본 논문은 국내에서 연구가 미진한 적재설비의 지진 취약도 평가에 적용할 수 있는 FE 해석 기반의 연결부 모델을 개발하는데 목적이 있다. 이러한 목표를 달성하기 위하여, 적재설비 거동을 파악하기 위한 진동대 실험과 Modal Test, 그리고 구성 부재를 대상으로 한 다양한 부재실험(8가지 Push-over Test)을 진행하였다. 실험결과를 바탕으로 지진취약도 평가에 적용하기 위한 적재설비의 연결부 모델을 개발하기 위하여, NX-Nastran 프로그램을 활용하여 연결부의 상세 모델링을 진행하였다. 특히, 단순 걸쇠 방식으로 연결되는 기둥 부재와 보 부재의 연결을 모사하기 위하여 면대면 표면접촉 요소와 스프링 요소를 적용하였으며, 스프링 요소의 모델은 ARX (Auto Regressive eXogenous) 기반의 수학적 모델을 개발하여 적용하였다. FE 모델 기반의 simulation 결과는 부재 실험 결과와 비교하였을 때, 상호 오차율 8% 미만의 우수한 신뢰도를 보여주었다. 결과적으로 연구에서 개발한 FE해석 기반의 연결부 모델은 적재설비의 지진 취약도 평가를 위한 해석 모델에 활용될 수 있음을 확인하였다.
본 논문은 국내에서 연구가 미진한 적재설비의 지진 취약도 평가에 적용할 수 있는 FE 해석 기반의 연결부 모델을 개발하는데 목적이 있다. 이러한 목표를 달성하기 위하여, 적재설비 거동을 파악하기 위한 진동대 실험과 Modal Test, 그리고 구성 부재를 대상으로 한 다양한 부재실험(8가지 Push-over Test)을 진행하였다. 실험결과를 바탕으로 지진취약도 평가에 적용하기 위한 적재설비의 연결부 모델을 개발하기 위하여, NX-Nastran 프로그램을 활용하여 연결부의 상세 모델링을 진행하였다. 특히, 단순 걸쇠 방식으로 연결되는 기둥 부재와 보 부재의 연결을 모사하기 위하여 면대면 표면접촉 요소와 스프링 요소를 적용하였으며, 스프링 요소의 모델은 ARX (Auto Regressive eXogenous) 기반의 수학적 모델을 개발하여 적용하였다. FE 모델 기반의 simulation 결과는 부재 실험 결과와 비교하였을 때, 상호 오차율 8% 미만의 우수한 신뢰도를 보여주었다. 결과적으로 연구에서 개발한 FE해석 기반의 연결부 모델은 적재설비의 지진 취약도 평가를 위한 해석 모델에 활용될 수 있음을 확인하였다.
This paper attempts to develop a connection model based on FE analysis that can be applied to the evaluation of earthquake fragility of Steel Storage Racks lacking research in Korea. In order to accomplish this goal, shaking table tests, modal tests, and various member tests (8 case, push-over test)...
This paper attempts to develop a connection model based on FE analysis that can be applied to the evaluation of earthquake fragility of Steel Storage Racks lacking research in Korea. In order to accomplish this goal, shaking table tests, modal tests, and various member tests (8 case, push-over test) for structural members have been conducted to understand the behavior of steel storage racks. Based on the experimental results, detailed modeling of the joints was conducted using the NX-Nastran program in order to develop a connection model for Steel storage racks to be applied to the seismic vulnerability assessment. Especially, surface to surface contact element and spring element are applied to simulate the connection between the column member and the beam member connected by the simple latch method. Spring element model developed and applied ARX (Auto Regressive eXogenous) based mathematical model. The simulation results based on the FE model showed excellent reliability with a mutual error rate of less than 8% when compared with the member test results. As a result, it was confirmed that the FE model based connection model developed in the study can be applied to the analytical model for the seismic vulnerability assessment of Steel storage racks.
