선박은 판과 보강재를 효율적으로 조립한 매우 복잡한 구조물이고, 이동하는 구조물로써는 최대 규모의 구조물이다. 또한, 불규칙파 해면상을 이동하는 특성상, 다양하고 복잡한 하중을 받는 구조물이기도 하다. 그 위에 부유구조물로써의 수밀성이 요구되는 것도 선박의 특징의 하나이다.
선각이란 선체를 구성하고 있는 강도부재로써, 판과 보강재로 구성되어 있으며, 다음과 같은 기능을 갖춰야 한다.
- 소기의 추진 성능, 안전성능 및 배수량을 얻도록 계획된 선형을 유지하기 위해 외판, 늑골 등으로 선체를 이룰 것.
- 소기의 목적으로 하는 화물에 따라 계획재화중량을 운반할 수 있도록, 이중저, 갑판 등의 구조 강도를 유지할 것.
- 좌초, 충돌 등에 의해 선체 내에 침수하여도 침몰을 방지 할 수 있는 격벽을 만들 것.
- 선박을 운항하는 데에 필요한 기관, 의장품을 설치하는 데에 충분한 강도의 구조를 제공할 것
- 승무원의 거주구로써 안전한 구조구획을 제공할 것.
상기와 같은 목적에 맞춘 선각에 기관과 의장품이 탑재되어 비로소 선박이 완성된다.
한편, 일반의 육상구조물과의 차이점을 비교하면 다음과 같다.
- 거친 해면을 항해한다.
- 횡동요(Rolling), 종동요(Pitching) 등의 동요가 따른다.
- 해수와 같은 부식성이 심한 환경에 둘러 쌓여있다.
- 육상으로부터 멀리 떨어져 있어, 사고가 발생시 신속한 구조가 어렵다.
선박의 대형화 및 성능 향상에 따라 구성재료의 여러 가지 성질과 품질 향상의 요구와 더불어, 새로운 재료의 개발 및 개량과 이에 따른 가공 기술 향상이 요구되고 있는 실정이다.
특히, 선체는 일반적인 육상의 구조물과 달리 대형이고 열악한 사용상태에 놓여 있다. 따라서 선체에 사용되는 재질은 다음의 조건을 만족하여야 한다.
- 값싸고 대량입수가 가능할 것.
- 강도 및 강성이 클 것.
- 가공성이 좋고, 용접이 용이할 것.
- 충분한 기밀성과 수밀성을 갖을 것.
- 부식에 대해 충분히 견딜 수 있을 것.
이러한 것을 만족하는 구조재료로써 현재의 대형선에서는 연강(Mild Steel)이 광범위하게 사용되고 있다. 연강의 유일한 단점은 중량이 무겁다는 것이다. 그렇지만 대형선에서는 막대한 양의 재료를 사용하기 때문에, 값이 싸다는 것이 재료선정의 커다란 요인을 차지하고 있다. 강도가 큰 것도 선정이유의 하나이다.
초기의 연강은 품질이 별로 좋지 않았으나, 접합방법이 리벳에서 용접으로 변화함에 따라 점차로 품질이 향상되었다. 또한, 높은 항복응력을 갖는 고장력강도 개발되었다. 또한, 1980년 전후에는 온도제어하에 압연되는 TMCP(Thermo-Mechanical Control Process)강이 새로이 개발되었다. 이 강은 압연단계에서 몇 가지의 특별한 과정을 조합하여 제조하는 것이다. 이러한 처리에 의해 종래의 연강보다 강도 및 인성이 향상되었고, 또한, 용접성도 현저히 향상하였다.
조선용의 강재에는 특별히 고품질의 것이 요구되어, 선급협회규칙 등에서 규격으로 정해져 있다. 연강이나 고장력강은 같은 항복응력을 갖고 있더라도 화학성분에 따라 여러가지 등급으로 분류되어 있다. 고장력강은 높은 응력이 발생하는 갑판이나 선저판에 많이 사용되고 있다.
한편, 고속이 요구되는 선박이나 소형선에서는 중량이 큰 문제가 된다. 이 경우에는 알루미늄 합금이나 FRP(강화플라스틱)와 같은 복합재료가 사용되고 있다. 또, 심해탐사용 잠수선이나 일부의 잠수함 등 특수한 목적을 갖고 있는 선박에서는 가볍고 높은 강도를 갖는 티탄 합금도 쓰이고 있다.
그리고 LPG운반선이나 LNG운반선의 탱크에는 방열의 관점에서 알루미늄 합금이나 스테인리스강이 사용되고 있다. 또, 내부식성이 요구되고 있는 탱크 등에는 스테인리스강이 사용된다.
선박의 구조설계를 수행하는 경우에는 이러한 선박의 특징을 고려하면서 안전성과 경제성을 높은 차원에서 균형 있게 양립시켜 실현할 필요가 있어, 구조설계를 할 경우에는 매우 고도의 기술이 요구된다. 동시에 국제조약, 각 국의 특별요건, 항만·운하규칙, 선급협회규칙, 고객 요구 등 많은 요건을 만족시킬 필요가 있다.