing the rib thickness and the rectangular height under the conditions shown in Table 1. All of these examination cases 25 to 31 are conditions in which ribs are provided in the dangerous parts A to D. Under these conditions, the partition wall does not buckle.
  • the rib lower end height and the rib upper end height are determined under the conditions shown in Table 1, and a taper shape is given to a predetermined range of the installed rib. All of these examination cases 32 to 37 are conditions in which ribs are provided in all of the dangerous parts A to D, and a taper shape is given to a part of the provided ribs. Under these conditions, the partition wall does not buckle.
  • the study cases 38 to 40 are cases where the angle ⁇ between the rib and the face material portion is set to 70 ° different from other cases. All of these examination cases 38 to 40 are conditions in which ribs are provided in all of the dangerous parts A to D. Under these conditions, the partition wall does not buckle.
  • the angle ⁇ between the rib and the face member is preferably 90 ° as described in the above embodiment, but is within a range in which buckling does not occur, for example, as shown in the present cases 38 to 40.
  • the angle ⁇ for example, 70 °
  • the study cases 41 to 43 are cases in which the ribs are arranged in a direction opposite to the direction in which the face material part protrudes, which is different from the other cases. All of these examination cases 41 to 43 are conditions in which ribs are provided in all of the dangerous parts A to D. Under these conditions, the partition wall does not buckle.
  • the study case 44 shows a condition in which no rib is installed, and the present invention is not applied.
  • the study cases 45 and 46 have a configuration in which ribs are provided only in the risk areas A to C. In the configurations of these examination cases 45 and 46, the partition wall is buckled (the occurrence of buckling: yes, symbol x in the table).
  • the yield strength of the face material portion in the dangerous part D is lower than the maximum generated stress in the dangerous part D range in the state where no rib is installed.
  • the buckling strength of the partition wall can be improved by installing a rib in the dangerous part D, and the proof strength necessary as a partition wall for a ship can be easily and stably secured.
  • the structure of the study case 14 is provided with ribs in all the risk areas A to D, whereas the study case 46 is dangerous. Ribs are installed in the parts A to C, and no ribs are installed in the dangerous part D.
  • the partition wall is not buckled, whereas in the configuration of the study case 46, the partition wall is buckled. From a comparison between the two, it can be seen that if the configuration of the study case 14 is configured such that no rib is provided in the dangerous part D, buckling occurs in the dangerous part D.
  • the rib buckling strength is improved by installing ribs in the dangerous part D. Specifically, in a partition wall that has buckled without a rib installed, by installing a rib in a predetermined range (dangerous part D), buckling in that range is avoided, and it is necessary as a partition wall for ships. Strength is secured.
  • the present invention can be applied to a bulkhead made of thick metal plates that partition a ship's hold. More specifically, the present invention can be applied to a compressive load generated in a face material portion of a bulkhead due to a bending moment generated in the bulkhead by a load acting in the front-rear direction of the bulkhead. On the other hand, it can be applied to a bulkhead for ships having a high buckling strength.

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Abstract

【課題】隔壁の重量の増大を可及的に抑えながら、該隔壁に必要な上下方向の圧縮荷重に対する耐力を確保して、隔壁の座屈を防止することができる船舶用隔壁を提供する。 【解決手段】船舶の船倉を仕切る金属厚板からなる隔壁であって、鉛直方向に延び且つ隔壁の幅方向に沿う板状に形成された複数の面材部を、隔壁の前面側と後面側に交互に突出させた波形の船舶用隔壁において、少なくとも前記各面材部の鉛直方向高さの上端から９５％以上１００％以下の範囲の座屈危険部位Ａに、リブを設けた、船舶用隔壁が提供される。

