船体のさまざまな部分

Jan 23, 2024

船体はあらゆる船舶の主要な浮体であり、アルキメデスの原理で定義されているように、水を移動させることによって船舶を浮かせ続ける浮力に貢献します。

構造的な観点から見ると、船体はその外殻から水密であるか無傷であり、上部はメインデッキまたはウェザーデッキによって閉じられています。

このデッキは、あらゆる実用的な目的で強度または露出デッキとしても知られています。 このメインデッキレベルより上の構造物は、上部構造またはデッキハウスとして知られています。

さて、主船体に目を向けると、そのさまざまな部分をさまざまな視点から定義できます。

ご存知のとおり、船舶の主な縦方向および横方向の強度は、船体の桁の強度から定義できます。

技術的には、これはあらゆる形式の荷重が船体に直接作用することを意味します。 したがって、この構造設計は、船舶構造の荷重吸収能力を評価する際の主な決定要因となります。

上部構造または甲板室は、主に局所的な方法で船舶の構造強度に貢献します。

言い換えれば、直接荷重や振動の影響から生じる構造への局所的な影響はすべて、上部構造やデッキハウスに最もよく現れます。

ただし、全体的な荷重の観点から見ると、影響のほとんどは船体構造自体の応答に基づいています。

たとえば、全体荷重による船舶の長手方向応答の主な 2 つの要素、つまりたわみまたはホギングは、単純に支持された梁としての船体構造の挙動の観点から説明されます。

言い換えれば、船舶に対する縦方向荷重の影響は、流体力学的荷重と静水圧荷重が力として作用し、船体構造全体が曲がる梁のように動作する梁とみなすことによって定義できます。

同様に、船舶の中心線に垂直な方向に荷重が作用する横方向の荷重の場合、船体構造は、到来する荷重の大きさと性質に応じて適切に動作します。

したがって、船体構造全体に作用するこれらの横方向および縦方向の荷重を支えるために、周知のとおり、さまざまな種類の外側および内側のメッキと組み合わせて一連の強化部材が存在します。

ご存知のとおり、長さ対幅の比が大きい長い船舶は、横方向の荷重に比べて縦方向の荷重の影響がより顕著になります。 同様に、長さと幅の比が低い短い船舶は、縦方向と比較して横方向の荷重の影響が大きくなります。

さらに、純粋に構造的な観点から、船体のさまざまなエンティティは次のように分類できます。

様々な寸法やサイズの板を溶接して構成した主船体の外部構造です。 大部分の船舶では、外殻メッキの材料はさまざまな高級鋼ですが、一部の船舶では FRP やアルミニウムなどの複合材料が使用されます。

鋼が大規模に出現する前は、鉄が広範囲に使用され、歴史の前の時代には木材が使用されました。

船体の外側のメッキはさらに次のように細分化できます。

これらは船体の下部領域にあるプレートです。 さて、船底外板の正確な定義は船舶の設計によって異なりますが、通常は船舶のベースラインから始まり両側に続く平らな板または傾斜した板に使用されます。

船の中心線と一致するプレートはキールとして知られています。

これは、あらゆる実用的な目的において、容器全体の中で最も重い傾きを持つプレートです。 つまり、このプレートが最も厚くなっています。

理由は数多くあります。船底は最も大きな構造荷重を受ける領域であり、船の残りの部分からの接続荷重もすべて吸収します。 また、すべての荷重も船の中心線付近で最大になります。 さらに、たわみや座屈が発生した場合、この特定の領域は、さまざまな荷重の影響下で最大程度の変位または変形傾向も受けます。

多くの船舶では、船底シェル構造の上側は曲率を持っており、この曲面プレートはビルジ プレートまたはビルジのターンとしても知られています。 キールの両側に隣接するプレートはガーボード・ストレーキとして知られており、かなりの厚みがあります。

底部構造に隣接する底部から上部までのプレートの配列は、サイドシェルメッキとして知られています。 これらのプレートは垂直方向に配置されており、容器の側面範囲を定義します。

上部デッキにすぐ隣接するサイドシェルの最上部のプレートは、シアー・ストレーキとして知られています。 これらのプレートは、高度のせん断荷重を受けるため、寸法も大きくなります。

デッキは、船の構造において重要な寸法をもつ水平で連続した表面に他なりません。 重要という言葉は重要です。 これは、あらゆる実用的な目的のために、デッキは少なくとも数フレームの長さを伸ばす必要があり、できれば左右にある程度の最小限の幅も必要であるためです。

