비선형지지구조 저장탱크의 지진거동 특성과 신뢰도 기반의 성능기반 내진설계

Abstract

석유화학 플랜트에는 여러 설비 및 구조물이 서로 연계되어 운전성을 확보한다. 석유화학 플랜트의 생산활동은 국가 경제에 큰 영향을 미치므로, 구조적인 안전성뿐만 아니라 시설의 운전성을 유지하는 것이 매우 중요하다. 그러나 현행 내진설계 기준은 주로 붕괴방지를 목표로 시설의 설계요건을 제시하고 있으며, 시설의 운전성을 확보하는 요건을 제시하지 못하고 있다. 시설의 거동특성에 따라, 붕괴방지수준 이외의 내진성능수준에 의해서도 시설의 운전성이 확보될 수 있으므로, 다양한 내진성능수준을 적용할 수 있는 내진설계 방법의 제시가 필요하다. 구형(볼) 저장탱크는 여러 개의 기둥과 브레이스로 지지되어 브레이스와 기둥의 좌굴 및 항복 등으로 지진 시 복잡한 비선형거동을 보인다. 이 연구에서는 비선형거동 특성을 통계적으로 분석하여 신뢰도 기반의 성능기반 내진설계 방법을 새롭게 제시하였다.

In a petrochemical plant, various mechanical equipments and structures are interconnected to ensure operability. Since the production activities of petrochemical plants have a great impact on the national economy, it is very important to maintain not only structural safety but also the operability of the facilities. However, the current seismic design standards present the design requirements of facilities mainly aimed at preventing collapse, and do not provide the requirements for securing operability of facilities. Depending on the behavioral characteristics of the facility, operability of the facility can be secured by seismic performance levels other than the collapse prevention level, so it is necessary to present seismic design methods that can apply various seismic performance levels. Spherical (ball) storage tanks are supported by columns and braces and exhibit complex nonlinear behavior because of buckling and yielding of support members. In this study, nonlinear seismic behavior characteristics were statistically analyzed and a new performance-based seismic design method was proposed based on them.