Description

船舶用隔壁
　本発明は、船舶の船倉を仕切る金属厚板製の隔壁に関するものであり、さらに詳しくは、隔壁の前後方向に作用する荷重によって隔壁に生じる曲げモーメントに伴い、隔壁の面材部に生じる圧縮荷重に対して高い座屈耐力を有する船舶用の隔壁に関する。
　例えば、鉄や非鉄金属の原料となる鉱石等を運搬するばら積み船等の船舶は、船舶の船倉を金属厚板で形成された隔壁により船倉が仕切られ、複数の船倉スペースが形成されている。船倉を仕切る隔壁にとしては、隔壁全体としての耐力を確保するため、鉛直方向に延び且つ隔壁の幅方向に沿う平板状に形成された複数の面材部を、隔壁の壁面の前面側と後面側とに交互に突出させた波形の隔壁が採用されているのが一般的である。
　ところで、上記鉱石等を運搬するに際して、上記船倉スペースには、運搬先に向かう往路においては鉱石が満載された状態となっている一方、復路においては船舶の船体の浮沈を調整するために海水を積載した状態となるのが通常である。したがって、船倉を仕切る隔壁には、鉱石や海水等の積荷により長時間にわたって曲げモーメントが作用する。特に、海水を積載する場合、船体の重量バランスをとるために複数の船倉に間欠的に海水を積載することが通常である。このような場合において、隔壁には上記曲げモーメントによって実質的に上下方向の圧縮荷重が作用した状態となるため、海水等によって過度の圧縮荷重が隔壁に作用した場合には、該隔壁が座屈する可能性があった。
　そのため、上記隔壁の座屈耐力を強化するため、隔壁を形成する金属板自体の板厚を大きくしたり、例えば特許文献１に記載されているように、従来の波形の隔壁の前面側及び後面側の凹部を金属板で塞ぐと共に、この凹部内の空間にコンクリートを充填して隔壁の耐力を向上させたりしている。しかしながら、隔壁を形成する金属板の板厚を増加させたり、特許文献１のような手段を採用したりする場合には、隔壁全体としての耐力を向上させることができるものの、隔壁自体の重量が大幅に上昇するという問題があった。近年の船舶においては、船体の軽量化が最重要課題の一つに挙げられている上、資源材料の節約を図る傾向にあることから、このような板厚増加や特許文献１の技術を採用することには問題がある。
　また、隔壁の軽量化を目指し、例えば特許文献２に記載されているように、突出された面材部を隔壁の前後方向に結合する部材（ウェブ部）にリブを設置して、板の面外の曲げ剛性を向上させる方法が提案されている。しかしながら、特許文献２のような手段を採用する場合、ウェブ部の曲げ剛性を高めることはできるものの、隔壁部材に変形性能が求められることは少なく、耐力が期待されることが一般的であり、隔壁の板厚はウェブ部の曲げ剛性よりも面材部の座屈耐力で決定されることが多いことから、隔壁の軽量化に特許文献２のような技術を採用することは効果が小さいという問題がある。
　また、船舶の船倉を仕切る隔壁に鉱石や海水等の積荷によって曲げモーメントが作用する場合に、当該曲げモーメントは隔壁の鉛直方向中央部に比べて、上方及び下方に対して大きく作用する。即ち、隔壁の面材部に生じる圧縮荷重はその長手方向において一定とはならない。特許文献１及び特許文献２においては、そのような船舶の船倉特有の曲げモーメント（あるいは圧縮荷重）の作用分布については考慮されておらず、従来の技術では隔壁の座屈耐力の向上と隔壁の軽量化を、効率的に且つ同時に実現させることができていないという問題がある。
特表２００６－５０７９８４号公報 特開昭６２－２２７８８９号公報
　本発明の技術的課題は、隔壁の重量の増大を可及的に抑えながら、該隔壁に必要な上下方向の圧縮荷重に対する耐力を確保して、隔壁の座屈を防止することができる船舶用隔壁を提供することにある。具体的には、建築分野の柱材等とは異なる船舶の船倉特有の曲げモーメントの作用分布に合わせて、隔壁の持つ耐力に合わせた好適な範囲について座屈耐力を向上させるといった方法を取ることで、隔壁の軽量化と座屈耐力の向上を同時に実現することを目的とする。
　上記課題を解決するため、本発明によれば、船舶の船倉を仕切る金属厚板からなる隔壁であって、鉛直方向に延び且つ隔壁の幅方向に沿う板状に形成された複数の面材部を、隔壁の前面側と後面側に交互に突出させた波形の船舶用隔壁において、少なくとも前記各面材部の鉛直方向高さの上端から９５％以上１００％以下の範囲の座屈危険部位Ａに、リブを設けた、船舶用隔壁が提供される。
　上記船舶用隔壁において、さらに、少なくとも前記上端から９０％以上９５％未満の範囲の座屈危険部位Ｂ及び前記上端から０％以上１０％以下の範囲の座屈危険部位Ｃに、リブを設けても良い。
　また、上記船舶用隔壁において、さらに、少なくとも前記上端から３０％以上７０％以下の範囲の座屈危険部位Ｄに、リブを設けても良い。
　また、上記船舶用隔壁においては、前記座屈危険部位にのみ、前記リブを設けても良い。なお、ここでの座屈危険部位とは、上記座屈危険部位Ａ～Ｄのうち少なくとも１つ以上を指す。
　また、前記リブは、前記各面材部の鉛直方向全長に亘って設けられても良い。
　また、前記座屈危険部位の少なくとも一部においては、前記面材部の耐力は、前記リブを設けない状態では当該座屈危険部位範囲内における最大発生応力を下回るような構成でも良い。
　また、前記座屈危険部位Ａ及びＢに設けられるリブは、鉛直方向下方に向かって広幅となるテーパー形状を有していても良い。
　また、前記座屈危険部位Ｃに設けられるリブは、鉛直方向上方に向かって広幅となるテーパー形状を有していても良い。
　また、前記リブは、平板状に形成されていて、該リブの板面が前記面材部の板面に対して直角となるように固定されていても良い。
　また、前記リブの前記面材部板面からの突出長さは、前記面材部の板厚の２倍以上１５倍以下であっても良い。
　また、前記リブは、前記面材部の突出方向とは相反する側の板面に配設されていても良い。
　また、前記リブの板厚は６ｍｍ以上２４ｍｍ以下であっても良い。
　また、前記リブは、前記隔壁の幅方向において当該隔壁の幅方向中央部を中心とする幅の６０％の範囲内にのみ設けられても良い。
　本発明によれば、金属厚板で形成された波形の隔壁における各面材部に、鉛直方向に延びるリブを設けた構成としたことにより、面材部に作用する上下方向の圧縮荷重に対する耐力を向上させ、これにより、該隔壁全体の圧縮荷重に対する耐力を向上させ、隔壁として必要な耐力を容易且つ安定的に確保することができるため、隔壁の座屈を防止することができる。
　加えて、各面材部にリブを設けるという従来に比べて比較的簡易な構成としたことにより、隔壁の製造が容易であり、隔壁の重量の大幅な増加も抑えることができる。さらに、船舶の隔壁として剛性を向上させることできるため、隔壁として必要な剛性を確保することができる範囲内で隔壁の板厚を小さくすることも可能であり、船体の軽量化に寄与することができる。
　また、船舶の船倉特有の曲げモーメントの作用分布に合わせて、隔壁の持つ耐力に合わせた好適な範囲について座屈耐力を向上させるといった方法を取ることで、隔壁の軽量化と座屈耐力の向上を同時に実現することができる。
本発明の第１の実施の形態に係る船舶用隔壁を船倉に固定した状態の一部を示す正面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る船舶用隔壁の同横断面図である。 同斜視図である。 互いに隣接する船倉２－１と船倉２－２との間に設けられる隔壁１Ａに作用する水圧についての説明図である。 船倉２－１と船倉２－２との間の隔壁１Ａに生じる曲げモーメントＭの分布を示す説明図である。 船倉と甲板との間の空間の高さｌ０が５．０ｍ、船倉の高さｌが１３．０ｍである場合の曲げモーメントの分布曲線を示すグラフである。 本発明の第２の実施の形態に係る船舶用隔壁を船倉に固定した状態の一部を示す正面図であり、（ａ）は座屈危険部位Ａのみ、（ｂ）は座屈危険部位Ａ～Ｃ、（ｃ）は座屈危険部位Ａ～Ｄにリブを設けた場合を示す。 本発明の第２の実施の形態に係る船舶用隔壁を船倉に固定した状態の一部を示す斜視図であり、（ａ）は座屈危険部位Ａのみ、（ｂ）は座屈危険部位Ａ～Ｃ、（ｃ）は座屈危険部位Ａ～Ｄにリブを設けた場合を示す。 リブを、面材部の特定の箇所のみに設けた場合を示す説明図であり、（ａ）は座屈危険部位Ａのみ、（ｂ）は座屈危険部位Ａ～Ｃ、（ｃ）は座屈危険部位Ａ～Ｄにリブを設けた場合を示す。 座屈危険部位Ａ～Ｃにテーパー形状のリブを設けた場合を示す概略図である。 船倉に海水を充填させた場合に、任意の隔壁１Ａに生じる応力の幅方向分布に関する有限要素解析結果図であり、隔壁１Ａ全体図である。 船倉に海水を充填させた場合に、任意の隔壁１Ａに生じる応力の幅方向分布に関する有限要素解析結果図であり、応力が生じる箇所の拡大図である。 図１１の解析結果図において、有限要素モデルのメッシュラインを消去したものである。 図１２の解析結果図において、有限要素モデルのメッシュラインを消去したものである。 本発明の参考例１における船舶用隔壁の横断面図である。 図１３の船舶用隔壁に溶接に供する開先を設けた例を示す横断面図である。 本発明の参考例２における船舶用隔壁の横断面図である。 実施例の実験結果を示すグラフである。 実施例における解析モデルの寸法についての一例を示す説明図であり、（ａ）は隔壁の一部を拡大した断面図、（ｂ）は隔壁の正面図である。
