[논문]허용응력설계법 및 하중저항계수설계법에 의한 고정식 해양구조물 설계결과 비교

정배근; 조두용

doi:10.11112/jksmi.2023.27.2.42

허용응력설계법 및 하중저항계수설계법에 의한 고정식 해양구조물 설계결과 비교
Design comparison of Fixed Offshore Structures Designed by WSD and LRFD Methods 원문보기

한국구조물진단유지관리공학회 논문집 = Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection, v.27 no.2, 2023년, pp.42 - 49

정배근 (충남대학교 융복합시스템공학과) , 조두용 (충남대학교 융복합시스템공학과)

초록
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고정식 자켓구조물 설계 시 국내 설계법의 부재로 해외 설계기준을 적용하고 있다. 특히, 미국의 API기준을 주로 적용하고 있으나 API RP 2A는 허용응력설계법(WSD)과 하중저항계수법(LRFD)의 두 설계법을 제시하고 있고 설계자의 판단에 따라 적용하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 국내 연안에 실제 설치된 고정식 해양구조물에 대해 해양구조물 전용프로그램인 SACS를 이용하여 두 설계법에 대한 응력비를 검토비교 하였다. 검토결과, 환경하중의 영향이 큰 극한하중해석과 운송해석 시에는 LRFD설계법이, 자중의 영향이 큰 평상시 하중해석과 선적 및 인양 시에는 WSD설계법이 더 큰 응력비를 보여주고 있어 기본설계 시 두 설계법에 대한 적용성 검토를 수행한 후 안전성과 경제성 등을 고려하여 최종 설계법을 선택하는 것이 적정하다고 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

When designing fixed jacket structures, overseas design standards are applied due to the absence of domestic design methods. Although the US API standards are mainly applied, API RP 2A suggests two design methods: the allowable stress design method (WSD) and the load resistance coefficient method (LRFD), and is applied according to the designer's judgment. In this study, the stress ratio of the two design methods was reviewed and compared using SACS, an analysis program dedicated to marine structures, for fixed marine structures actually installed on the domestic coast. As a result of the review, it was found that the LRFD design method showed a greater stress ratio for extreme load analysis and transportation analysis, and the WSD design method showed a greater stress ratio for loading and lifting. Therefore, when applying the design method, it is considered appropriate to select the final design method considering safety and economic feasibility after conducting an applicability review for the two design methods.

주제어

표/그림 (33)

표 Table 1 Allowable stress of steel
표 Table 2 Probability of failure
그림 Fig. 1 Jacket vertical framing
표 Table 3 Load factor
표 Table 4 Safety and resistance factor
표 Table 5 Allowable stress factor
그림 Fig. 2 Direction of environmental loading
표 Table 6 Average wind speed by recurrence period
표 Table 7 Design wave height and period
표 Table 8 Applied load
표 Table 9 Static analysis load combination and their conditions
그림 Fig. 3 Loadout by SPMT
그림 Fig. 4 Transportation using barge
그림 Fig. 5 Analysis conditions for lifting state
표 Table 10 Applied ground acceleration
그림 Fig. 6 Comparison of U.C in operation condition
그림 Fig.7 Comparison of U.C in ultimate condition
그림 Fig. 8 Comparison of U.C in earthquake condition
그림 Fig. 9 Comparison of U.C for jacket in loadout state
표 Table 11 Unity check for operating condition
표 Table 12 Unity check for ultimate condition
표 Table 13 Unity check for earthquake condition
표 Table 14 Unity check for jacket in loadout state
그림 Fig. 10 Comparison of U.C for deck in loadout state
그림 Fig. 11 Comparison of U.C for jacket in transportation state
그림 Fig. 12 Comparison of U.C for deck in transportation state
그림 Fig. 13 Comparison of U.C for jacket in lifting state
그림 Fig. 14 Comparison of U.C for deck in lifting state
표 Table 15 Unity check for deck in loadout state
표 Table 16 Unity check for jacket in transportation state
표 Table 17 Unity check for deck in transportation state
표 Table 18 Unity check for jacket in lifting state
표 Table 19 Unity check for deck in lifting state

참고문헌 (8)

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