• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2002년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.98-105
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• 2002

The effects of the base-isolation system and elastic soil foundation on the behavior of a liquid storage tank are studied. To evaluate the seismic response of liquid storage tank accurately, the coupled dynamic system considering base isolation and soil interaction problem is formulated in time domain. Results show that the base isolation system reduces effectively the radial displacements, base shears, overturning moments, axial resultant stresses and the hydrodynamic pressure by providing flexibility and energy dissipation capability. Base Isolation may, however, increase the relative liquid sloshing amplitude due to the effect of liquid-structure interaction and cause excessive large relative displacements between structure and foundation. In addition to base-isolator, the dynamic behavior of liquid storage tank is related to the flexibility of base foundation, so the analysis of soil-structure interaction s achieved.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제34권4호
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• pp.96-100
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• 2020

산업단지내 위험물 저장탱크 기초의 결함으로 인한 위험물질의 유출사고는 인근 지역의 대형 인명사고 및 대형화재를 일으킬 수 있으므로 기초의 설계 및 시공단계에서 세심한 주의를 기울여야 한다. 본 연구에서는 기존 위험물탱크 단지가 건설된 대표지반을 선정하여 3차원 모델링에 의한 유한요소 수치해석을 수행하였으며, 위험물 저장탱크 기초의 안정성 평가를 위하여, 대표적인 탱크 기초 유형을 4종류로 분류하고 각 유형에 대한 해석을 수행하였다. 결과적으로, 탱크기초의 응력 및 침하량 크기와 분포 특성은 링월기초의 경우 옆판 직하부분이 탱크 중심부에 비해 40배 이상의 응력이 집중되는 경향을 보였으며, 침하영향범위는 수평방향으로 탱크 반경만큼, 수직방향으로 탱크 직경만큼으로 나타났다. 본 분석결과를 활용하여 각 기초 유형별로 위험물 저장탱크의 설계 및 품질관리 가이드라인을 제시하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권5호
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• pp.483-490
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• 2016

플랜트의 유황 저장 탱크는 강재로 구성되며, 탱크 저면은 앵커볼트에 의해 Ring Wall 형상의 콘크리트 기초와 연결된다. 탱크 내 유황이 내부 열원에 의해 고온상태를 유지하기 때문에, 유황 저장 탱크는 상온의 유체를 저장하는 다른 탱크에 비해 큰 체적팽창을 겪게 된다. 일반적으로 탱크 기초의 구조설계는 기초의 내외부의 온도차를 하중으로 적용한 구조해석이 수행되는데, 이 방법은 탱크의 열팽창 특성이 앵커볼트에 의해 집중하중 형태로 콘크리트 기초에 전달되는 현상을 고려할 수 없다. 이는 온도하중의 영향을 과소평가하게 되며, 앵커볼트에 인접한 콘크리트의 균열을 야기한다. 본 연구는 앵커볼트에 의한 온도 하중전달 메커니즘을 고려한 하중 평가식을 제안함으로써, 콘크리트 기초에 작용하는 하중을 보다 합리적으로 결정하고자 한다. 이를 위해 탱크 바닥판과 앵커볼트가 포함된 유한요소모델을 이용해 앵커볼트 개수 증감에 따른 온도하중의 변화를 분석하였으며, 분석결과를 이론해와 결합해 앵커볼트에 의해 전달되는 하중을 평가할 수 있는 명시적인 형태로 해를 제시하였다. 제안된 식의 유효성을 확인하기 위해 실제 플랜트 현장의 유황 저장 탱크 설계에 적용하였으며, 실무적으로 사용 가능함을 보였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권3호
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• pp.155-164
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• 2019

이 연구에서는 기초의 종류에 따라 지반-구조물 상호작용(SSI) 효과가 LNG 저장탱크의 지진응답해석에 미치는 효과를 분석하였다. 이를 위하여 직경 71m인 LNG 탱크와 기반암 위 점토지반의 깊이가 30m인 지반조건을 고려하였다. 그리고 기초형식으로 네 가지(얕은 기초, 말뚝지지 전면기초, 말뚝기초(지표면 접촉식, 부유식)를 고려하였다. 지반의 비선형성은 자유장 지반에 대하여 등가선형화기법으로 고려되었다. 또한, 말뚝기초의 시공과정에서 발생하는 동다짐 효과에 대해서도 분석하였다. SSI 해석을 위하여 진동수영역 해석프로그램인 KIESSI-3D를 이용하였다. 지반-구조물 상호작용 해석을 통해 LNG 저장탱크의 외조 벽체 쉘의 응력과 내조탱크의 밑면전단력 및 전도모멘트를 구하였다. 해석결과로부터 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다: (1) 고정 기초해석에 의한 외조와 내조탱크의 지진응답이 SSI 효과로 인한 지진응답보다 매우 컸다. (2) SSI의 효과가 내조탱크와 외조탱크의 동적응답에 미치는 영향은 기초의 형식에 따라 다르게 나타난다. (3) 말뚝지지 전면기초에서 동다짐 효과에 의한 구조물 응답의 변화는 약 10%로서 무시할 수 없을 정도로 큰 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.1218-1231
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• 2008