　１Ａ，１Ｂ，１Ｃ：　隔壁
　２（２－１、２－２）：　船倉
　３Ａ，３Ｂ，３Ｃ：　前面側面材部
　４Ａ，４Ｂ，４Ｃ：　後面側面材部
　５Ａ，５Ｂ，５Ｃ：　リブ
　７，８，１３，１４：　第２のフランジ部
　９，１０，１５，１６：　第１のフランジ部
　７ａ～１０ａ，１３ａ，１６ａ：　リップ部
　１１，１２，１７，１８：　型材
　以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
　（第１の実施の形態）
　図１～図３は、本発明に係る船舶用隔壁の第１の実施の形態を示すもので、この第１の実施の形態の船舶用隔壁１Ａは、船舶の船倉を、船舶の進行方向に対して直角な方向に仕切るいわゆる横隔壁で、図１に示すように、上部に積荷を出し入れする開口２ａを備えた船倉２内において、隔壁台（スツール）２ｂ上に載置、固定されている。
　この隔壁１Ａは、金属厚板により形成されたもので、鉛直方向に延びる平板状の複数の面材部３Ａ，４Ａを、隔壁の壁面の前面側と後面側とに交互に突出させた波形の構成となっており、船倉２の幅方向（左右方向）全幅に亘って延設されている。そして、上記各面材部３Ａ，４Ａには、鉛直方向に延びるリブ５Ａがそれぞれ設けられている。
　なお、本発明において、上記隔壁を形成する金属厚板は、板厚が１５～３０ｍｍ又は１２～３５ｍｍ又は１０～４０ｍｍのもので、鋼板又は厚鋼板等の各種金属が用いられている。
　上記各面材部３Ａ，４Ａは、隔壁１Ａ全体の耐力を向上させるためのもので、この実施の形態においては、金属厚板を隔壁の壁面の前面側と後面側とに一定間隔で交互に面外曲げすることにより、隔壁の前面側に突出させた前面側面材部３Ａと、隔壁の後面側に突出させた後面側面材部４Ａとがそれぞれ形成されたものとなっている。
　これらの各面材部３Ａ，４Ａは、隔壁１Ａの幅方向（左右方向）に沿う板面を有する板体状のもので、いずれの面材部３Ａ，４Ａも、相互に平行となるように配設されていると共に、隔壁１Ａの下端から上端に亘って延びている。
　また、隣接する面材部の間、具体的に、前面側面材部３Ａと、それに隣接する後面側面材部４Ａとの間には、これらの表側面材部３Ａ及び後面側面材部４Ａを連結する、鉛直方向に延びる平板状のウェブ部６が形成されている。このウェブ部６は、平面視において、隔壁１Ａの幅方向に対して傾斜した向きとなっており、表面側面材部３Ａと後面側面材部４Ａとの対向する直近の長手の端部を相互に連結している。
　これにより、隔壁１Ａは、前面側面材部３Ａと後面側面材部４Ａとが交互に位置する平面視波形の形状が全幅に亘って形成された格好となっている。
　リブ５Ａは、上記各面材部３Ａ，４Ａを補強して、これらの各面材部３Ａ，４Ａの耐力、特に積荷によって生じる曲げモーメントに伴う上下方向の圧縮荷重に対する耐力を向上させるものである。
　既に述べたように、船倉を仕切る隔壁には、鉱石や海水等の積荷により長時間にわたって曲げモーメントが作用し、特に、隔壁の上下方向に対しては、この曲げモーメントに起因する圧縮荷重が作用した状態となるため、積荷によって隔壁に過度の圧縮荷重が作用した場合には、該隔壁が座屈する可能性がある。
　そのため、上記リブにより各面材部をそれぞれ補強して、これらの面材部に作用する上下方向の圧縮荷重に対する該面材部の耐力を向上させ、これにより、隔壁全体として圧縮荷重に対する十分な耐力を確保し、隔壁の座屈防止を図るようにしている。
　具体的に、この実施の形態のリブ５Ａは、面材部３Ａ，４Ａとは別体として形成された、上記面材部３Ａ，４Ａ及びウェブ部６を形成する金属厚板と同等の板厚を備えた長尺の平板状のもので、板面５Ａａが面材部３Ａ，４Ａの板面と直交するように配設され、溶接等の各種接合手段によって面材部３Ａ，４Ａに一体的に接合、固定されている。
　なお、この実施の形態においては、リブ５Ａの板厚は、面材部３Ａ，４Ａ及びウェブ部６を形成する金属厚板と同等としている。
　ここで、上記リブ５Ａは、その幅（即ち、面材部からの突出長さ）等の各種設定を基本的に任意に設定することができる。任意の設定の方法としては、例えば、面材部３Ａ，４Ａの断面二次モーメントに対してリブ５Ａの断面二次モーメントが十分に大きな値となるようにリブ５Ａの長さや突出長さといった形状を決定したり、あるいはリブ５Ａの厚さを面材部３Ａ，４Ａの厚さと同じとする場合には、リブ５Ａの厚さに対して十分に大きな値となるようにリブ５Ａの突出長さを決定するといった方法が挙げられる。
　また、本実施の形態において上記リブ５Ａは、各面材部の鉛直方向全長にわたって配設されており、面材部３Ａ，４Ａの下端から上端に亘って各面材部をそれぞれ安定的に補強し、各面材部全体について座屈を確実に防止できるようにしている。
　また、上記リブ５Ａのうち、前面側面材部３Ａに配設されたものについては、該前面側面材部３Ａの突出方向とは相反する側、即ち、隔壁１Ａの後面側に配設されていて、隔壁１Ａの後面側方向に突出する構成となっている。一方、後面側面材部４Ａに配設されたものについては、該後面側面材部４Ａの突出方向とは相反する側、即ち、隔壁１Ａの前面側に配設されていて、隔壁１Ａの前面側方向に突出する構成となっている。これにより、それぞれ隔壁１Ａの窪み部分のスペースを有効に利用しながら各面材部の補強が図れるようにしている。
　さらに、上記リブ５Ａは、いずれも、面材部３Ａ，４Ａの幅方向（左右方向）の中央に配設されていて、各面材部３Ａ，４Ａの軸線に沿って鉛直方向にそれぞれ延びたものとなっている。
　上記構成を有する船舶用隔壁１Ａは、金属厚板で形成された波形の隔壁における各面材部３Ａ，４Ａに、鉛直方向に延びる平板状のリブ５Ａを設けた構成としたことにより、面材部３Ａ，４Ａに作用する上下方向の圧縮荷重に対する該面材部３Ａ，４Ａの耐力、ひいては、該圧縮荷重に対する隔壁１Ａ全体の耐力を向上させることが可能である。これにより、隔壁として必要な圧縮荷重に対する耐力を容易且つ安定的に確保することができるため、隔壁の座屈を確実に防止することができる。
　しかも、各面材部３Ａ，４Ａに平板状のリブ５Ａを接合、固定するという比較的簡易な構成としたことにより、隔壁の製造が容易であり、隔壁に必要な耐力を確保しながらも隔壁の重量の大幅な増加も抑えることができる。
　さらに、リブ５Ａによって船舶の隔壁として耐力を増大させたことにより、必要な耐力を確保することができる範囲内で隔壁の板厚を可及的に小さくすることが可能であり、これにより、船体の軽量化を図ることができる。例えば、金属厚板を厚くして耐力を高めたリブのない波形の隔壁と同程度の圧縮荷重に対する耐力を確保しようとした場合、リブによって面材部の耐力が向上したことにより、隔壁を形成する金属厚板の厚さを小さくすることが可能となるため、隔壁全体の重量を軽量化でき、船体の軽量化に寄与することとなる。
　（第２の実施の形態）
上記第１の実施の形態では、リブ５Ａを面材部３Ａ，４Ａの長手方向全長（下端から上端）に亘って設ける場合を図示して説明した。しかしながら、本発明者らはリブ５Ａを設ける範囲については更なる改良の余地があると考え、リブ５Ａを設ける範囲について鋭意研究を行った。
そして、本発明者らは、例えば船倉に海水を充填した場合に隔壁の面材部高さ方向に生じる曲げモーメント分布についてより詳細な分析を行い、隔壁１Ａ（面材部３Ａ，４Ａ）の耐力と、当該面材部３Ａ，４Ａに生じる曲げモーメントとの関係に応じて、リブ５Ａを設ける範囲を好適なものとすることで、隔壁１Ａの軽量化と座屈耐力の向上を同時に実現することができる旨の知見を得た。そこで、本実施の形態では本知見について説明し、面材部３Ａ，４Ａの好適な範囲にリブ５Ａを設ける場合を説明する。
　図４は、互いに隣接する船倉２－１と船倉２－２との間に設けられる隔壁１Ａに作用する水圧についての説明図である。図４に示すように、船倉２－１、２－２の高さをＬ、船倉と甲板との間の空間の高さをＬ０とし、一方の船倉２－１のみに海水が充填された場合に、隔壁１Ａの甲板からの深さｈの位置における水圧ｗは以下の式（１）で示される。
ｗ＝ρ・ｇ・ｈ　・・・（１）
ここで、ρは海水の比重（＝１．０２５）、ｇは重力加速度（＝９．８１ｍ／ｓ２）である。
　そして、図４に示すような水圧ｗが隔壁１Ａのあらゆる部分に作用し、隔壁１Ａの長手方向に曲げモーメントＭが発生する。この曲げモーメントＭが生じる事により、隔壁１Ａの断面性能（断面係数Ｚ）に応じて、隔壁１Ａの面材部に圧縮応力σ（＝Ｍ／Ｚ）［Ｎ／ｍｍ２］が発生し、当該圧縮応力σが隔壁１Ａの面材部の耐力を上回った場合に座屈が起こることとなる。
図５は、船倉２－１と船倉２－２との間の隔壁１Ａに生じる曲げモーメントＭの分布を示す説明図である。なお、図５に示す２つの分布曲線（図中の実線及び破線）は、船倉２－１に海水を充填し、船倉２－２を空とした場合と、船倉２－１を空とし、船倉２－２に海水を充填した場合をそれぞれ示している。これら２つの分布曲線は、隔壁１Ａの中央部近傍に極値を有し、隔壁１Ａを挟んで互いに対称である。
　図５に示す隔壁１Ａに生じる曲げモーメントＭの分布曲線を、隔壁１Ａの上端からの距離をｘとして数式化（以下、Ｍ（ｘ）と表記）すると、以下の式（２）で示される。
