Simplistic Beam Theory-based Structural Safety Evaluation Method for Block Structure on the A-Carrier

블록 구조물 적치용 지지대의 빔 이론 기반 구조 안전성 평가법

Type A carrier structures that support blocks or equipment gradually deform over time with load changes, reducing the area in contact with the block and changing the load pattern from distributed to concentrated during construction work in the shipyard. This phenomenon has the potential to misrepresent actual service loads. In particular, A carriers are often used by small manufacturers, who often do not have specialized engineering capabilities, necessitating the development of a method for easy calculation of carrier safe working load. This study proposes a quick evaluation method for the long-term safe working load of Type A carriers, to predict the plastic deformation and safety issues resulting from changes in load distribution. Based on the results of finite element analysis (beam and shell modeling) of the centralized load, beam-theory was modified to propose a method for determining the distributed load conditions of the A-carrier. In beam modeling, the theoretical value was multiplied by a correction factor of 0.73 for concentrated loads and 0.69 for distributed loads to obtain a safe working load. For shell modeling, a correction factor of 0.75 can be used for concentrated loads and 0.69 for distributed loads. This study can serve as a basis for improving the safety of shipbuilding, enabling quick and effective decisions for determining safe working loads in actual working environments.

선박 건조 과정에서 블록이나 장비를 지지하는 A형 캐리어 구조는 하중 변경과 시간이 지남에 따라 점차 변형이 증가하며, 이에 따라 블록과 접촉하는 면적이 감소하고 분산된 하중에서 집중된 하중으로 패턴이 변화한다. 이러한 현상은 실제 사용 하중을 오판할 가능성이 있다. 특히 A형 캐리어는 영세한 제조 업체에서 자주 사용하고 있으며, 별도의 엔지니어링 기능이 없는 상황이 대부분이라서 손쉽게 캐리어의 안전사용하중을 계산하는 방법의 개발이 필요하다. 본 연구는 A형 캐리어가 장기적으로 안전하게 사용할 수 있는 하중을 신속하게 평가하는 방법을 제안함으로써, 하중 분포의 변화에 따른 소성 변형과 그로 인한 안전 문제를 예측하고 대응할 수 있다. 제안된 방법은 캐리어의 중앙 집중하중과 전체 분포하중 조건에 대해서 유한요소해석(빔, 쉘 모델링)을 통한 결과를 기반으로 빔-이론을 수정하여 제안되었다. 빔 모델링에서 집중하중 조건은 보정계수 0.73, 분포하중에서는 0.69를 이론값에 곱해서 안전사용하중이 가능하다. 쉘 모델링의 경우, 집중하중은 0.75와 분포하중은 0.69를 사용할 수 있다. 본 연구는 선박 건조 작업 현장의 안전을 개선하고, 실제 작업 환경에서의 안전 사용 하중 판단에 신속하고 효과적인 결정을 내릴 수 있는 기초 자료로 활용될 수 있다.