1. 선박에 작용하는 하중
선박은 화물, 사람을 안전하게 이동시키기 위해서는 선박이 받는 여러 가지 힘(하중)에 견딜 수 있는 충분한 강도를 가지고 있어야 한다. 그래서 배를 설계할 때 충분한 강도를 가지기 위해 구조부재를 어떻게 배치할 것인가, 건조가 용이하고 가볍게 만들어야 한다. 배에 작용하는 힘은 주로 선체 외부 즉, 수압과 적재화물에 의해 생기는데 이들은 복합적으로 동시에 작용하고 있고 성질이 매우 복잡하다. 크게 4가지 종류로 분류할 수가 있다. 배를 세로 방향으로 굽히는힘(종굽힘모멘트), 배의 횡단면을 변형시키는 힘(래킹-racking), 배를 비틀려는 힘(비틀림 모멘트), 국부적으로 작용하는 힘(국부 하중)이 있다. 배를 세로 방향으로 굽히려는 힘은 호깅(hogging), 새깅(sagging)가 있다. 호깅은 ∩ 이렇게 선체의 전후 부분에서는 중력이 부력보다 커지고 선체 중앙은 부력이 중력보다 커서 가운데는 인장 선미, 선수는 수축 응력이 작용된다. 선체의 앞뒤에 화물을 많이 적재하고 중앙 부분은 조금 적재했을 때 나타난다. 새깅은 ∪ 이렇게 호깅과 반대로 선체 전후 부분은 수축 응력이, 중앙은 인장 응력이 발생한다. 선체 중앙 부분에 화물을 많이 적재하고, 선후 부분은 적게 적재했을 때 나타나는 현상이다. 배의 횡단면을 변형시키려는 힘(raching)은 선체가 횡방향에서 파랑을 받거나 롤링을 하면 좌현과 우현의 흘수가 달라져 변형이 일어나는 상태를 말한다. 배를 비틀려고 하는 힘은 배가 선측으로 부터 심한 바람을 받아 옆으로 기울어지거나, 배가 파 중을 항해할 때 전방 또는 후방으로부터 파도나 바람을 비스듬히 받아 파 또는 풍압의 작용 방향이 선수미부에서 서로 달라지게 되면 배의 길이방향을 축으로 하여 비틀려는 비틀림 모멘트가 작용한다. 국부적으로 작용하는 힘은 배가 구조상 부분적으로 압력과 집중적으로 힘을 받게되는 힘을 말한다. 배가 파도를 만났을 때 선수현측 및 선저부에 작용하는 팬팅(panting, 선박이 항해 중 황천을 만나면 선수, 선미에 큰 충격을 받음), 슬래밍 압력 등 충격하중을 받는다.
2. 강도의 종류
이런 배의 강도를 버티기 위해 종강도, 횡강도, 비틀림강도, 국부 강도로 분류한다. 종강도란 선체를 세로 방향으로 굽히려는 힘에 저항하는 능력을 말한다. 이것은 배의 강도 중 가장 기본이 되는 강도로, 배를 1개의 보(beam)로 가정하고, 이 보에 작용하는 종 굽힘모멘트를 계산한 뒤 보 이론을 적용해 평가한다. 따라서 종강도 평가를 위해서는 먼저 배에 작용하는 종굽힘 모멘트를 구해야 한다. 횡강도는 선체에 작용하는 횡하중들은 배의 단면 모양을 변화시키려는 경향을 가지며, 이런 횡하중에 저항하는 능력을 횡강도라고 한다. 선체에 작용하는 횡하중들에는, 선측과 선저에 작용하는 수압 파랑의 충격, 상갑판 위의 갑판 화물 무게나 해수의 침입, 제2갑판 밑의 화물 등등이 있다 횡강도의 계산은 대단히 복잡하다. 비틀림 강도는 선체의 각 횡단면에 작용하는 중력과 부력이 좌우 양현에서 일치하지 않을 때, 그 횡단면에서는 굽힘 모멘트와 동시에 비틀림 모멘트가 발생한다. 이 모멘트에 저항하는 능력을 비틀림 강도라 한다. 국부 강도는 종강도, 횡강도, 비틀림 강도 등은 선박을 전체적으로 본 강도지만, 국부적으로 강도를 검토할 필요가 있다. 이런 국부적인 곳에 작용하는 하중에 대한 그 위치에서의 저항 능력을 국부 강도라 한다.
3. 주요 강도 부재
선체를 구성하는 부재의 역할을 뚜렷이 구분하기는 힘들지만 일반적으로 나누자면 종강도에 기여하는 부재를 종강도 부재라 하고 일반적으로 선박의 중앙부에 걸쳐서 상당한 길이에 걸쳐 종통하고, 그 사이 부재의 연속성이 충분히 유지되어야 한다. 그 부재에는 갑판, 외판, 내저판, 종격벽 등과 같은 종통 하는 판부재와 종늑골, 종통보, 종거더 등의 종통하는 뼈대 부재들이 있다. 횡강도에 기여하는 부재 횡강도 부재는 횡단면 내에서 하나의 고리를 형성하고 있고 늑판, 늑골, 보, 필러에 짜인 골조 구조와 횡격벽을 의미한다. 가장 강력한 횡강도 부재로는 횡격벽이다. 비틀림 강도에 기여하는 부재는 외판, 갑판, 종격벽, 내저판, 종거더 등이 이에 속한다. 배를 비틀려고 하는 힘에 대해 수직방향으로 배치된 부재, 예를 들어 종격벽은 비틀림 강도 부재로서의 기능이 거의 없다. 국부 강도 부재는 선체의 수압과 중량을 받고 있는 외에 파랑의 충격, 주기관, 중량 화물 등의 국부 하중과 기둥, 격벽 같은 구조의 불연속 때문에 응력 집중이 발생한다.
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