항만의 적재하중 / 산화물 단위체적중량 / 등분포하중으로 산정한 화물별 하중

항만설계 시 적재하중

이번 시간에는 항만의 적재하중에 대하여 알아보도록 하겠습니다.

 

상시의 적재하중은 취급 화물의 종류, 화물 형태, 수량, 취급방법, 적재기간 등을 고려하여 결정하게 됩니다.

구조물 전체의 안정계산에는 에이프런(Apron), 헛간, 창고 등의 한 구획에 대한 평균값을 사용합니다. 또 부재계산에는 직접 적재하중으로 하는 경우가 많습니다. 에이프런의 경우 한 구획의 평균 적재하중의 크기는 그 접안시설의 규모와 취급화물의 종류에 따라 주로 결정되므로 과거의 설계 예 등을 참조하는 것이 바람직합니다. 일반잡화부두의 경우 에이프런 위의 적재하중으로 10~30kN/㎡정도의 값을 이용하는 경우가 많습니다. 컨테이너나 강재 등 중량이 큰 화물을 취급하는 에이프런에서는 이용 상태를 조사하여 적재하중의 크기를 결정합니다.

 

에이프런에 있어서 적재하중은 접안시설의 안정계산에 크게 영향을 미치므로 헛간, 창고 등에 대한 적재하중과는 구별하여 생각하여야 합니다. 특히 취급화물의 종류, 화물 형태, 수량, 취급방법, 적재기간 등을 충분히 고려하여 결정하여야 합니다. 기왕의 실태조사에 의한 산화물의 단위체적중량은 아래 표와 같습니다.

산화물의 단취체적중량

 

지진시의 적재하중은 설계조건에서 고려한 지진이 장래 발생할 시점에서의 적재하중이 존재하느냐 않느냐의 상태를 예측하여 결정하게 됩니다. 적재하중이 존재하느냐 않느냐의 상태는 헛간, 창고, 야적장, 에이프런(Apron) 등의 시설에 따라 다르고 설계조건에서 고려한 지진시 적재하중의 크기는 확률적인 개념에 지배된다고 보고 교정한 것입니다.

 

지진시 적재하중이 존재하느냐 않느냐의 상태는 헛간, 창고, 야적장, 에이프런 등 적재하중이 존재하는 시설에 따라 구분됩니다. 헛간, 창고, 야적장 등은 이용 상태에 따라 적재하중으로 하는 것이 좋습니다. 한편 에이프런과 같이 하역시설로서 화물이 가치만 되는 시설인 경우는 선박이 접안하여 하역을 하는 경우와 하지 않는 경우에 따라 적재하중의 크기나 상태가 크게 변동합니다. 이 때문에 일반적으로 안벽의 설계에서는 에이프런 위에서의 지진시 적재하중은 상시 적재하중의 1/2을 취하는 경우가 많습니다.

 

구조물 전체의 안정계산을 할 때 에이프런, 헛간 및 창고 등의 한 구획에 있어서 부등분포하중을 등분포하중으로 환산하여 계산할 수가 있습니다. 다만, 큰 집중하중이 작용하는 경우에는 집중하중으로 검토합니다.

일반적으로 화물 등이 한 구획 전체에 균일하게 재하될 수는 없지만 통상 부등분포하중을 등분포하중으로 환산하여 계산하여도 좋습니다. 따라서 예를 들어 강재를 놓는 경우 아래에 목재와 같은 바닥재를 포설하면 강재의 중량은 선하중으로 작용된다고 생각할 수 있고 이 경우 집중하중(선하중 또는 점하중)으로 검토한 것이 됩니다.

 

어느 한 구획인 경우 평균적으로는 환산한 등분포하중의 값 이내인 경우라도 그것이 집중하중으로서 작용할 때는 주의가 필요합니다. 예를 들면 널말뚝안벽 등의 경우는 안벽 배후에 큰 집중하중이 작용하면 위험할 때가 있습니다. 또 잔교식 안벽 등에 있어서도 빔의 뻗쳐 나온 부분(Cantilever부분)이나 빔, 바닥판의 중앙부에 집중하중이 작용하면 파괴로 이어지는 경우도 있으므로 이런 가능성을 고려하여 설계하여야 합니다. 등분포하중으로 산정한 화물별 하중은 아래 참고 표를 참조한다.

등분포하중으로 산정한 화물별 하중

 

지금까지 항만의 적재하중에 대하여 알아보았습니다. 위 내용을 잘 숙지하였다가 설계 시 적용하시면 좋을 것 같습니다. 조금이나마 도움이 되었기를 바랍니다. 이상입니다.