콘크리트 재료의 불확실성을 고려한 전기 캐비닛-앵커 시스템의 지진 취약도 분석 (Seismic Fragility of Electrical Cabinet at Anchor System based on Concrete Material Uncertainties)

서지정보

· 발행기관 : 한국복합신소재구조학회
· 수록지 정보 : 한국복합신소재구조학회 논문집 / 12권 / 6호 / 28 ~ 35페이지
· 저자명 : 손호영, 전법규, 정우영, 주부석

초록

배전기 캐비닛은 발전소와 같은 플랜트 시설에서 전자기기 혹은 시스템 컨트롤러 등을 보관하는 역할을 한다. 전기캐비닛이 지진과 같은 외부하중에 의해 손상될 경우 시스템 장애 혹은 운영 중단이 발생할 수 있다. 안정적이고 지속가능한 에너지 공급을 위해 외부 하중에 의한 전기 캐비닛의 안전성 평가는 매우 중요하다. 전기 캐비닛은 주로 콘크리트 슬래브에 앵커로 지지되기 때문에 앵커의 지지력 상실로 인해 전기 캐비닛이 손상될 수 있다. 콘크리트 재료는 다양한 불확실성이 존재하며변동성이 다른 재료에 비해 큰 편이다. 따라서 본 연구에서는 선행연구에서 개발된 전기 캐비닛-앵커 시스템의 유한요소 모델을이용하여 콘크리트 재료의 불확실성을 고려한 지진 취약도 평가를 수행하였다. 30개의 콘크리트 재료 모델을 라틴 하이퍼큐브샘플링을 이용하여 샘플링하였으며 울진 지역의 등재해도 스펙트럼을 만족하는 인공지진을 적용하여 시간이력 해석을 수행하였다. 앵커의 응력과 캐비닛 최상단의 변위를 한계상태로 정의하였다. 지진 취약도 분석 결과 0.2g를 초과할 때 앵커의 응력 및캐비닛 최상단 변위가 정해진 한계상태를 초과하는 것으로 나타났으며 대부분 0.5g에서 파괴되는 것으로 나타났다. 추후 연구에서는 지진의 불확실성과 재료의 불확실성을 동시에 고려하여 지진 취약도 평가를 수행하고자 한다.

영어초록

The electric cabinet serves to store electronic devices or system controllers in plant facilities such as power plants. If the electrical cabinet is damaged by an external load such as an earthquake, a system failure or plant shutdown may occur. For a stable and sustainable energy supply, it is very important to assess the safety of the electric cabinet using an external load. Electrical cabinets are mainly supported by anchors on concrete slabs, so the loss of anchoring capacity may result in cabinet damage. Concrete materials are subject to various uncertainties and their variability exceeds that of other materials. As a result, using the finite element model of the electric cabinet-anchor system developed in previous studies, seismic fragility was evaluated in this study while accounting for the uncertainty of concrete materials. Thirty concrete material models were sampled using Latin hypercube sampling, and time history analysis was performed under artificial earthquake that satisfies the uniform hazard spectrum of the Uljin area. The stress of the anchor and the displacement of the top of the cabinet were defined as limit states. As a result, the damage begins when the anchor stress and top displacement exceeded 0.2 g and mostly fails at 0.5 g. In a future study, we plan to conduct a seismic fragility evaluation by considering the uncertainty of earthquakes and the uncertainty of materials simultaneously.

참고자료

· 없음