Ｍ（ｘ）＝ρｇ／６０｛１０ｘ３＋３０Ｌ０ｘ２－（３０Ｌ０Ｌ＋９Ｌ２）ｘ＋Ｌ２（５Ｌ０＋２Ｌ）｝　・・・（２）
なお、隔壁１Ａは、第１の実施の形態の図１に示したように、船舶の所定箇所（例えば船舶の幅方向端部近傍等）では鉛直方向長さ（即ち、高さ）が短い場合がある。しかしながら、鉛直方向長さが短い隔壁１Ａであっても当該隔壁に隣接する船倉の大きさは他箇所と変わらないため、当該隔壁１Ａに生じる曲げモーメントＭは、隔壁１Ａの鉛直方向長さ（高さ）が最も長い場合の上端を基準に上記隔壁上端からの距離ｘに基いて算出される。即ち、隔壁１Ａに生じる曲げモーメントＭは、船舶のいずれの箇所においても上記式（２）に基いて算出される。また、隔壁１Ａの下端は、図１に示した隔壁台（スツール）２ｂの上端に位置する。
　図５に示す曲げモーメント分布曲線Ｍ（ｘ）から分かるように、隔壁１Ａには、その高さ方向（鉛直方向）によって異なる大きさの応力が発生している。具体的には、隔壁１Ａの下端部に最も大きな応力が生じ、次いで大きな応力が隔壁１Ａの上端部に生じ、次いで隔壁１Ａの中央部近傍の発生応力が大きく、中央部近傍と上下端部との間の範囲（具体的には、隔壁１Ａ上端部から約２５％、約７５％近傍の位置）における発生応力が最も小さくなっている。このことから、リブ５Ａを設置しない状態での隔壁１Ａの耐力がどの程度の値であるかに応じて、隔壁１Ａの面材部３Ａ，４Ａにおけるリブ５Ａを設置すべき範囲が異なることが分かる。
　具体的には、隔壁１Ａの耐力が、隔壁１Ａの下部近傍のみにおいて当該範囲に発生する最大応力より小さい場合（以下、ｃａｓｅ１）には、少なくとも面材部３Ａ，４Ａの下部近傍の範囲（以下、座屈危険部位Ａとも呼称する）にリブ５Ａを設置する必要がある。
　また、隔壁１Ａの耐力が、座屈危険部位Ａの範囲に加え、隔壁１Ａの下部近傍の座屈危険部位Ａを超える範囲と、隔壁１Ａの上部近傍の範囲においても当該範囲に発生する最大応力より小さい場合（以下、ｃａｓｅ２）には、座屈危険部位Ａに加え、少なくとも面材部３Ａ，４Ａの下部近傍において座屈危険部位Ａを超える範囲（以下、座屈危険部位Ｂとも呼称する）と、面材部３Ａ，４Ａの上部近傍の範囲（以下、座屈危険部位Ｃとも呼称する）にもリブ５Ａを設置する必要がある。
　また、隔壁１Ａの耐力が、座屈危険部位Ａ～Ｃの範囲に加え、隔壁１Ａの中央部近傍の範囲においても当該範囲に発生する最大応力より小さい場合（以下、ｃａｓｅ３）には、座屈危険部位Ａ～Ｃに加え、少なくとも面材部３Ａ，４Ａの中央部近傍の範囲（以下、座屈危険部位Ｄとも呼称する）にもリブ５Ａを設置する必要がある。
　即ち、ｃａｓｅ１においては少なくとも座屈危険部位Ａにリブ５Ａを設置しなくてはならず、ｃａｓｅ２においては少なくとも座屈危険部位Ａ～Ｃにリブ５Ａを設置しなくてはならず、ｃａｓｅ３においては少なくとも座屈危険部位Ａ～Ｄにリブ５Ａを設置しなくてはならない。
また、近年の造船分野においては、船舶の軽量化や資源材料の節約が最重要課題とされていることから、面材部３Ａ，４Ａにおいてリブ５Ａを設ける範囲は、できる限り狭い範囲であることが望ましい。従って、ｃａｓｅ１では座屈危険部位Ａにのみリブ５Ａを設置することが望ましく、ｃａｓｅ２では座屈危険部位Ａ～Ｃにのみリブ５Ａを設置することが望ましく、ｃａｓｅ３では座屈危険部位Ａ～Ｄにのみリブ５Ａを設置することが望ましい。なお、船舶の軽量化等を考慮しない場合には、上記第１の実施の形態で説明したように、面材部３Ａ，４Ａの長手方向（鉛直方向）全長に亘ってリブ５Ａを設けてもよく、この場合には、隔壁１Ａに想定外の応力が発生した場合でも座屈が発生しにくいといった利点がある。
　次に、一般的に利用されている寸法の船舶における上記座屈危険部位Ａ～Ｄの具体的な範囲について説明する。船倉と甲板との間の空間の高さＬ０は５．０ｍであり、船倉の高さＬは１３．０ｍとした。これらの数値を上記式（２）に代入することで、当該船舶の隔壁１Ａに生じる高さ方向の曲げモーメントの分布曲線が得られる。この得られた曲げモーメントの分布曲線から上記座屈危険部位Ａ～Ｄの具体的な範囲を定めることができる。
　図６は、船倉と甲板との間の空間の高さＬ０が５．０ｍ、船倉の高さＬが１３．０ｍである場合の曲げモーメントの分布曲線を示すグラフである。なお、図６においても、図５と同様に２つの分布曲線（図中の実線及び破線）は一方の船倉に海水を充填し、他方の船倉を空とした場合を示している。
図６のグラフによれば、上記ｃａｓｅ１には横軸の曲げモーメントの値が０．８以上の場合が該当し、その際にリブ５Ａを設置すべき範囲（即ち、座屈危険部位Ａ）は、面材部３Ａ，４Ａの鉛直方向高さの上端から約９５％以上１００％以下（上端を０％と定めた場合）の範囲となる。
　また、図６によれば、上記ｃａｓｅ２には横軸の曲げモーメントの値が０．４５以上０．８未満の場合が該当し、その際にリブ５Ａを設置すべき範囲（即ち、座屈危険部位Ｂ、Ｃ）は、上記座屈危険部位Ａの範囲に加え、面材部３Ａ，４Ａの鉛直方向高さの上端から９０％以上９５％未満の範囲（座屈危険部位Ｂ）と、面材部３Ａ，４Ａの鉛直方向高さの上端から０％以上１０％以下の範囲（座屈危険部位Ｃ）となる。
　また、上記ｃａｓｅ３については、リブ５Ａを設置すべき範囲（即ち、座屈危険部位Ａ～Ｄを含む範囲）を、隔壁１Ａの耐力と、リブ５Ａの設置に伴う重量増について検討した上で、適宜定める事ができる。例えば図６の横軸の曲げモーメントの値が０．２以上の範囲を考えた場合、リブ５Ａを設置すべき範囲は、面材部３Ａ，４Ａの鉛直方向高さの上端から約０％以上２０％以下の範囲、約３０％以上７０％以下の範囲及び約８０％以上１００％以下の範囲が望ましい。また、リブ５Ａの設置範囲が過大になると隔壁１Ａの全体重量が増加することに加え、溶接作業の負荷の増大や溶接による部材の変形量の過大化等が生じ、リブ５Ａを設置するメリットが小さくなってしまう。このような観点からも、リブ５Ａを設置すべき範囲は、隔壁１Ａ全体において面材部３Ａ，４Ａの鉛直方向長さの約８０％以下（座屈危険部位Ａ～Ｄを含んで）とすることが好ましい。但し、図６に示すように、隔壁１Ａの鉛直方向高さの中央部近傍では、中央に近づくほど水圧による曲げモーメントが大きくなるため座屈危険部位Ｄには隔壁１Ａの鉛直方向高さの中央部を含むことが必要である。
　上記座屈危険部位Ａ～Ｃの範囲に加え、面材部３Ａ，４Ａの鉛直方向高さの上端から３０％以上７０％以下の範囲を座屈危険部位Ｄとした場合、例えば曲げモーメントの値が０．２以上の範囲において、少なくとも座屈危険部位Ａ～Ｄにはリブ５Ａを設置すべきである。前述したように、この時のリブ５Ａ設置範囲は面材部３Ａ，４Ａの鉛直方向高さの上端から約０％以上２０％以下の範囲、約３０％以上７０％以下の範囲及び約８０％以上１００％以下の範囲（即ち、高さ全長の約８０％以下）、又は、約０％以上１５％以下の範囲、約３０％以上７０％以下の範囲及び約８５％以上１００％以下の範囲（即ち、高さ全長の約７０％以下）としても良い。また、座屈危険部位Ａ～Ｄのみ（即ち、高さ全長の約６０％）としても良い。
　更には、隔壁１Ａの軽量化や溶接作業等の負荷の増大・部材の変形量の過大化等を回避するといった点から、リブ５Ａを設置する範囲を隔壁１Ａ全体において面材部３Ａ，４Ａの鉛直方向長さの約５０％以下とすることも有効である。図６を参照して換言すると、水圧による曲げモーメントの値が約０．３５以上である範囲にリブ５Ａを設置することが有効である。
　なお、図６によれば、面材部３Ａ，４Ａの鉛直方向高さの上端から２２％近傍（例えば２０～２５％）の範囲と、上端から８０％近傍（例えば７８～８２％）の範囲では、曲げモーメントの値がほぼ０となっている。このことから、面材部３Ａ，４Ａの鉛直方向高さの上端から２２％近傍の範囲と、８０％近傍の範囲においては、リブ５Ａを設置しないような構成とすることも可能である。
　以上説明したように、リブ５Ａを設置しない状態での隔壁１Ａの耐力が比較的大きい場合（ｃａｓｅ１）には、面材部３Ａ，４Ａの鉛直方向高さの上端から約９５％以上１００％以下の範囲にリブ５Ａを設置する必要がある。また、リブ５Ａを設置しない状態での隔壁１Ａの耐力が中程度の場合（ｃａｓｅ２）には、さらに面材部３Ａ，４Ａの鉛直方向高さの上端から９０％以上９５％未満の範囲と、面材部３Ａ，４Ａの鉛直方向高さの上端から０％以上１０％以下の範囲にリブ５Ａを設置する必要がある。また、リブ５Ａを設置しない状態での隔壁１Ａの耐力が比較的小さい場合（ｃａｓｅ３）には、さらに面材部３Ａ，４Ａの鉛直方向高さの上端から例えば３０％以上７０％以下の範囲にリブ５Ａを設置する必要がある。
　以下では、リブ５Ａを特定の箇所のみに設けた場合を図示し説明する。図７は本発明の第２の実施の形態に係る船舶用隔壁の概略正面図であり、（ａ）は座屈危険部位Ａのみ、（ｂ）は座屈危険部位Ａ～Ｃ、（ｃ）は座屈危険部位Ａ～Ｄにリブ５Ａを設けた場合を示している。また、図８は本発明の第２の実施の形態に係る船舶用隔壁の概略斜視図であり、図７と同様、（ａ）は座屈危険部位Ａのみ、（ｂ）は座屈危険部位Ａ～Ｃ、（ｃ）は座屈危険部位Ａ～Ｄにリブ５Ａを設けた場合を示している。更に、図９は本発明の第２の実施の形態に係る船舶用隔壁の概略断面図であり、（ａ）は座屈危険部位Ａのみ、（ｂ）は座屈危険部位Ａ～Ｃ、（ｃ）は座屈危険部位Ａ～Ｄにリブ５Ａを設けた場合を示している。