This paper attempts to develop a connection model based on FE analysis that can be applied to the evaluation of earthquake fragility of Steel Storage Racks lacking research in Korea. In order to accomplish this goal, shaking table tests, modal tests, and various member tests (8 case, push-over test) for structural members have been conducted to understand the behavior of steel storage racks. Based on the experimental results, detailed modeling of the joints was conducted using the NX-Nastran program in order to develop a connection model for Steel storage racks to be applied to the seismic vulnerability assessment. Especially, surface to surface contact element and spring element are applied to simulate the connection between the column member and the beam member connected by the simple latch method. Spring element model developed and applied ARX (Auto Regressive eXogenous) based mathematical model. The simulation results based on the FE model showed excellent reliability with a mutual error rate of less than 8% when compared with the member test results. As a result, it was confirmed that the FE model based connection model developed in the study can be applied to the analytical model for the seismic vulnerability assessment of Steel storage racks.
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문제 정의
이러한 이유에서 추가적인 연구에서 진행될 취약도 평가 모델에서는 3차원으로 적재설비를 모델링하고자 하였다. 그에 앞서 본 논문에서는 이와 같은 3차원 모델의 신뢰성을 검증하기 위하여 적재설비의 FE모델링 및 해석을 진행하고, 해석 결과를 실험 결과와 비교하고자 하였다.
이를 위하여, 실제 사용되고 있는 적재설비를 선정하고, 전체 모델에 대한 진동대 실험과 적재설비의 구성요소에 대한 정적하중 실험을 진행하여 적재설비의 구조적 불확실성을 확인하였다. 또한, 구조적 불확실성을 내포하고 있는 연결부 모델을 대상으로 세부 FE모델링 및 Simulation을 진행하였으며, FE해석만으로 해결할 수 없는 Slip-pinching 현상을 표현하는 모델을 개발하여 지진 취약도 모델에 반영할 수 있는 신뢰성 있는 모델을 제시하고자 하였다.
본 논문에서는 국내의 적재설비를 대상으로 지진 안전성을 평가하기 위한 초기 연구로써 지진 취약도 평가를 위한 해석 모델 중 구조적 불확실성을 내포하고 있는 연결부 요소에 대한 모델을 개발하기 위한 연구를 진행하였다. 이를 위하여, 실제 사용되고 있는 적재설비를 선정하고, 전체 모델에 대한 진동대 실험과 적재설비의 구성요소에 대한 정적하중 실험을 진행하여 적재설비의 구조적 불확실성을 확인하였다.
적재설비는 사용자의 화물을 단기간 또는 장기간 보관하는 비구조요소로써, 국토교통부 국가물류통합정보센터에서는 파렛트 랙(Pallet Rack), 적층 랙(Mezzanine Rack), 모빌 랙(Mobile Rack), 암랙(Arm Rack), 그리고 Carton Sliding Rack으로 분류하고 있다. 본 논문에서는 총 5가지 종류의 적재설비 중 국내외에서 가장 많이 사용하고 있는 파렛트 랙을 대상으로 하였으며, 이하 파렛트 랙을 적재설비로 표기하였다. 적재설비는 다음의 Fig.
본 논문은 국내에서 연구가 미비한 적재설비를 대상으로 지진과 같은 외부하중으로 인한 적재설비의 취약성을 평가하기 위한 모델에 적용 할 수 있는 신뢰성 있는 적재설비 모델을 개발하고자 연구를 수행하였다. 이를 위하여 국내의 다양한 적재설비 중 대중적으로 물류센터에서 사용하고 있는 파렛트 랙을 표준 적재설비로 선정하였으며, 선정한 적재설비의 거동을 파악하기 위하여 진동대 실험 및 Modal Test를 진행하였다.
또한, 통로방향과 통로직각방향의 비율이 약 3:1정도인 직사각형 형태이며, 기둥 부재와 보 부재의 연결을 위한 기둥에 연속적으로 배열된 구멍으로 인하여 구조적 거동을 예측하기 위한 모델링에 많은 어려움이 있으며(Abba, 2017), 적재 설비의 단순화로는 적재설비의 거동을 모사할 수 없다. 이러한 이유에서 추가적인 연구에서 진행될 취약도 평가 모델에서는 3차원으로 적재설비를 모델링하고자 하였다. 그에 앞서 본 논문에서는 이와 같은 3차원 모델의 신뢰성을 검증하기 위하여 적재설비의 FE모델링 및 해석을 진행하고, 해석 결과를 실험 결과와 비교하고자 하였다.
