유동식 그루브 조인트로 연결된 엘보 요소의 한계상태 평가 (Limit State Evaluation of Elbow Components Connected with Flexible Groove Joints)

서지정보

· 발행기관 : 한국구조물진단유지관리공학회
· 수록지 정보 : 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 / 28권 / 3호 / 91 ~ 99페이지
· 저자명 : 김성완, 윤다운, 전법규, 박동욱, 장성진

초록

배관시스템은 다양한 산업 분야에서 이용되는 중요한 설비이며 생활 및 안전과 관련된 영역에서 사용되고 있다. 배관시스템은 건축물 및 시설의 주요 구조부에 고정되어 있으나 외부 하중을 지지하지 않으며 주어진 고유기능을 수행하는 비구조요소이다. 지진하중으로 인한 배관시스템은 두 지지점 사이의 서로 다른 거동으로 발생하는 위상차로 인한 상대 변위의 영향을 받으며 변위 지배적인 반복거동 때문에 손상이 발생할 가능성이 있다. 배관시스템에서 피팅과 조인트는 지진하중에 취약한 대표적인 요소이다. 배관시스템의 피팅과 조인트에 대한 내진성능과 한계상태를 평가하고자 한다면 상대변위를 모사하기 위한 높은 스트로크를 가지는 엑츄에이터가 필요하나 실험을 수행할 수 있는설비가 많지 않아 어려움이 있다. 따라서 피팅과 조인트로 연결된 배관시스템의 내진성능과 한계상태를 평가하기 위해서는 요소 단위의 실험이 필요하다. 이 연구에서는 수직배관시스템에서 지진하중에 취약한 요소인 피팅과 조인트를 포함하는 엘보 시험체에 대하여 내진성능을 평가하는 방법을 제시하였다. 엘보 시험체는 90° 배관 엘보의 양단에 직관부를 유동식 그루브 조인트를 이용하여 연결하였다. 엘보 시험체에 대하여 변형각에 기반을 둔 주기하중 프로토콜을 이용하여 내진성능을 평가하였다. 평가된 내진성능에 대한 여유도를 확인하기 위하여 일정한진폭에 대한 주기하중을 적용하여 한계상태를 평가하였다.

영어초록

Piping systems are crucial facilities used in various industries, particularly in areas related to daily life and safety. Piping systems are fixed to the main structures of buildings and facilities but do not support external loads and serve as non-structural elements performing specific functions.
Piping systems are affected by relative displacements owing to phase differences arising from different behaviors between two support points under seismic loads; this can cause damage owing to the displacement-dominant cyclic behavior. Fittings and joints in piping systems are representative elements that are vulnerable to seismic loads. To evaluate the seismic performance and limit states of fittings and joints in piping systems, a high-stroke actuator is required to simulate relative displacements. However, this is challenging because only few facilities can conduct these experiments. Therefore, element-level experiments are required to evaluate the seismic performance and limit states of piping systems connected by fittings and joints. This study proposed a method to evaluate the seismic performance of an elbow specimen that includes fittings and joints that are vulnerable to seismic loads in vertical piping systems. The elbow specimen was created by connecting straight pipes to both ends of a 90° pipe elbow using flexible groove joints.
The seismic performance of the elbow specimen was evaluated using a cyclic loading protocol based on deformation angles. To determine the margin of the evaluated seismic performance, the limit states were assessed by applying cyclic loading with a constant amplitude.

참고자료

· 없음