　図４～図６に基づく知見により、本実施の形態によれば図７～図９に示すような特定の箇所にのみリブ５Ａを設けた隔壁１Ａが構成される。ここで、上述したように、隔壁１Ａの耐力に応じて場合分け（ｃａｓｅ１～３）を行い、それぞれの場合についてリブ５Ａを設けなくてはならない隔壁１Ａの範囲を定めることにより、リブ５Ａを設置する範囲を隔壁１Ａの耐力に応じた最小限の範囲とすることができる。これにより、リブ５Ａとして用いる資源材料の節約や、船舶の軽量化が図られる。また当然、隔壁１Ａの耐力を予め求めておき、当該耐力に応じた好適な範囲にリブ５Ａを設ける構成としているため、隔壁１Ａの座屈耐力の向上も効率的に実現される。
　なお、上記座屈危険部位Ａ～Ｄの一部において、リブ５Ａを設けない状態で、当該座屈危険部位の耐力が当該座屈危険部位での最大発生応力を下回る場合にリブ５Ａを設置しても良く、上回る場合にリブ５Ａを設置しても良い。座屈危険部位の耐力が当該座屈危険部位における最大発生応力を下回る場合には、当該座屈危険部位にリブ５Ａを設置することにより鋼材重量の低減といった効果が見込まれる。また、座屈危険部位の耐力が当該座屈危険部位における最大発生応力を上回る場合には、最も危険な部位のみを考慮してリブを設置することにより、座屈危険部位に対して断続的にリブ５Ａを設置することによる設計コストや製作コストの増大を回避できるといった効果が見込まれる。
　（第３の実施の形態）
　上記第１の実施の形態では、リブ５Ａの板面形状は例えば略矩形であるものとして図示しているが、本発明におけるリブ５Ａの板面形状はかかるものに限定されるものではない。そこで、本発明者らは、船倉に海水を充填させた場合の面材部３Ａ，４Ａに生じる曲げモーメントが均一分布ではない（図５、６参照）ことから、リブ５Ａの板面形状は必ずしも略矩形が最適であるとは限らないと考え、図６を参照してリブ５Ａの好適な板面形状について鋭意検討を行い、本実施の形態に至った。
　図６に示すように、面材部３Ａ，４Ａに生じる曲げモーメントは、長手方向（高さ方向）に均一分布ではない。具体的には、上記第２の実施の形態で説明した面材部３Ａ，４Ａの座屈危険部位Ａ及び座屈危険部位Ｂに生じる曲げモーメントは、下方に向かうにしたがって大きくなる。一方で、面材部３Ａ，４Ａの座屈危険部位Ｃに生じる曲げモーメントは、上方に向かうにしたがって大きくなる。
　そこで、本実施の形態では、面材部３Ａ，４Ａの座屈危険部位Ａ、Ｂに設けるリブ５Ａの板面形状を、鉛直方向下方に向かって広幅となるテーパー形状（先細る略三角形状）としており、座屈危険部位Ｃに設けるリブ５Ａの板面形状を、鉛直方向上方に向かって広幅となるテーパー形状としている。図１０は座屈危険部位Ａ～Ｃにテーパー形状のリブ５Ａを設けた場合を示す概略図である。
　座屈危険部位Ａ～Ｃに設けるリブ５Ａの傾斜角度は、当該それぞれの範囲に生じる曲げモーメント分布に応じて適宜定める事が好ましい。
　ここで、具体的なテーパーの傾斜角度の定め方の一例を説明する。先ず、座屈危険部位Ａ～Ｃのそれぞれにおいて、発生する曲げモーメントが最大となる位置での必要なリブ高さを算定する。一方で、座屈危険部位Ａ～Ｃのぞれぞれにおいて、発生する曲げモーメントが最小となる位置のリブ高さ（基本的にはリブ高さ０ｍｍ）を算定する。そして、それぞれの座屈危険部位Ａ～Ｃにおいて、算定した曲げモーメントが最大となる位置でのリブ高さと、曲げモーメントが最小となる位置でのリブ高さとを線形補完し、座屈危険部位Ａ～Ｃごとに設けるリブ５Ａのテーパー形状の傾斜角度を定める。
　なお、図１０には、座屈危険部位Ａ～Ｃ全てにテーパー形状のリブ５Ａを設けた場合を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、所定の１箇所の座屈危険部位のみにテーパー形状のリブ５Ａを設ける構成や、隔壁１Ａの全長にわたってテーパー形状のリブ５Ａを設ける構成も考えられる。リブ５Ａを設けるべき範囲は、例えば上記第２の実施の形態のｃａｓｅ１～ｃａｓｅ３として述べた場合分けに応じた範囲であり、隔壁１Ａの耐力に応じて適宜変更することが好ましい。
　以上説明したように、面材部３Ａ，４Ａの座屈危険部位Ａ～Ｃに設けるリブ５Ａの板面形状を所定の勾配角度を有するテーパー形状とすることで、隔壁１Ａに必要な座屈耐力は担保しつつ、板面形状が略矩形等である場合に比べリブ重量が軽量化され、資源材料の節約が実現される。
　以上、本発明の実施の形態の一例を説明したが、本発明は図示の形態に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
　例えば、上記第１の実施の形態において、リブ５Ａの面材部３Ａ，４Ａからの突出長さ（幅）は任意に設定することができると説明したが、本発明においては、リブ５Ａの突出長さを好適に定めることも可能である。具体的には、リブ５Ａの突出長さは、面材部３Ａ，４Ａの板厚の２倍以上１５倍以下であることが好ましい。以下、この理由について簡単に説明する。
　リブ５Ａの面材部３Ａ，４Ａからの突出長さは、面材部３Ａ，４Ａの板厚の２倍以上とすることが好ましいのは、当該突出長さが面材部３Ａ，４Ａの板厚の２倍未満であると、リブ５Ａの溶接作業が困難となり、溶接作業負荷の増大や溶接に伴う部材の変形が大きくなってしまうといった問題が生じるからである。一方、リブ５Ａの突出長さがを面材部３Ａ，４Ａの板厚の１５倍以下することが好ましいのは、リブ５Ａの突出長さが過大であると、座屈耐力の向上効果が飽和することに加え、部材が余剰となり重量増となってしまうといった問題や、リブ５Ａが船倉の内部空間にせり出してくることにより貨物倉庫としての船倉の機能が損なわれてしまうといった問題があるからである。
　また、上記実施の形態では、船舶用隔壁１Ａを構成する各面材部３Ａ，４Ａの全てにリブ５Ａを設けるものとして説明したが、本発明はこれに限られるものではない。ここで、本発明者らは、隔壁１Ａの幅方向において生じる応力（曲げモーメント）は均一ではないと考え、隔壁１Ａの幅方向における応力のかかり方について検討を行った。
　図１１～図１４は、船倉に海水を充填させた場合に、任意の隔壁１Ａに生じる応力の幅方向分布を解析した解析図であり、図１１は隔壁１Ａ全体図、図１２は応力が生じる箇所の拡大図である。また、図１３、１４についても同様である。なお、図１１～図１４において、図のＹ方向が隔壁幅方向であり、また、図中の色彩の濃淡は応力分布を表しており、色彩の濃い部分は薄い部分に比べて、より応力が生じている箇所となっている。
図１１～図１４に示すように、隔壁１Ａに生じる応力は、当該隔壁１Ａの幅方向中央部が大きく、幅方向端部に向かうにつれて生じる応力は小さくなっている。これは、隔壁１Ａの両端部が船倉に固定された状態で設置されていることに起因する。
　図１１～図１４に示した解析結果から、隔壁１Ａの幅方向において応力が生じているのは、当該隔壁１Ａの幅方向中央部を中心とする隔壁の幅（幅長さ）の６０％の範囲内である。従って、例えば隔壁１Ａにリブ５Ａを設ける場合に、応力が生じている範囲内にのみ設けることとし、隔壁１Ａの幅方向中央部を中心とする幅（幅長さ）の６０％の範囲内にリブを設けることが望ましい。なお、リブ５Ａを設ける範囲は任意に設定可能であり、図１１～図１４に示すように、隔壁１Ａの幅方向中央部に近接するにつれて、生じる応力は大きくなるため、リブ５Ａを設ける範囲は、例えば隔壁１Ａの幅方向中央部を中心とする幅長さの２０％あるいは４０％の範囲内であっても良い。
　また、上記第１の実施の形態においてリブ５Ａは、面材部等の板厚と同じ金属鋼板からなり、ほぼ同じ厚さであるものとしたが、本発明におけるリブ５Ａは、面材部等の金属鋼板と同じである必要はなく、その板厚は面材部等と異なっていても良い。具体的には、本発明におけるリブ５Ａの板厚は６ｍｍ以上２４ｍｍ以下であることが好ましい。このリブ５Ａの板厚範囲の６ｍｍ以上２４ｍｍ以下とは、一般的な船舶の隔壁板厚として使用される板厚範囲であり、例えば文献「鋼船規則、ＣＳＲ－Ｂ編　ばら積貨物船のための共通構造規則　日本海事協会」に基づいて定められる。
　（参考例１）
　次に、本発明の変形例としての態様を参考例１として図面を参照して説明する。
上記第１の実施の形態では、隔壁１Ａの上下方向の圧縮荷重に対する補強に供するリブ５Ａについて、面材部３Ａ，４Ａとは別体の平板状のリブ５Ａを、該リブ５Ａの板面５Ａａが面材部３Ａ，４Ａの板面に対して直角となるように接合し、固定した構成としているが、以下に述べる参考例１では、所定の形状を有する同形の型材を複数接合して、上記リブを含めた隔壁全体を形成した構成としている。
　即ち、図１５は本発明の参考例１の態様を示すもので、この参考例１の隔壁１Ｂは、鉛直方向に延び且つ隔壁１Ｂの幅方向に突出する平板状に形成されて、該隔壁１Ｂの前面側に突出する面材部、即ち前面側面材部３Ｂの半部を構成する第１のフランジ部９，１０と、鉛直方向に延び且つ該第１のフランジ９，１０とは相反する方向に突出する平板状に形成されて、隔壁１Ｂの後面側に突出する面材部、即ち後面側面材部４Ｂの半部を構成する第２のフランジ部７，８とを有する、金属厚板で形成された複数の同形の型材１１，１２を幅方向（左右方向）に直列状に並べた構成となっている。