Recently the energy dependence of LNG resource is being increased. So the enlargement of LNG storage is constructed in the coastal area. Most of LNG tanks are constructed below the ground level, and thus the hydraulic uplift pressure could be a problem against the weight of tank structure. Specifically, the settlement of foundation soil in the LNG tank is also important in the aspect of safety. The low temperature around LNG tank is induced the ground freezing and hence increasing the soil volume and earth pressure. The additional lateral earth pressure due to ground freezing could be applied to the LNG tank. In this study, the stability of LNG storage tank was evaluated with consideration of freezing earth pressure by using computer program TEMP-W.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권6호
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• pp.367-374
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• 2019

논문에서는 수직방향 지진입력에 의한 지반-구조물 상호작용 효과가 기초 종류에 따라 LNG 저장탱크의 지진응답에 미치는 효과를 분석하였다. 이를 위하여 직경 71m인 LNG 탱크와 기반암 위 점토지반의 깊이가 30m인 지반조건을 고려하였다. 그리고 기초형식으로 네 가지(얕은 기초, 말뚝지지 전면기초, 말뚝기초(지표면 접촉식, 부유식)를 고려하였다. 지반의 비선형성은 자유장 지반에 대하여 등가선형화기법으로 고려되었다. 또한, 말뚝기초의 시공과정에서 발생하는 동다짐 효과에 대해서도 분석하였다. SSI 해석을 위하여 진동수영역 해석프로그램인 KIESSI-3D를 이용하였다. 지반-구조물 상호작용 해석을 통해 LNG 저장탱크의 외조 벽체 쉘의 응력을 구하였다. 해석결과로부터 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다: (1) 얕은 기초에서 외조탱크의 수직응력은 SSI 효과로 인하여 고정기초응답 보다 작았다. (2) 말뚝으로 지지된 기초에서 말뚝으로 인해 기초의 수직강성이 커지고 방사감쇠가 작아질 수 있기 때문에 SSI 응답이 고정기초응답 보다 커질 수 있다. (3) 동다짐 효과는 수직지진에 의한 LNG 저장탱크의 응답에 미치는 영향이 매우 작았다.

• Earthquakes and Structures
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• 제13권1호
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• pp.67-77
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• 2017

Oil storage tanks are vital life-line structures, suffered significant damages during past earthquakes. In this study, a numerical model for an unanchored vertical vaulted-type tank was established by ANSYS software, including the tank-liquid coupling, nonlinear uplift and slip effect between the tank bottom and foundation. Four actual earthquakes recorded at different soil sites were selected as input to study the dynamic characteristics of the tank by nonlinear time-history dynamic analysis, including the elephant-foot buckling, the liquid sloshing, the uplift and slip at the bottom. The results demonstrate that, obvious elephant-foot deformation and buckling failure occurred near the bottom of the tank wall under the seismic input of Class-I and Class-IV sites. The local buckling failure appeared at the location close to the elephant-foot because the axial compressive stress exceeded the allowable critical stress. Under the seismic input of Class-IV site, significant nonlinear uplift and slip occurred at the tank bottom. Large amplitude vertical sloshing with a long period occurred on the free surface of the liquid under the seismic wave record at Class-III site. The seismic properties of the storage tank were affected by site class and should be considered in the seismic design of large tanks. Effective measures should be taken to reduce the seismic response of storage tanks, and ensure the safety of tanks.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 1997년도 춘계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Fall 1997
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• pp.107-114
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• 1997

A dynamic fluid-structure-soil interaction analysis method is developed to investigate the effects of rocking motion on the seismic response of the 3-D flexible rectangular liquid storage tanks founded on the deformable ground. The governing equation of 3-D rectangular tanks subjected to the translational and rocking motions is obtained by Rayleigh-Ritz method. The dynamic stiffness matrix of the rigid surface foundation resting on the surface of a stratum are calculated by hyperelement method. The seismic responses of a 3-D flexible tank model founded on the deformable ground is calculated by combining the governing equation of the structural motion with the dynamic stiffness matrix of the rigid surface foundation.

• 한국가스학회지
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• 제13권1호
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• pp.40-44
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• 2009

LNG 저장탱크의 대형화 추세에 맞춰 대형화, 건설비용 등에 있어 상대적으로 유리한 강재 지붕형 LNG 저장탱크에 대한 구조안전성을 기존의 콘크리트 지붕형 저장탱크와 비교 평가하였다. 20만$k{\ell}$ 강재 지붕형 탱크와 콘크리트 지붕형 탱크에 대해서 정상운전상태, LNG 유출상태 및 지진하중상태의 주요 하중조합조건에서 유한요소해석기법을 이용하여 해석하고, 벽체, 바닥 및 지붕의 강도비를 통해서 구조안전성을 정량적으로 평가하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제77권6호
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• pp.753-763
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• 2021

Feasibility studies of a reinforced concrete (RC) deep pile foundation system with the compressed air energy storage (CAES) technology were conducted in previous studies. However, those studies showed some technical limitations in its serviceability and durability performances. To overcome such drawbacks of the conventional RC energy pile system, various steel-concrete composite pile foundations are addressed in this study to be utilized as a dual functional system for an energy storage medium and load-resistant foundation. This study conducts finite element analyses to examine the applicability of various composite energy pile foundation systems considering the combined effects of structural loading, soil boundary forces, and internal air pressures induced by the thermos-dynamic cycle of compressed air. On this basis, it was clearly confirmed that the role of inner and outer tubes is essential in terms of reliable storage tank and better constructability of pile, respectively, and the steel tubes in the composite pile foundation can also ensure improved serviceability and durability performances compared to the conventional RC pile system.