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지진 하중을 받는 원통형 플랜트 탱크 구조물의 축방향 허용압축응력 설계기준 비교 연구
오창국,이소리,박장호,배두병,Oh, Chang Kook,Lee, So Ri,Park, Jang Ho,Bae, Doobyong 한국강구조학회 2016 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.28 No.4
건플랜트 내부의 주요 시설물인 원통형 액체저장탱크에 지진 하중이 작용하면 탱크 벽체에 좌굴이 발생하여 큰 손실을 초래할 수 있다. 탱크 구조물 설계시 좌굴에 대한 허용응력을 규정한 국내 기준은 일관성이 부족하고 근거가 미약하여 주로 국외의 API 650, BS EN 1998-4:2006, 뉴질랜드 기준 등을 차용하고 있다. 본 연구에서는 서로 다른 형상 비를 갖는 탱크 구조물에 대해 응답스펙트럼해석을 수행하여 유체 동압력을 산정한 후 재료 및 기하비선형을 고려한 비선형 좌굴해석을 수행하여 축방향 허용좌굴응력을 산정하고 국외 기준과의 비교를 통해 적절한 국내 기준을 제안하였다. Stability of cylindrical liquid storage tanks under seismic excitation could prevent catastrophic disaster of human life and economic loss. Domestic provisions on allowable compressive stress in tank walls to prohibit buckling failure are either incomplete or inconsistent, so foreign specifications such as API 650, BS EN 1998-4:2006 or New Zealand Standards are employed in stability design. In this study, response spectrum analyses are performed for plant tanks having different ratios of height to diameter or diameter to thickness to calculate hydrodynamic pressure on tank walls. Then nonlinear buckling analyses are conducted to estimate magnitude of buckling stress. By comparing analysis results with those from foreign design specifications, appropriate domestic design provisions are suggested.
항만 및 해양구조용 고강도 내식성 원형강관의 축방향 허용압축응력 산정
오창국,박장호,배두병,Oh, Chang Kook,Park, Jang Ho,Bae, Doobyong 한국강구조학회 2016 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.28 No.4
해안 및 해양 환경에 노출되어 내부식성이 필수적인 항만 및 해양 구조물용 내식성강 STKM500 강재가 최근 국내의 독자적인 기술로 개발되어 KS D 3300에 신규 등록되었다. 개발된 강재는 일반 구조용 강재에 비해 부식속도가 현저하게 느리고, 지금까지 대표적으로 사용되었던 STK400 및 STK490와 A690 강재보다 경제적이고 고강도여서 미래 수요를 대체할 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구에서는 STKM500 강재를 이용한 인장실험을 통해 고강도강의 강도를 측정한 후, 2m, 6m, 12m로 제작된 강관에 대한 좌굴실험을 수행하여 허용압축응력을 산정하였다. 특별히 12m 시험체의 경우, 추가 유한요소해석을 수행하여 결과를 보완하였고, STK500 강관에 대한 축방향 허용 압축응력곡선을 제안하였다. Corrosion resistance steel has been widely used for port and offshore structures exposed to harsh coastal and oceanic environments, due to lower corrosion rate. New higher strength corrosion resistance steel tubes named STKM500 in KS D 3300 were recently developed by domestic technology and expected to replace foreign ASTM A690 steel. In this study, tensile test results are included to show higher yield and tensile strength of STKM500. Then, buckling test results obtained from 2m, 6m, and 12m steel tubes are demonstrated, based on which an allowable axial compressive stress curve for STKM500 steel tubes is suggested.