　そして、隔壁１Ｂの各面材部３Ｂ，４Ｂは、隣接する一対の型材１１，１２の第１のフランジ部９，１０同士、第２のフランジ部７，８同士が相互に接合されることにより形成されていて、これにより、波形の隔壁１Ｂを船倉の全幅に亘って延設させたものとしている。
　上記各型材１１，１２は、上記第１のフランジ部９，１０と第２のフランジ部７，８との対向する直近の幅方向の端部が、鉛直方向に延びる平板状のウェブ部１１ａ，１１ｂにより相互に連結されている。
　また、各第１のフランジ９，１０及び各第２のフランジ部７，８の幅方向の各先端には、これらの第１のフランジ部９，１０及び第２のフランジ部７，８の板面と直交する方向に突出し、且つ鉛直方向に延びる平板状のリップ部９ａ，１０ａ・７ａ，８ａがそれぞれ形成されている。そして、型材１１については、第１のフランジ部９及び第２のフランジ部７、ウェブ部１１ａ、リップ部９ａ，７ａが、型材１２については、第１のフランジ部１０及び第２のフランジ部８、ウェブ部１２ａ、リップ部１０ａ，８ａが、それぞれ一体に形成された構成となっている。
　上記各リップ部９ａ，１０ａ・７ａ，８ａは、基端部分が、対応する各フランジ部９，１０・７，８の先端にそれぞれ連結されていて、第１のフランジ部９，１０の各リップ部９ａ，１０ａは、該第１のフランジ部９，１０における第２のフランジ部７，８側の方向、即ち、前面側面材部３Ｂの突出方向とは相反する方向（つまり隔壁の後面側方向）に向けて突出させたものとなっている。
　一方、第２のフランジ部７，８のリップ部７ａ，８ａは、該第２のフランジ部７，８における第１のフランジ部側の方向、即ち、後面側面材部４Ｂの突出方向とは相反する方向（つまり隔壁の前面側方向）に向けて突出させたものとなっている。
　これらの各リップ部９ａ，１０ａ・７ａ，８ａは、上下方向の圧縮荷重に対して各面材部３Ｂ，４Ｂを補強するリブ５Ｂの半部となる部分である。そして、隣接する一対の型材１１，１２の相対する第１のフランジ部９，１０の各リップ部９ａ，１０ａ、及び第２のフランジ部７，８の各リップ部７ａ，８ａ同士が、相互に重なった状態で位置不動に接合されることにより上記リブ５Ｂが形成される。
　本参考例では、隣接する一対の型材１１，１２における第１のフランジ部９，１０の各リップ部９ａ，１０ａの対向する板面同士、及び第２のフランジ部７，８の各リップ部７ａ，８ａの対向する板面同士がそれぞれ溶接されることにより、実質的に、それらの一対の型材１１，１２の第１のフランジ部９，１０同士及び第２のフランジ部７，８同士の接合がなされている。これにより、リブ５Ｂの形成及び型材１１，１２同士の接合、並びに面材部３Ｂ，４Ｂの形成が同時に行われた態様となっている。
　なお、図１５に示すように、図中において前面側面材部３Ｂの左半部及び後面側面材部４Ｂの右半部をなす型材１１は、前面側面材部３Ｂの右半部及び後面側面材部４Ｂの左半部をなす型材１２を上下反転（つまり、型材１２の前面側と後面側とを反転）させたものであり、各型材１１，１２は、基本的にいずれも相互に同じ断面形状である。
　この実施の形態においては、各型材１１，１２の第１のフランジ部９，１０同士、及び第２のフランジ部７，８同士はそれぞれ同じ幅に設定されており、これにより、上記リブ５Ｂは前面側面材部３Ｂ及び後面側面材部４Ｂの幅方向の中央に位置することになる。
　上記構成を有する船舶用隔壁１Ｂは、基本的には上述した第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
　しかしながら、面材部３Ｂ，４Ｂのリブ５Ｂは、隣接する一対の型材１１，１２における第１のフランジ部９，１０の各リップ部９ａ，１０ａ同士、及び第２のフランジ部７，８の各リップ部７ａ，８ａ同士がそれぞれ接合された構成、つまり２つのリップ部で形成されているため、面材部３Ｂ，４Ｂに作用する上下方向の圧縮荷重に対する補強効果が、第１の実施の形態の場合に比べて高い。したがって、隔壁として必要な圧縮荷重に対する耐力を一層安定的に確保することができ、隔壁の座屈を確実に防止することができる。
　また、この実施の形態の隔壁１Ｂは、所定の形状に形成された隣接する一対の型材１１，１２の第１のフランジ部９，１０同士、第２のフランジ部７，８同士が接合された構成であるため、隔壁全体の形成が比較的に容易である。
　また、上記参考例１においては、第１のフランジ部９，１０のリップ部９ａ，１０ａは前面側面材部３Ｂの突出方向とは相反する方向に突出させる一方、第２のフランジ部７，８のリップ部７ａ，８ａは後面側面材部４Ｂの突出方向とは相反する方向に突出させることにより、リブ５Ｂが各面材部３Ｂ，４Ｂの突出方向とは相反する方向に向けて突出した構成となっている。
　しかしながら、各面材部に対するリブの配設位置は、前面側面材部、後面側面材部いずれの場合であっても、隔壁の前面側と後面側とのどちら側に設けても良く、各型材におけるリップ部の突出方向を変えることによりリブの配設位置を適宜設定することができる。
　なお、上記実施の形態においては、隣接する一対の型材１１，１２における各第１のフランジ部９，１０のリップ部９ａ，１０ａ同士、あるいは各第２のフランジ部７，８のリップ部７ａ，８ａ同士は、いずれも同じ方向に突出させているが、各第１のフランジ部のリップ部同士、あるいは各第２のフランジ部のリップ部同士を相反する方向に突出させ、対向するリップ部の基端部分同士を相互に接合することにより、リブが面材部の前面側と後面側との両面側に形成されるようにしてもよい。
　さらに、上記参考例１においては、同形の型材１１，１２によって隔壁１Ｂを形成することにより、上記リブ５Ｂがいずれも面材部３Ｂ，４Ｂの幅方向の中央に配設されるようにしているが、第１の各フランジ部及び第２の各フランジ部の幅が相互に異なる複数の非同形の型材を用いて、リブが面材部の中央から偏寄した位置に配設されるようにしてもよい。
　また、図１５に示す例では、各リップ部９ａ，１０ａ・７ａ，８ａは、各フランジ部９，１０・７，８の先端からほぼ直角に屈曲させることにより、リップ部９ａ，１０ａ・７ａ，８ａの板面が各フランジ部９，１０・７，８の板面と直交する方向に突出させた態様となっている。
　しかしながら、例えば図１６に示すように、接合する第１のフランジ部９，１０同士及び第２のフランジ部７，８の間に、各フランジ部同士の溶接に供する開先１３が形成されるよう、各リップ部９ａ，１０ａ・７ａ，８ａの基端側に開先形成用の傾斜面１４が形成されるように屈曲させた上で、各リップ部９ａ，１０ａ・７ａ，８ａを、その板面が各フランジ部９，１０・７，８の板面と直交する方向に突出させた態様とすることができる。
　なお、図１５及び図１６に記載した参考例においても、上記実施の形態の変形例にて述べたように、リブ５Ｂの突出長さは、面材部３Ｂ，４Ｂの板厚の２倍以上１５倍以下であることが好ましい。このときの面材部３Ｂ，４Ｂの板厚としては、リップ部７ａ及び８ａ（あるいはリップ部９ａ及び１０ａ）の板厚の合計を基準とすれば良い。
　（参考例２）
　上記参考例１においては、前面側面材部３Ｂの一部を構成する第１のフランジ部９，１０、及び後面側面材部４Ｂの一部を構成する第２のフランジ部７，８の各先端にそれぞれリップ部９ａ，１０ａ・７ａ，８ａが設けられた型材１１，１２を複数用い、隣接する一対の型材１１，１２の第１の各フランジ部９，１０のリップ部９ａ，１０ａ及び第２の各フランジ部７，８のリップ部７ａ，８ａによって各面材部３Ｂ，４Ｂのリブ５Ｂをそれぞれ形成した構成としていた。
　しかしながら、以下に述べる参考例２においては、隣接する一対の型材のうちのいずれか一方の型材のみの第１のフランジ部、あるいは第２のフランジ部にリップ部を設け、そのリップ部が単独で面材部のリブをなす構成としている。
　即ち、図１７は、本発明の船舶用隔壁の参考例２の態様を示すもので、この参考例２の隔壁１Ｃは、鉛直方向に延び且つ隔壁の幅方向に突出する平板状に形成されて、該隔壁１Ｃの前面側に突出する面材部、即ち前面側面材部３Ｃの半部を構成する第１のフランジ部１５，１６と、鉛直方向に延び且つ該第１のフランジ１５とは相反する方向に突出する平板状に形成されて、隔壁１Ｃの後面側に突出する面材部、即ち後面側面材部４Ｃの半部を構成する第２のフランジ部１３，１４とを有する、金属厚板で形成された複数の同形の型材１７，１８を幅方向（左右方向）に直列状に並べた構成となっている。
　そして、隔壁１Ｃの各面材部３Ｃ，４Ｃは、隣接する一対の型材１７，１８の第１のフランジ部１５，１６同士、第２のフランジ部１３，１４同士が相互に接合されることにより形成されていて、これにより、波形の隔壁１Ｃを船倉の全幅に亘って延設させたものとしている。
　なお、上記各型材１７，１８は、上記第１のフランジ部１５，１６と第２のフランジ部１３，１４との対向する直近の幅方向の端部が、鉛直方向に延びる平板状のウェブ部１７ａ，１８ａにより相互に連結されており、これら第１のフランジ部１５，１６及び第２のフランジ部１３，１４、ウェブ部１７ａ，１８ａが一体に形成された構成となっている。
　上記各前面側面材部３Ｃを形成する一対の型材１７，１８の第１のフランジ部１５，１６のうち、一方の型材１８の第１のフランジ部１６には、その幅方向の先端に、該第１のフランジ部１６の板面と直交する方向に突出し且つ鉛直方向に延びる板状のリップ部１６ａが、その第１のフランジ部１６と一体に設けられている。