적재설비를 대상으로 한 진동대 실험은 연구대상 구조물인 표준 적재설비의 동적 특성 및 내진성능을 평가하기 위하여 진행하였다. 진동대 실험은 비구조요소 실험에 활용되는 ICC-ES AC156 (2010)을 기반으로 지진방재연구센터(국토교통연구인프라운영원)의 진동대를 이용하여 진행하였다.
제안 방법
추가적으로 표준 적재설비의 고유진동수를 확인하기 위하여 Modal Test를 진행하였다. Modal Test는 Hammer를 이용하여 진행하였으며, 적재설비에 설치한 5개의 가속도계로부터 획득된 데이터를 분석하였다. 다음의 Table 1은 진동대 실험결과와 Modal Test 결과에 따른 적재설비의 고유진동수를 비교한 결과이다.
(2) 표준적재설비의 불확실성을 분석하기 위하여 진행한 다양한 구성요소의 부재실험 결과, 기둥-보 연결부가 표준적재설비 불확실성의 원인임을 확인하였다. 또한, 기둥-보 연결부를 대상으로 진행한 반복하중 실험의 결과 해당 요소의 Slip 및 Pinching 현상을 확인하였다.
이를 위하여 국내의 다양한 적재설비 중 대중적으로 물류센터에서 사용하고 있는 파렛트 랙을 표준 적재설비로 선정하였으며, 선정한 적재설비의 거동을 파악하기 위하여 진동대 실험 및 Modal Test를 진행하였다. 또한, 지진 취약도 평가에 적용하고자 전체 모델에 대한 FE모델링 및 해석, 연결부 모델에 대한 상세 FE모델링 및 수학적 모델 개발을 진행하였다. 이상의 이론적 실험적 연구에 따른 결과는 다음과 같다.
적재설비의 FE 모델링 및 해석은 상용해석 프로그램인 NX-Nastran을 활용하여 진행하였다. 먼저, 적재설비의 FE모델은 다음의 Fig. 8과 같이 실제 적재설비를 최대한 그대로 모사할 수 있도록 모델링하였다.
6과 같이 반복실험을 진행하였다. 반복실험은 정적실험 결과 이상데이터가 확인된 적재설비 구성요소 중 기둥-보 연결부를 대상으로 진행하였다. 실험체는 Fig.
ARX 모델은 시스템의 응답 중 이전 단계의 값이 현재 단계의 응답에 미치는 영향을 보유하는 Auto-regressive output (y(t)) 요소와 응답에 영향을 미치는 외부요인에 해당하는 Exogenous Input (u(t)), 그리고 직접적인 에러를 포함하는 White noise (e(t))로 구성된다. 본 논문에서는 기둥-보 연결부 반복실험의 변위를 입력으로 사용하고, 힘을 출력으로 사용하여 연결부의 다항식을 추출하였다. ARX모델의 일반식은 다음의 Eq.
이와 같은 불확실성의 원인을 파악하기 위하여 적재설비를 구성하는 구성 요소를 대상으로 부재 실험을 진행하였다. 부재실험은 FEM 10.2.02 (2009)에서 제기하고 있는 정적실험 방법을 기준으로 진행하였으며, 다음의 Fig. 3에 표현한 총 8가지 기본 실험(Push-over Test)을 진행하였다.
이와 같은 문제점(연결부의 불확실성)을 해결하기 위하여 연결부 상세 FE 모델링 및 Simulation을 수행하였다. 연결부 상세 FE모델은 기둥-보 연결부 반복실험을 모사하여 Fig. 9와 같이 진행하였다.
