KR 웹진 200호

1. 개요

 

2021년 7월 1일부터 공통구조규칙(Common Structure Rule, 이하 CSR) ‘Rule Change Notice 1 to 01 JAN 2020 version’이 발효된다. CSR은 국제선급연합회(IACS)의 기술 전문가들이 만든 규칙으로 2015년 7월 1일 이후 건조되는 90m 이상의 산적화물선과 150m 이상의 원유운반선에 대하여 강제 적용된다. 

IACS는 종전의 규칙과 비교하여 많은 변경사항들을 반영한 개정된 CSR을 발표했으며, 특히 기존 좌굴강도

평가 방식을 개선하여 정확하게 강도평가가 이루어지도록 보강재의 좌굴강도 평가와 관련한 규칙이 전면 

개정되었다. 

 

 

선체 구조강도 평가에 대한 CSR 적용 시 규정에서 요구하는 항복강도, 피로강도와 좌굴강도를 만족해야 

한다. 이들 강도 중 좌굴은 압축하중(구조물의 외부에서 누르는 하중 물체표면에 외부에서 누르듯이 작용

하는 하중)에 대하여 구조물이 급격한 변위를 일으키며 붕괴되는 현상으로, 보강재의 항복응력(구조물을 

당겼을 때 버틸 수 있는 최대 응력) 이하의 압축하중으로도 선체구조물이 영구적인 변위나 파손을 발생시킬 수 있다. 

허용응력을 항복강도 기준으로 설계할 경우 압축하중에 대하여 구조물이 붕괴될 수 있기 때문에 압축하중에 대한 충분한 좌굴강도를 가지도록 설계를 수행해야 한다.

2. 개정사항

 

이번 규칙 개정을 통하여 보강재에 대한 평가방법이 기존 ‘빔-이론’에서 ‘이방성 판-이론’으로 변경되었다. 

기존 CSR 적용 시 횡-방향 하중이 크게 작용하는 부재에 대한 보강을 위하여 해당 판의 두께를 키우거나 

보강재의 간격을 줄였음에도 불구하고, 보강재의 좌굴강도가 안 좋아지는 현상이 발견되었다. 

일반적으로 판의 두께가 두꺼워질 경우 강도가 올라가거나 작용하는 하중이 감소하여 좌굴강도가 좋아져야 되지만, 오히려 강도가 줄어드는 문제가 발생하였다. 이는 보강재의 거동 표현을 표현하기 위하여 ‘빔-이론’을 적용한 것이 원인이었다. ‘빔-이론’은 보강재와 동일한 방향인 종-방향 하중 작용 시 발생하는 처짐 계산을 

위한 이론으로, 횡-방향 하중이 작용할 경우 이에 대한 거동 계산이 불가능하다. 이러한 빔-이론의 한계 

때문에 종-방향과 횡-방향 하중에 대한 정확한 거동 계산을 위하여 ‘이방성 판-이론’을 도입하였다.

 

‘이방성 판-이론’ 도입을 통하여 양방향 하중에 대한 처짐 계산을 정확하게 수행할 수 있으며, 판 두께에 대한 설계 변경 시 좌굴강도 향상에 도움이 될 수 있도록 규칙이 개정되었다. 개정된 규칙은 보강판에 대한 좌굴

강도와 최종좌굴강도에 대한 부분으로, 기존 규칙과 비교하여 크기가 작은 보강재가 위치한 보강판이나 

횡-방향 하중이 크게 작용하는 위치에 대하여 스캔틀링 결과 차이가 발생할 것으로 예상된다.

 

 

3. 마무리

 

KR은 개정된 규칙이 적용된 SeaTrust-HullScan 을 2021년 3월 15일에 배포하였다. SeaTrust-HullScan 은 KR이 고객들의 편의성을 위해 자체 개발한 선체구조강도 프로그램으로서 CSR이 적용되는 유조선, 벌크선을 

비롯해 컨테이너선, LNG선, FPSO 등의 구조해석을 효율적으로 수행할 수 있는 KR의 대표적인 기술 소프트

웨어로, 세계 최고의 기술을 가진 국내 빅3 조선소 및 연구소 등 국내외 해사업계로부터 폭넓은 지지를 받고 있다.

 

KR은 SeaTrust-HullScan 을 통한 개정된 CSR 규칙에 대한 기술서비스를 빠르게 고객들에게 제공함으로써 

조선소의 설계 품질과 생산성 향상에 기여하기를 희망하며, 설계자는 개정된 CSR 규칙을 이용하여 양방향 

하중에 대한 보다 정확한 보강재의 좌굴강도 평가가 가능할 것으로 기대된다.