　また、各後面側面材部４Ｃを形成する一対の型材の第２のフランジ部１３，１４のうち、一方の型材１７の第２のフランジ部１３には、その幅方向の先端に、該第２のフランジ部１３の板面と直交する方向に突出し且つ鉛直方向に延びる板状のリップ部１３ａが、その第２のフランジ部１３と一体に設けられている。
　この参考例２においては、上記リップ部１３ａ，１６ａは、基端部分がフランジ部１３，１６の先端にそれぞれ連結されている。そして、前面側面材部３Ｃのリブ５Ｃとなるリップ部１６ａについては、第１のフランジ部１６における第２のフランジ部１３側の方向、即ち、前面側面材部３Ｃの突出方向とは相反する方向（つまり隔壁の後面側方向）に向けて突出させている。
　一方、後面側面材部４Ｃのリブ５Ｃとなるリップ部１３ａについては、第２のフランジ部１３における第１のフランジ部１５側の方向、即ち、後面側面材部４Ｃの突出方向とは相反する方向（つまり隔壁の前面側方向）に向けて突出させている。
　そして、上記型材１７，１８は、リップ部を有する側の型材の該リップ部の基端部分とリップ部を有しない側の型材のフランジ部の先端とが溶接され、これにより、これらの型材１７，１８の第１のフランジ部１５，１６同士、及び第２のフランジ部１３，１４同士が接合されている。
　具体的には、前面側面材部３Ｃにおいては、型材１８の第１のフランジ部１６のリップ部１６ａの基端部分と、型材１７の第１のフランジ部１５の先端とが、後面側面材部４Ｃにおいては、型材１７の第２のフランジ部１３のリップ部１３ａの基端部分と、型材１８の第２のフランジ部１４の先端とが、それぞれ溶接されている。したがって、これらの一対の型材１７，１８の第１のフランジ部１５，１６同士、及び第２のフランジ部１３，１４同士の各接合と、面材部３Ｃ，４Ｃの形成とが同時に行われたものとなっている。
　このとき、上記各リップ部１６ａ，１３ａは、それぞれ単独で各前面側面材部３Ｃ、各後面側面材部４Ｃのリブとなり、各面材部３Ｃ，４Ｃに作用する上下方向の圧縮荷重に対して補強する機能を発揮する。
　なお、この参考例２においては、図１７に示すように、図中において前面側面材部３Ｃの左半部及び後面側面材部４Ｃの右半部をなす型材１７は、前面側面材部３Ｃの右半部及び後面側面材部４Ｃの左半部をなす型材１８を上下反転（つまり、型材１８の前面側と後面側とを反転）させたものであり、各型材は基本的にいずれも同じ断面形状である。このとき、各型材１７，１８の第１のフランジ部１５，１６同士、及び第２のフランジ部１３，１４同士はそれぞれ同じ幅に設定されているため、リップ部１３ａ，１６ａ、即ちリブ５Ｃは、前面側面材部３Ｃ及び後面側面材部４Ｃの幅方向のほぼ中央にそれぞれ位置していることになる。
　上記構成を有する船舶用隔壁は、基本的には上述した第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、この参考例２の場合、リブ５Ｃとなるリップ部１３ａ，１６ａを、各面材部３Ｃ，４Ｃを形成する一対の型材１７，１８のうちの一方の型材のフランジ部、即ち、前面側面材部３Ｃの場合は第１のフランジ部１６、後面側面材部４Ｃの場合は第２のフランジ部１３にのみ設けた構成であるため、型材の形成に際しては上述した参考例１に比べて手数が少なく、この結果、隔壁の形成が比較的容易であるという利点がある。
　また、上記参考例２においても、面材部３Ｃ，４Ｃに対するリブ５Ｃの配設位置は、前面側面材部３Ｃでも後面側面材部４Ｃでも、隔壁の前面側と後面側とのどちら側に設けても良く、リップ部の突出方向を変えることによりリブの配設位置を適宜設定することができる。
　さらに、上記参考例２においては、実質的に同形の型材１７，１８によって隔壁を形成することにより、上記リブ５Ｃがいずれも面材部３Ｃ，４Ｃの幅方向のほぼ中央に配設されるようにしているが、第１のフランジ部１５，１６の幅、第２のフランジ部１３，１４の幅がそれぞれ異なる複数の非同形の型材を用いて、リブが面材部の中央から偏寄した位置に配設されるようにしてもよいことは、上記参考例１と同様である。
　また、図１７に示す例では、リップ部１３ａ，１６ｂについては、各フランジ部１３，１６の先端からほぼ直角に屈曲させることにより、リップ部１３ａ，１６ａの板面が各フランジ部の板面と直交する方向に突出させる一方、該リップ部１３ａ，１６ａの基端側と接合されるフランジ部１４，１５については板厚一定の平板状に形成された態様となっている。しかしながら、接合するリップ部の基端部分とフランジ部の先端との間に溶接に供する開先が形成されるよう、リップ部の基端部分側に開先形成用の傾斜面が形成されるように屈曲させた上で、リップ部の板面が各フランジ部の板面と直交する方向に突出させたり、あるいは、接合するフランジ部の先端に開先形成用の傾斜面を設けたりすることができる。
　（実施例１）
　本発明の効果を確認するため、本発明の上記第１の実施の形態に係る構成の船舶用隔壁、即ち、図１～図３に示すような、各面材部に平板状に形成されたリブが該リブの板面が面材部の板面に対して直角となるようにそれぞれ固定された構成の隔壁と、本発明の構成に依らない従来の隔壁、即ち、本発明に係るリブを備えていない隔壁とについて、上下方向の圧縮荷重に対する耐力を調べた。
　具体的には、隔壁を形成する１つの面材部について、上下方向の圧縮荷重を作用させてその荷重と鉛直方向の変形量との関係を調べ、この圧縮荷重に対する耐力を比較する実験を行った。
　本発明に係る隔壁の面材部（以下「本発明例」という。）及び、従来の隔壁の面材部（以下「比較例」という。）は、いずれも、同じ鋼材によって高さ８０００ｍｍ、幅１０５０ｍｍ、厚さ１４．５ｍｍに形成されたものを用いた。
　また、本発明例におけるリブは、厚さ１４．５ｍｍ、突出長さ（短手方向の長さ）が１００ｍｍに形成された鋼板である。
　実験に際しては、本発明例及び比較例に係る面材部を４辺単純支持した上で、各面材部の上端側から下方向けに荷重を付加することにより、面材部に上下方向の圧縮荷重が作用するようにして、荷重に伴う面材部の鉛直方向（面材部の軸線方向）の変形量をそれぞれ測定した。
　結果を図１８に示す。図１８のグラフ中において、黒点のプロット点は本発明例を、白点のプロット点は比較例をそれぞれ示している。
　この結果、比較例の場合は、荷重が約２７００ｋＮ程度を超えたあたりが降伏点となり、座屈が発生したのに対し、本発明例の場合は荷重が約４６００ｋＮ程度まで座屈が生じないことがわかった。
　これにより、本発明に係る構成を有する船舶用隔壁は、従来のものに比べて上下方向の圧縮荷重に対して著しく高い耐力を備えていることがわかり、面材部のリブの上下方向に対する圧縮荷重に対する補強効果が実証された。
　（実施例２）
　実施例２においては、本発明における隔壁でのリブ設置の有効性を確認し、リブの好適な設置範囲について実際の船舶の隔壁寸法等に照らし合わせて有限要素法解析に基く検討を行った。表１は、その検討結果を示したものである。以下では、表１に基いて説明する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
ここで、表１に記載した甲板までの高さとは図４に示すＬ０＋Ｌであり、隔壁の高さとは図４に示すＬである。また、危険部位Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、上記第２の実施の形態等で説明した座屈危険部位Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに相当し、その他は危険部位Ａ～Ｄ以外の箇所を示す。具体的には、隔壁上端を０として、危険部位Ａは９５～１００％の範囲、危険部位Ｂは９０～９５％の範囲、危険部位Ｃは０～１０％の範囲、危険部位Ｄは３０～７０％の範囲を示し、その他は１０～３０％の範囲及び７０～９０％の範囲を示し、それぞれの範囲におけるリブの設置の有無を表中に記載している。なお、その他の範囲についてはリブ設置の有無に加え、リブ設置有の場合にはその設置範囲についても記載している。
また、表中の座屈発生の有無については、符号○が座屈が発生しない場合、符号×が座屈が発生する場合を示している。なお、本実施例における解析は、隔壁を挟んで一方の船倉に海水を充填し、他方の船倉を空にした状態に基いたものである。
図１９は本実施例における解析に用いた隔壁等の寸法についての一例を示す説明図であり、図１９（ａ）は隔壁の一部を拡大した断面図、図１９（ｂ）は隔壁の正面図である。但し、図１９（ｂ）に示した解析モデルの寸法は一例であり、表１に示したように解析条件に応じて適宜各寸法は変化させている。また、表１には、リブの形状（リブ厚さ、矩形状高さ、テーパー形状）や、リブと面材部の角度、リブの配設方向についても記載しており、一部検討ケースにおいては、リブの形状、リブと面材部の角度やリブの配設方向を変化させている。
なお、表１における検討ケース４４は、リブを設けていない状態で座屈が生じない基本条件を示すものであり、検討ケース１～４３、４５、４６は、種々の条件（表１中に記載した各条件）での解析結果を示している。ここで、検討ケース１～４３は本発明の実施例にあたり、検討ケース４４～４６は比較例にあたる。以下、検討ケース１～４６のそれぞれについて説明する。