본 논문은 국내에서 연구가 미비한 적재설비를 대상으로 지진과 같은 외부하중으로 인한 적재설비의 취약성을 평가하기 위한 모델에 적용 할 수 있는 신뢰성 있는 적재설비 모델을 개발하고자 연구를 수행하였다. 이를 위하여 국내의 다양한 적재설비 중 대중적으로 물류센터에서 사용하고 있는 파렛트 랙을 표준 적재설비로 선정하였으며, 선정한 적재설비의 거동을 파악하기 위하여 진동대 실험 및 Modal Test를 진행하였다. 또한, 지진 취약도 평가에 적용하고자 전체 모델에 대한 FE모델링 및 해석, 연결부 모델에 대한 상세 FE모델링 및 수학적 모델 개발을 진행하였다.
본 논문에서는 국내의 적재설비를 대상으로 지진 안전성을 평가하기 위한 초기 연구로써 지진 취약도 평가를 위한 해석 모델 중 구조적 불확실성을 내포하고 있는 연결부 요소에 대한 모델을 개발하기 위한 연구를 진행하였다. 이를 위하여, 실제 사용되고 있는 적재설비를 선정하고, 전체 모델에 대한 진동대 실험과 적재설비의 구성요소에 대한 정적하중 실험을 진행하여 적재설비의 구조적 불확실성을 확인하였다. 또한, 구조적 불확실성을 내포하고 있는 연결부 모델을 대상으로 세부 FE모델링 및 Simulation을 진행하였으며, FE해석만으로 해결할 수 없는 Slip-pinching 현상을 표현하는 모델을 개발하여 지진 취약도 모델에 반영할 수 있는 신뢰성 있는 모델을 제시하고자 하였다.
(3) 표준적재설비를 대상으로 상세 FE모델링 및 해석을 진행한 결과, 상용해석 프로그램에서 지원하는 단순한 모델 구성으로는 적재설비의 거동을 정확히 모사하지 못함을 확인하였다. 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 기둥-보 연결부의 상세 모델링을 진행하였고, 연결부 요소의 수학적 모델 개발을 진행하였다. 개발한 연결부 요소의 모델을 FE모델에 적용하여 Simulation을 진행한 결과, 연결부 반복하중 실험결과와 약 8% 미만의 오차를 보이며, 연결부의 거동을 모사하는 것을 확인하였다.
적재설비 FE해석 결과, 단순 3차원 모델만으로는 적재설비의 거동을 정확히 표현하지 못하는 것을 확인하였다. 이와 같은 문제점(연결부의 불확실성)을 해결하기 위하여 연결부 상세 FE 모델링 및 Simulation을 수행하였다. 연결부 상세 FE모델은 기둥-보 연결부 반복실험을 모사하여 Fig.
이와 같은 연결부의 문제를 좀 더 자세히 확인하기 위하여 기둥과 보 연결부를 대상으로 Fig. 6과 같이 반복실험을 진행하였다. 반복실험은 정적실험 결과 이상데이터가 확인된 적재설비 구성요소 중 기둥-보 연결부를 대상으로 진행하였다.
2ton의 추가하중을 설치하였다. 진동대 실험은 건축구조기준에 따른 지진 구역Ⅰ, 보통암반 조건에서의 지반응답스펙트럼에 만족하도록 최대가속도 0.5g의 기준 지진파형을 작성하여, 기준 지진파형의 50%에서 최대 200%까지 25%씩 증가시키며 진행하였다. 실험 시 적재설비의 거동을 계측하기 위한 장비는 층간변위, 변형각, 감쇠를 측정하기 위한 4개의 변위계, 고유진동수와 층응답 주파수 특성을 분석하기 위한 30ch의 가속도계를 설치하였다.
3g 가진 후 기초 고정 볼트의 풀림이 확인 되었다. 추가적으로 표준 적재설비의 고유진동수를 확인하기 위하여 Modal Test를 진행하였다. Modal Test는 Hammer를 이용하여 진행하였으며, 적재설비에 설치한 5개의 가속도계로부터 획득된 데이터를 분석하였다.
(3)의 모델을 적용한 Simulation 결과, 기둥-보 연결부 반복하중 실험결과와 약 8%미만의 오차를 보이는 결과를 보였다. 특히, Fig. 10(a)에서 확인 할 수 있는 바와 같이, 기둥-보 연결부에서 발생하는 Slip와 Pinching 현상을 정확히 모사하였다.
