초록 ▼

LNG 저장시설은 해석.설계.시공 전 분야에 걸쳐 고도의 기술이 필요한 분야이다. 현재 국내기술의 미비로 막대한 기술료 지불을 통해 외국기술을 도입하고 있는 실정이나 한편으로는 국산화 개발을 통해 국내시장 확보 및 세계시장으로의 진출을 도모하고 있다.
본 연구에서는 국제경쟁력을 가지기 위해 필수적인 LNG 저장탱크의 정밀 지진해석 기법을 본 연구사업팀이 개발한 해석프로그램을 수정.보완하여 완성하고 내부유체의 영향으로 발생한 충격하중으로 인해 LNG 저장탱크 외조에 발생하는 파괴모드를 분석한 후 개발된 해석기법과의 연계를 통해

LNG 저장시설은 해석.설계.시공 전 분야에 걸쳐 고도의 기술이 필요한 분야이다. 현재 국내기술의 미비로 막대한 기술료 지불을 통해 외국기술을 도입하고 있는 실정이나 한편으로는 국산화 개발을 통해 국내시장 확보 및 세계시장으로의 진출을 도모하고 있다.
본 연구에서는 국제경쟁력을 가지기 위해 필수적인 LNG 저장탱크의 정밀 지진해석 기법을 본 연구사업팀이 개발한 해석프로그램을 수정.보완하여 완성하고 내부유체의 영향으로 발생한 충격하중으로 인해 LNG 저장탱크 외조에 발생하는 파괴모드를 분석한 후 개발된 해석기법과의 연계를 통해 효과적인 파괴방지 설계.보강기술을 개발하고자 한다.
연구개발 1차년도에는 유체의 대변형을 고려한 유체-구조물 상호작용 해석기법을 개발하고 지반의 영향은 주파수 영역 3차원 다층 반무한 해석기법을 기초로 시간영역 지반해석기법을 개발하여 고려하여 국내 기술 동향에 비추어 향상된 해석기법의 기초를 마련한다. 또한 지진에 의한 유체저장 구조물의 파괴모드를 분석하고 현재 사용되고 있는 LNG 저장탱크 외조 설계규정을 정리하여 주요파괴모드에 의한 파괴를 방지할 수 있는 설계방안의 기초를 만든다.
연구개발 2차년도에는 1차년도에 개발된 비선형 유체-구조물 상호작용 해석기법과 시간영역 지반 해석기법을 선형 유체-구조물-Base Isolation 상호작용 해석 프로그램에 적용하여 LNG 저장탱크 정밀 지진해석 기법을 완성하고 이를 이용하여 지진하중을 대상으로 한매개변수 해석을 통해 유체 대변형, 면진장치 및 지반이 LNG 저장탱크의 거동에 미치는 영향을 분석한다. 또한, 도출된 LNG 탱크 파괴모드와 기존 설계규정을 분석하여 개발된 프로그램의 해석결과를 토대로 충격하중을 고려한 외조의 지진시 설계하중에 관한 연구를 수행하고 콘크리트 외조의 지진하중에 대한 안전성 확보를 위하여 충격하중에 대한 콘크리트의 거동을 연구한다. 최종적으로 지진시 유체의 대변형으로 인해 탱크에 전달되는 여러 형태의 충격하중에 대한 기존의 설계세목과 보강방안의 분석 및 보완을 통해 LNG 저장탱크 외조의 파괴방지 기술을 개발한다.

Abstract ▼

LNG save equipment is a field that needs high technology of over all analysis.design?construction field. Because lacking of the domestic technology a lot of technology fare payment are paying for introducing of abroad technology but in the other side, security of domestic market and advance of world

LNG save equipment is a field that needs high technology of over all analysis.design?construction field. Because lacking of the domestic technology a lot of technology fare payment are paying for introducing of abroad technology but in the other side, security of domestic market and advance of world market are promoting through localization development also.

목차 Contents

• 표지...1
• 제 출 문...2
• 요 약 문...4
• S U M M A R Y...14
• 목 차...22
• 제 1 장 서 론...28
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...32
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...35
• 제 1 절 유체대변형을 고려한 LNG 저장탱크 해석기법 개발...35
• 1. 연구 목적 및 배경...35
• 가. 연구 목적...35
• 나. 연구 배경...36
• 2. 비선형 유체-구조물 상호작용...59
• 가. 연구목적 및 연구동향...59
• 나. 유체의 경계요소 모형화...62
• 다. 구조물의 유한요소 모형화...71
• 라. 비선형 경계조건을 고려한 유체-구조물 상호작용 해석기법...74
• 마. 수치해석 및 결과분석...81
• 3. 비선형 유체-구조물-면진장치 상호작용...98
• 가. 연구목적 및 연구동향...98
• 나. 면진장치를 고려한 해석기법 개발...100
• 다. 면진 유체저장 구조물의 수치해석...106
• 4. 비선형 유체-구조물-면진장치-지반 상호작용...134
• 가. Spring-Dashpot 모형을 사용한 지반의 Simple model...134
• 나. 면진장치와 지반을 고려한 해석기법 개발...144
• 다. 탄성기초위의 면진유체저장 구조물의 수치해석...145
• 제 2 절 주요 파괴모드 및 기존 설계규정...161
• 1. 주요파괴모드 분석...161
• 가. LNG 저장탱크 피해 사례...161
• 나. LNG 저장탱크 주요 파괴모드...170
• 2. 기존 설계규정 분석 ...172
• 가. 저장탱크관련 규정 및 기준 발전 현황조사...172
• 나. 외조탱크 설계기준 조사 분석...177
• 제 3 절 충격하중에 대한 콘크리트의 거동...206
• 1. 충격하중에 대한 거동분석 배경...206
• 2. 외조탱크의 설계세목 분석...207
• 가. 바닥슬래브...209
• 나. 벽체...211
• 다. 지붕...212
• 라. 연결부...213
• 3. 충격하중에 대한 콘크리트 부재의 거동특성...215
• 가. 고체의 충돌에 의한 거동 특성...215
• 나. 유체 Sloshing 충돌에 의한 거동 특성...222
• 4. 충격하중에 대한 안전성 평가...226
• 가. 유체 Sloshing에 의한 충격압 평가...226
• 나. Sloshing 충격하중에 대한 구조해석...228
• 다. 유체 Sloshing에 대한 종합적인 안전분석...239
• 제 4 절 외조의 내진설계기준 및 보강방안...240
• 1. 내진설계 기술 분석 및 보완방안 제시...240
• 가. Housner의 방법...240
• 나. Haroun의 방법...243
• 다. 면진장치 또는 지반을 고려하는 경우...249
• 라. 내진설계 기준 보완방안...251
• 2. 충격하중에 대한 파괴방지 설계규정...252
• 가. 기본 안전도에 대한 검토...252
• 나. 상세 설계기준...257
• 3. 기존 저장탱크의 보강방안...257
• 제 5 절 Pilot 탱크의 동특성 실험...261
• 1. 실험목적...261
• 2. 실험대상 및 제원...261
• 3. 실험방법...263
• 가. 실험에 사용된 기자재...264
• 나. 가속도계 및 하중 재하점 위치 선정...267
• 다. 가속도계 설치 및 하중재하...268
• 4. 실험결과...272
• 가. 응답함수...272
• 나. 모드 형상...275
• 다. 해석 프로그램과의 비교...281
• 5. 결과분석...285
• 제 6 절 연구수행결과...286
• 제 4 장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도...290
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...292
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...294
• 제 7 장 참고문헌...301