　検討ケース１～１７は、甲板までの高さ、隔壁の高さ、隔壁の寸法を表１に示した条件とし、危険部位Ａ～Ｄの全てにリブを設けた場合の解析結果である。なお、検討ケース１～１７においては危険部位Ａ～Ｄに加え、その他の範囲についても表１に記載した範囲にリブを設置した構成としている。
表１に示すように、検討ケース１～３は、甲板までの高さ及び隔壁の高さが異なる３種類の隔壁についての解析結果である。これら検討ケース１～３においては、甲板までの高さと隔壁の高さとの比率については同じであるものとしている。この時、検討ケース１～３において座屈は発生しない（座屈の発生：無、表中の符号○）。また、危険部位Ａ～Ｄ以外のその他の範囲におけるリブ設置範囲は検討ケース１～３それぞれで異なっているが、座屈の有無に影響はない。
また、検討ケース４、５は、他のケースに比べ隔壁の深さａを変えたものであり、検討ケース６、７はウェブ幅ｂを変えたものである。また、これら検討ケース４～７はいずれも危険部位Ａ～Ｄに全てリブが設けられた条件である。ここで、検討ケース４～７では隔壁に座屈は生じない。これは、例えば隔壁の深さａやウェブ幅ｂを変えたことで、隔壁の耐力が、発生する最大応力より小さい範囲が存在しても、リブを設けたことで座屈の発生が回避されていることを示している。
また、検討ケース８～１７は、他のケースに比べ隔壁における面材部の幅ｃ、ウェブ板厚ｔｗ、面材部の板厚ｔｆを変えたものである。これら検討ケース８～１７はいずれも危険部位Ａ～Ｄに全てリブが設けられた条件である。これら検討ケース８～１７においても、隔壁に座屈は生じない。即ち、危険部位Ａ～Ｄの全てにリブを設けたことで座屈の発生が回避されている。
　また、検討ケース１８～２４は、隔壁においてリブを設置する範囲を変えたものであり、検討ケース１８～２０は危険部位Ａのみにリブを設置した構成、検討ケース２１は危険部位Ａ～Ｃのみにリブを設置した構成、検討ケース２２～２４は危険部位Ａ～Ｄのみにリブを設置した構成である。これら検討ケース１８～２４では、隔壁に座屈は生じない。
　また、検討ケース２５～３１は表１に示した条件でリブの厚さと矩形状高さを変えたものである。これら検討ケース２５～３１はいずれも危険部位Ａ～Ｄに全てリブが設けられた条件であり、これらの条件では隔壁に座屈は生じない。
また、検討ケース３２～３７は表１に示した条件にてリブ下端高さとリブ上端高さを定め、設置したリブの所定範囲にテーパー形状を付与した場合である。これら検討ケース３２～３７はいずれも危険部位Ａ～Ｄ全てにリブが設けられた条件であり、それら設けられたリブの一部にテーパー形状を付与している。これらの条件では隔壁に座屈は生じない。
また、検討ケース３８～４０は、リブと面材部との角度θを他のケースとは異なる７０°とした場合である。これら検討ケース３８～４０はいずれも危険部位Ａ～Ｄ全てにリブが設けられた条件である。これらの条件では隔壁に座屈は生じない。なお、リブと面材部との角度θとしては、上記実施の形態で説明したように９０°とすることが好ましいが、例えば本ケース３８～４０に示すように、座屈が生じない範囲内で当該角度θを変更する（例えば７０°）ことで、船倉の内部空間へのリブ突出量を低減させることができ、空間の活用性の向上を図ることができる。
　また、検討ケース４１～４３は、リブの配設方向を他のケースとは異なる、面材部が突出する方向と逆方向とした場合である。これら検討ケース４１～４３はいずれも危険部位Ａ～Ｄ全てにリブが設けられた条件である。これらの条件では隔壁に座屈は生じない。
　一方、検討ケース４４はリブを一切設置しない条件を示しており、本発明を適用していない構成である。また、検討ケース４５、４６は、危険部位Ａ～Ｃのみにリブを設置した構成である。これら検討ケース４５、４６の構成では、隔壁に座屈が生じている（座屈の発生：有、表中の符号×）。
　表１に示すように、検討ケース１３と検討ケース４５を比較すると、検討ケース１３の構成では危険部位Ａ～Ｄ全てにリブが設置されているのに対し、検討ケース４５の構成では危険部位Ａ～Ｃにリブが設置され、危険部位Ｄにはリブが設置されていない。そして、検討ケース１３の構成では隔壁に座屈が発生していない（表中符号○）のに対し、検討ケース４５の構成では隔壁に座屈が発生している（表中符号×）。この両者の比較から、検討ケース１３の構成において危険部位Ｄにリブを設置しない構成とすると、当該危険部位Ｄにおいて座屈が発生することが分かる。
　即ち、検討ケース１３及び４５の構成では、危険部位Ｄにおいて面材部の耐力はリブを設置しない状態での当該危険部位Ｄ範囲内における最大発生応力を下回っている。このような場合に、当該危険部位Ｄにリブを設置することで隔壁の座屈耐力を向上させ、船舶用隔壁として必要な耐力を容易且つ安定的に確保できることが示された。
　また、同様に、表１に示す検討ケース１４と検討ケース４６を比較すると、検討ケース１４の構成では危険部位Ａ～Ｄ全てにリブが設置されているのに対し、検討ケース４６の構成では危険部位Ａ～Ｃにリブが設置され、危険部位Ｄにはリブが設置されていない。そして検討ケース１４の構成では隔壁が座屈していないのに対し、検討ケース４６の構成では隔壁に座屈が発生している。この両者の比較から、検討ケース１４の構成において危険部位Ｄにリブを設置しない構成とすると、当該危険部位Ｄにおいて座屈が発生することが分かる。
　この検討ケース１４と検討ケース４６との比較によっても、危険部位Ｄにリブを設置することで隔壁の座屈耐力が向上することが分かる。具体的には、リブを設置しない状態では座屈していた隔壁において、所定の範囲（危険部位Ｄ）にリブを設置することで、当該範囲での座屈を回避し、船舶用隔壁として必要な耐力が確保される。
　以上説明したように、検討ケース１～４３に示す種々の条件の隔壁においてリブを設けた場合に、座屈の発生が防止され、船舶用隔壁として必要な耐力を容易且つ安定的に確保することができ、隔壁の座屈を防止することができることが分かった。
また、特に検討ケース１８～２１によれば、隔壁の所定範囲（例えば危険部位Ａ等）のみにリブを設けた場合でも、隔壁の座屈が防止されることが分かった。加えて、検討ケース１３、１４と検討ケース４５、４６との比較によれば、寸法等の各条件が同一である隔壁であっても、所定範囲（危険部位Ｄ）にリブを設けない場合には座屈が生じ、リブを設けることで座屈が防止されることが分かり、特定の範囲にリブを設けることによる作用効果が確認された。
　本発明は、船舶の船倉を仕切る金属厚板製の隔壁に適用でき、さらに詳しくは、隔壁の前後方向に作用する荷重によって隔壁に生じる曲げモーメントに伴い、隔壁の面材部に生じる圧縮荷重に対して高い座屈耐力を有する船舶用の隔壁に適用できる。

Claims (13)

  1. 船舶の船倉を仕切る金属厚板からなる隔壁であって、
    鉛直方向に延び且つ隔壁の幅方向に沿う板状に形成された複数の面材部を、隔壁の前面側と後面側に交互に突出させた波形の船舶用隔壁において、
    少なくとも前記各面材部の鉛直方向高さの上端から９５％以上１００％以下の範囲の座屈危険部位Ａに、リブを設けた、船舶用隔壁。
  2. さらに、少なくとも前記上端から９０％以上９５％未満の範囲の座屈危険部位Ｂ及び前記上端から０％以上１０％以下の範囲の座屈危険部位Ｃに、リブを設けた、請求項１に記載の船舶用隔壁。
  3. さらに、少なくとも前記上端から３０％以上７０％以下の範囲の座屈危険部位Ｄに、リブを設けた、請求項２に記載の船舶用隔壁。
  4. 前記座屈危険部位にのみ、前記リブを設けた、請求項１～３のいずれかに記載の船舶用隔壁。
  5. 前記リブは、前記各面材部の鉛直方向全長に亘って設けられる、請求項１～３のいずれかに記載の船舶用隔壁。
  6. 前記座屈危険部位の少なくとも一部においては、前記面材部の耐力は、前記リブを設けない状態では当該座屈危険部位範囲内における最大発生応力を下回る、請求項１～５のいずれかに記載の船舶用隔壁。
  7. 前記座屈危険部位Ａ及びＢに設けられるリブは、鉛直方向下方に向かって広幅となるテーパー形状を有する、請求項２～６のいずれかに記載の船舶用隔壁。
  8. 前記座屈危険部位Ｃに設けられるリブは、鉛直方向上方に向かって広幅となるテーパー形状を有する、請求項２～７のいずれかに記載の船舶用隔壁。
  9. 前記リブは、平板状に形成されていて、該リブの板面が前記面材部の板面に対して直角となるように固定されている、請求項１～６のいずれかに記載の船舶用隔壁。
  10. 前記リブの前記面材部板面からの突出長さは、前記面材部の板厚の２倍以上１５倍以下である、請求項９に記載の船舶用隔壁。
  11. 前記リブは、前記面材部の突出方向とは相反する側の板面に配設されている、請求項１～１０のいずれかに記載の船舶用隔壁。
  12. 前記リブの板厚は６ｍｍ以上２４ｍｍ以下である、請求項１～１１のいずれかに記載の船舶用隔壁。
  13. 前記リブは、前記隔壁の幅方向において当該隔壁の幅方向中央部を中心とする幅の６０％の範囲内にのみ設けられる、請求項１～１２のいずれかに記載の船舶用隔壁。
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