대상 데이터
또한, 적재물의 적재를 위하여 통로방향 (Down-Aisle)은 개방형 공간으로 구성하고, 적재설비의 보강을 위하여 통로직각방향(Cross-Aisle)은 대각선 버팀대를 사용하여 폐쇄형 공간으로 구성한다. 본 논문에서는 국내 물류센터에 일반적으로 사용되는 표준 규격의 적재설비를 대상으로 연구를 진행하였다.
반복실험은 정적실험 결과 이상데이터가 확인된 적재설비 구성요소 중 기둥-보 연결부를 대상으로 진행하였다. 실험체는 Fig. 6(a)와 같이 기둥-보 연결부를 대상으로 시편을 구성하였으며, 연결부로부터 702mm 떨어진 보의 끝 단을 UTM기에 연결하였다. 시험체에서 보-기둥 연결부에 포함된 볼트는 단순히 보가 기둥에서 탈락되는 것을 방지하기 위한 것으로 실제 적재설비의 구성과 같이 적용하였다.
진동대 실험은 비구조요소 실험에 활용되는 ICC-ES AC156 (2010)을 기반으로 지진방재연구센터(국토교통연구인프라운영원)의 진동대를 이용하여 진행하였다. 연구에서 사용된 적재설비는 Fig. 2와 같이 4,500mm의 기둥과 2,700mm의 보(Load Beam), 적재물 적재를 위한 가로보(Tie Beam), 그리고 대각선 버팀대로 3단 파렛트 랙을 구성하였으며, 각 층 별 설계 최대하중의 80%인 1.2ton의 추가하중을 설치하였다. 진동대 실험은 건축구조기준에 따른 지진 구역Ⅰ, 보통암반 조건에서의 지반응답스펙트럼에 만족하도록 최대가속도 0.
진동대 실험과 Modal Test결과, 본 연구의 대상 구조물인 표준 적재설비의 불확실성이 확인되었다. 이와 같은 불확실성의 원인을 파악하기 위하여 적재설비를 구성하는 구성 요소를 대상으로 부재 실험을 진행하였다. 부재실험은 FEM 10.
데이터처리
Simulation과 실험결과의 비교를 위하여 Matlab의 compare 함수를 사용하였으며, Fig. 10의 그래프에서 확인할 수 있는 바와 같이, Eq. (3)의 모델을 적용한 Simulation 결과, 기둥-보 연결부 반복하중 실험결과와 약 8%미만의 오차를 보이는 결과를 보였다.
적재설비의 FE 모델링 및 해석은 상용해석 프로그램인 NX-Nastran을 활용하여 진행하였다. 먼저, 적재설비의 FE모델은 다음의 Fig.
이론/모형
적재설비를 대상으로 한 진동대 실험은 연구대상 구조물인 표준 적재설비의 동적 특성 및 내진성능을 평가하기 위하여 진행하였다. 진동대 실험은 비구조요소 실험에 활용되는 ICC-ES AC156 (2010)을 기반으로 지진방재연구센터(국토교통연구인프라운영원)의 진동대를 이용하여 진행하였다. 연구에서 사용된 적재설비는 Fig.
성능/효과
(1) 표준적재설비를 대상으로 진동대 실험 및 Modal Test를 진행한 결과, 각 실험간의 고유진동수의 차이가 확인되었다. 해당 적재설비는 기둥-보 연결부 및 볼트연결방식의 불확실성이 예상되었으며, 기둥-보 연결부는 연구 진행결과 Slip-pinching 현상과 같은 장주기 진동력에 영향을 받는 거동을 보였다.
(2) 표준적재설비의 불확실성을 분석하기 위하여 진행한 다양한 구성요소의 부재실험 결과, 기둥-보 연결부가 표준적재설비 불확실성의 원인임을 확인하였다. 또한, 기둥-보 연결부를 대상으로 진행한 반복하중 실험의 결과 해당 요소의 Slip 및 Pinching 현상을 확인하였다.
