유체-구조물-지반 상호작용을 고려한 말뚝기초 유체저장탱크의간략 지진해석법

Abstract

이 논문은 유체-구조물-지반 상호작용(FSSI)의 동적효과를 포함한 LNG 저장탱크의 지진응답해석을 위한 두 가지 간략해석모델을 제안하였다. 이를 위해 Haroun이 제안한 유연탱크의 유체부가질량모델을 근사하여 원통형 탱크를 위한 Closed-form 형태의 개선된 유체부가질량함수를 제안하였다. 개선된 유체부가질량함수는 Haroun의 높은 탱크(tall tank)와 넓은 탱크(broad tank) 벤치마크예제를 이용하여 검증하였다. 또한 자유장지반을 전단빌딩으로 모델링하여 지진입력을 지반층에 적용하기 용이하도록 하였고, 탱크의 슬러싱 높이를 계산하기 위해 요구되는 슬러싱모드의 개수에 대해 논의하였다. 최종적으로 이러한 기법들을 하나의 시스템으로 통합한 FSSI 간략해석모델을 개발하였다. 개선된 해석기술의 합리성과 적용성을 보이기 위해 실규모 LNG 저장탱크에 대한 수평 지진응답해석을 수행하였다. 해석모델의 충격성분 진동수, 탱크 벽체의 밑면 전단력, 탱크 벽체의 전도 모멘트, 슬러싱 최대높이를 정밀 FSSI 해석결과와비교하였다. 이를 통해 제안된 간략모델은 실무에서 사용되는 간략모델을 대신하기에 충분히 간단하면서도 정확함을 보였다.