선박과 해양구조물의 구조 상세 설계에 대한 비교 연구

초록

해양구조물은 선박보다 가혹한 해상 환경에서 장기간 운용되기 때문에, 선급 규정이나 선주 사양서에 따라 더욱 보수적인 설계 기준이 적용된다. 그러나 설계 실무자가 이러한 차이를 명확히 인지하지 못하고 선박의 기준을 해양구조물에 오적용하여 설계 오류와 비용 손실이 발생하는 경우가 빈번하다. 본 연구에서는 선박과 해양구조물의 구조 설계차이점을 파악하기 위해 용접 각장, 테이퍼, 드레인 홀, 엔드 브라켓 등 몇몇 상세 구조를 대상으로 선급 규정 비교 및 유한요소해석을 수행하였다. 연구 결과, 필렛 용접 각장은 DNV-OS(해양) 규정이 DNV-SHIP(선박) 규정에 비해 높은 용접계수를 적용하여 두께 30mm 기준 약 18% 더 큰 각장이 적용됨을 확인하였다. 테이퍼 기울기는 해양구조물 기준(4:1) 적용 시 선박 기준(3:1) 대비 응력이 약 2.1% 감소하고 피로수명은 6.9% 증가하였다. 구조 형상에서는, 해양구조물용 드레인 홀이 선박용 홀 대비 토우부 응력을 약 48.9% 감소시켰다. 본 연구의 결과는 해양구조물 구조 설계의 안전성과 경제성을 확보하고 설계 오류를 방지하는 데 기여할 것이다.

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