(3) 표준적재설비를 대상으로 상세 FE모델링 및 해석을 진행한 결과, 상용해석 프로그램에서 지원하는 단순한 모델 구성으로는 적재설비의 거동을 정확히 모사하지 못함을 확인하였다. 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 기둥-보 연결부의 상세 모델링을 진행하였고, 연결부 요소의 수학적 모델 개발을 진행하였다.
10의 그래프에서 확인할 수 있는 바와 같이, Eq. (3)의 모델을 적용한 Simulation 결과, 기둥-보 연결부 반복하중 실험결과와 약 8%미만의 오차를 보이는 결과를 보였다. 특히, Fig.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여 기둥-보 연결부의 상세 모델링을 진행하였고, 연결부 요소의 수학적 모델 개발을 진행하였다. 개발한 연결부 요소의 모델을 FE모델에 적용하여 Simulation을 진행한 결과, 연결부 반복하중 실험결과와 약 8% 미만의 오차를 보이며, 연결부의 거동을 모사하는 것을 확인하였다.
그래프에서 확인 할 수 있는 바와 같이, 6가지 실험은 일반적인 압축실험과 굽힘 실험 결과의 양상을 보임이 확인되었다. 다음으로 Fig.
03Hz 대역에서 지진에 취약한 주파수 특성을 보유한 것을 확인하였다. 또한, 측정된 데이터를 분석한 결과 적재설비는 4.37%의 감쇠를 보이는 것으로 확인되었으며, PGA 0.26g 가진 후 적재설비 기초 플레이트의 변형이 발생하였고, 0.3g 가진 후 기초 고정 볼트의 풀림이 확인 되었다. 추가적으로 표준 적재설비의 고유진동수를 확인하기 위하여 Modal Test를 진행하였다.
실험결과, 표준 적재설비는 0.44~7.03Hz 대역에서 지진에 취약한 주파수 특성을 보유한 것을 확인하였다. 또한, 측정된 데이터를 분석한 결과 적재설비는 4.
최종적으로 본 논문에서는 실험을 통한 적재설비의 취약부의 이상 거동을 확인하고, 이와 같은 이상거동을 단순 FE 모델만으로 모사 할 수 없음을 확인하였다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 기둥-보 연결부의 ARX모델을 개발하였고, 개발한 수학적 연결부 모델을 적용한 FE모델을 활용한 Simulation 결과가 실험결과와 매우 우수한 일치를 보이는 것을 입증하였다.
적재설비 FE해석 결과, 단순 3차원 모델만으로는 적재설비의 거동을 정확히 표현하지 못하는 것을 확인하였다. 이와 같은 문제점(연결부의 불확실성)을 해결하기 위하여 연결부 상세 FE 모델링 및 Simulation을 수행하였다.
진동대 실험과 Modal Test결과, 본 연구의 대상 구조물인 표준 적재설비의 불확실성이 확인되었다. 이와 같은 불확실성의 원인을 파악하기 위하여 적재설비를 구성하는 구성 요소를 대상으로 부재 실험을 진행하였다.
최종적으로 본 논문에서는 실험을 통한 적재설비의 취약부의 이상 거동을 확인하고, 이와 같은 이상거동을 단순 FE 모델만으로 모사 할 수 없음을 확인하였다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 기둥-보 연결부의 ARX모델을 개발하였고, 개발한 수학적 연결부 모델을 적용한 FE모델을 활용한 Simulation 결과가 실험결과와 매우 우수한 일치를 보이는 것을 입증하였다.
그래프에서 보는 바와 같이 왕복변위 ±40mm부터 UTM의 작용력이 감소하는 것을 확인 할 수 있다. 해당 시점을 확인한 결과, 총 4개의 걸쇠 중 최상단과 최하단 걸쇠에 손상이 발생되었음이 확인되었다. Fig.