要件に応じて、より小さなデッキも存在する場合があります。 場合によっては、これらの断続的で小さく、ランダムに配置されたデッキはプラットフォームデッキとして知られていますが、これは船舶の全体的な強度に大きく寄与しません。

さて、ご存知のとおり、メインデッキは主船体の上限を構成します。 あらゆる実用的な目的のために、それは多くの場合、外部の気象条件に完全または部分的にさらされており、天候または露出デッキとして知られています。

また、船体桁の縦方向の強度に大きく寄与するため、強度デッキとも呼ばれています。 主船体または上部構造の内側にも他のデッキがある場合があり、大型船舶の場合は、底部からの高さに基づいて、デッキに連続した明確な番号付けシステムがあります。

上部構造またはデッキハウスの一般的なデッキ名には、ブリッジデッキ、ブリッジデッキトップ、操舵室トップなどがあります。

ご存知のとおり、隔壁は 2 つのコンパートメントまたはスペースを隔てる境界または分離です。 それらは本質的に縦方向または横方向のいずれかです。

2つの甲板や階の間を接続するため、船の強度に寄与する重要な部材です。

これらは主船体と上部構造の両方に設置されています。 境界は隔壁に似ており、さまざまなサイズのタンクやコンパートメントによく使用されます。

さて、皆さんご存知のとおり、船舶は、ローカルとグローバルの両方の観点からあらゆる種類の荷重に耐えられるように、あらゆる場所で構造を強化する必要があります。 強化メンバーは以下のように分類できます。

このメンバーが強さに貢献する主力メンバーです。 別々に分類されていますが、構造プレート (シェル)、デッキ、および隔壁 (特定の長さまたはスパンを超える場合) は、それ自体が主要な部材です。

それ以外のさまざまな種類の一次部材は、基本的にデッキビーム、ボトムシェルガーダー、サイドフレーム、垂直ビームなどの深部部材です。 これらは、船舶の構造に加わる全体的な荷重のほとんどを吸収することに直接関与しています。

これらには基本的に補強部材が含まれます。 それらは、横、縦、または垂直の補強材、または柱や支柱などの他の梁です。 これらは基本的に主部材から伝達される荷重を受け取り、同時に主部材をサポートします。

たとえば、縦補剛材はデッキプレートや桁からの荷重を吸収し、縦方向の強度を高める役割を果たします。 同様に、バルクヘッドを支持する垂直補強材は、バルクヘッドフレームとプレートからの荷重を吸収する役割を果たします。

これらの二次部材は、深い部材よりも寸法が小さく、特定の間隔で数が多くなります。 それらは本質的に連続している場合もあれば、他のメンバーが散在している場合もあります。

これらには、ブラケット、フラット プレート、バー、インサート プレートなどのエンティティが含まれます。 これらは二次メンバーに関連付けられている強化メンバーであり、多くの場合、二次メンバーにサポートと接続を提供します。

たとえば、ブラケットはサポートを提供することができ、またデッキ上の縦方向補強材と隔壁の垂直補強材との間の接続により、力を伝達するための荷重経路を画定することもできる。

多くの場合、特定の場所の二次部材とともに局所的な強化にも使用されます。 たとえば、デッキ開口部の場合、その領域付近の強度低下を補うために、追加のフラットバーと小さな補強材を局所的な強化に使用することがあります。

その他の部材には、A ブラケット、機械スペースやエンジン ルームの途中にあるカップリング、波形階段、多孔板、チェッカー プレートなどが含まれます。

私たちは分類については多かれ少なかれよく知っています。 船舶の後部に近い領域は現在、船尾または後部領域です。 同様に、前部四分の一に近い領域は、船首領域または船首四分の一として知られています。

船尾の極限も厳しい。 これら 2 つのリージョンでは、グローバル負荷の発生率が高くなります。 これら 2 つのエンティティが隣接する最大部分は、平行な中間体として知られています。

この領域は多かれ少なかれ連続的ですが、曲率は低くなります。 上記のデッキを定義しました。 喫水線より上の外側の船体の部分は、多くの場合、上面になります。

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Subhodeep は造船および海洋工学の卒業生です。 海洋構造の複雑さと目標に基づいた設計の側面に興味を持ち、この分野での共通の技術知識の共有と普及に専念しています。この分野は今まさに、かつての栄光に戻るために方向転換を必要としています。