(1) 표준적재설비를 대상으로 진동대 실험 및 Modal Test를 진행한 결과, 각 실험간의 고유진동수의 차이가 확인되었다. 해당 적재설비는 기둥-보 연결부 및 볼트연결방식의 불확실성이 예상되었으며, 기둥-보 연결부는 연구 진행결과 Slip-pinching 현상과 같은 장주기 진동력에 영향을 받는 거동을 보였다. 이와 같은 기둥-보 연결부의 거동은 Modal test 진행 시 사용한 햄머 가진력으로는 발생하지 않음으로써 진동대 실험과 오차가 발생한 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
적재설비란 무엇인가?
적재설비는 물류창고의 제한된 공간을 효율적으로 활용하기 위하여 강재 또는 이와 유사한 재질로 다단 적재된 물건의 하중을 지지할 수 있으며, 자체 중량에 비하여 무거운 하중을 지지할 수있고, 높은 구조로 제작이 가능한 비구조요소로 분류되는 구조체이다. 적재설비는 최근 물류의 증가에 따라 제한된 공간에서도 많은 물류를 보관할 수 있도록 다단화, 고층화 되고 있다.
FE 해석 기반의 연결부 모델을 개발하기 위한 방법은 무엇인가?
본 논문은 국내에서 연구가 미진한 적재설비의 지진 취약도 평가에 적용할 수 있는 FE 해석 기반의 연결부 모델을 개발하는데 목적이 있다. 이러한 목표를 달성하기 위하여, 적재설비 거동을 파악하기 위한 진동대 실험과 Modal Test, 그리고 구성 부재를 대상으로 한 다양한 부재실험(8가지 Push-over Test)을 진행하였다. 실험결과를 바탕으로 지진취약도 평가에 적용하기 위한 적재설비의 연결부 모델을 개발하기 위하여, NX-Nastran 프로그램을 활용하여 연결부의 상세 모델링을 진행하였다.
적재설비의 단점은 무엇인가?
적재설비는 최근 물류의 증가에 따라 제한된 공간에서도 많은 물류를 보관할 수 있도록 다단화, 고층화 되고 있다. 그러나 적재설비의 구성요소간의 연결은 사용자의 편의를 위하여 단순 결합방식을 채택함으로 인하여 구조적 불안전성을 내포하고 있다(BSSC Storage Rack Project Task Group, 2005). 이와 같은 구조적 불안전성은 지진과 같은 외부하중에 민감하게 반응하여 다양한 손상을 발생할 수 있다.
참고문헌 (9)
Abba, M. A. and Guven, K. (2017). "Investigation of seismic behaviour of steel pallet rack frames." American Journal of Engineering and Technology Management, Vol. 2, No. 2, pp. 13-19. DOI: 10.11648/j.ajetm.20170202.12.
Australian Standard (2012). Steel storage racking, AS4084-2012. Standards Australia Limited, Sydney.
BSSC Storage Rack Project Task Group (2005). Seismic considerations for steel storage racks located in areas accessible to the public, FEMA 460, Building Seismic Safety Council for the Federal Emergency Management Agency, Washington, D.C.
European Racking Federation (2009). The seismic design of static steel pallet racks, FEM 10.2.02, West Midlands.
International Code Council (2010). Acceptance criteria for seismic certification by shake-table testing of nonstructural components. ICC-ES AC156.
International Conference of Building Officials (1976). Uniform building code (UBC), 1976 EDITION, California.
Rack Manufacturers Institute (1974). American national standard specification for design testing, and utilisation of industrial steel storage racks, ANSI: MH 16.1-1974, An Affiliated Trade Association of Material Handling Industry of America, New York.
Rack Manufacturers Institute (2012). American national standard specification for design testing, and utilisation of industrial steel storage racks, ANSI: MH 16.1-2012, An Affiliated Trade Association of Material Handling Industry of America, New York.
Tajjudin, N., Ismail, N., Fazalul Rahiman, M. H. and Nasir Taib, M. (2010). "Model predictive control using ARX model for steam distillation essential oil extraction system." 2010 International Conference on Intelligent and Advanced Systems, Institute of Electrical and Electronics Engineers, Kuala Lumpur, Malaysia. (DOI: 10.1109/ ICIAS.2010.5716134.)
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