• Earthquakes and Structures
• /
• 제12권5호
• /
• pp.583-589
• /
• 2017

In this study, result of a field investigation of railway traffic-induced vibrations is provided to examine acceptability levels of ground vibration and to evaluate the serviceability of a liquid-storage tank. Free field attenuation of the amplitudes as a function of distance is derived by six accelerometers and compared with a well-known half-space Bornitz's analytical solution which considers the loss of the amplitude of waves due to geometrical damping and material damping of Rayleigh. Bornitz's solution tends to overlap vertical free field vibration compared with in-situ measured records. The vibrations of the liquid-storage tank were compared with the USA, Federal Transportation Railroad Administration (FTA) criteria for acceptable ground-borne vibrations and with the criteria in DIN 4150-3 German standard. Comparing the thresholds stated in DIN 4150-3, absolute peak particle velocities are within the safe limits, however according to FTA velocity level at the top of the water tank exceeds the allowable limits. Furthermore, it is intended to indicate experimentally the effect of the kinematic interaction caused by the foundation of the structure on the free-field vibrations.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제2권1호
• /
• pp.23-34
• /
• 1998

연약한 지반위에 기초한 유연한 구형 액체 저장탱크의 Rocking 운동에 대한 3차원 지진응답을 규명하기 위해서 동적 유체-구조 물-지반 계의 상호작용 해석방법을 개발하였다. 수평방향 병진 운동과 Rocking 운동을 받는 3차원의 구형 탱크의 운동 지배방정식을 Rayleigh-Ritz 방법을 적용하여 유도하였고 기반암위 토층의 표면에 놓인 강체 기초의 동적 강성행렬과 유체-구조물 계의 지배방정식을 결합하여 계산하였다.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제28권1호
• /
• pp.21-32
• /
• 2024

This study performed the seismic response analysis of an LNG storage tank supported by a disconnected piled raft foundation (DPRF) with a load transfer platform (LTP). For this purpose, a precise analytical model with simultaneous consideration of Fluid-Structure Interaction (FSI) and Soil-Structure Interaction (SSI) was used. The effect of the LTP characteristics (thickness, stiffness) of the DPRF system on the seismic response of the superstructure (inner and outer tanks) and piles was analyzed. The analytical results were compared with the response of the piled raft foundation (PRF) system. The following conclusions can be drawn from the numerical results: (1) The DPRF system has a smaller bending moment and axial force at the head of the pile than the PRF system, even if the thickness and stiffness of the LTP change; (2) The DPRF system has a slight stiffness of the LTP and the superstructure member force can increase with increasing thickness. This is because as the stiffness of the LTP decreases and the thickness increases, the natural frequency of the LTP becomes closer to the natural frequency of the superstructure, which may affect the response of the superstructure. Therefore, when applying the DPRF system, it is recommended that the sensitivity analysis of the seismic response to the thickness and stiffness of the LTP must be performed.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제19권11호
• /
• pp.230-236
• /
• 2018

최근 국내에서도 규모 5.0 이상의 지진이 발생하여 구조물의 내진 안전성에 대한 관심이 증가하고 있다. 특히, 물을 저장하는 시설은 지진에 의해 손상 및 파손이 될 경우, 누수로 식수 및 용수가 부족하게 될 뿐만 아니라 화재 진압의 어려움이 야기되므로 지진에 대한 안전성을 만족하여야 한다. 본 연구에서는 기초와 탱크사이에 납고무받침을 고려하여 지진에 대한 물탱크의 내진성능을 향상시키고자 한다. 이를 위해 기존 콘크리트 기초에 설치 가능하도록 납고무받침을 설계하였다. 물탱크에 대하여 유체-구조물 상호작용을 고려하기 위하여 ANSYS를 활용하여 모델링을 수행하였으며 정수압과 4개의 지진파를 이용한 동수압을 고려하였다. 만수위 2.5m의 정수압이 작용하는 경우에 대하여 정적 해석을 수행한 결과, 면진 적용여부와 상관없이 동일한 응력이 발생하였다. 정수압과 동수압을 동시에 고려했을 때, 면진 물탱크는 전반적으로 지진력 감소가 이루어졌지만 일반적인 구조면진과 비교했을 때 감쇠율이 다소 낮은 것으로 나타났다. 이는 물탱크 중량이 면진 강성보다 매우 작아서 나타난 결과로 판단되며, 향후 물탱크 내진성능 평가에 기초 자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제39권3호
• /
• pp.441-449
• /
• 2019

최근 국내에서 경주지진(2016.09)과 포항지진(2017.11) 등 규모 5.0 이상의 지진이 발생하여 구조물의 내진안전성에 대한 관심이 증가하고 있다. 특히, 인명피해나 재산손실을 유발하는 생활시설물은 더욱 중요성이 강조되고 있다. 생활시설물 중 가스와 유류 등의 저장시설물이 있으며 물을 저장하는 탱크가 대표적이다. 본 연구에서는 액체저장탱크의 내진성능향상을 위해 면진의 일종인 납고무받침(Lead Rubber Bearing)을 적용하고자 한다. 액체저장탱크의 기초를 고려하여 납고무받침을 설계하였으며, 실험체를 제작하여 압축 및 전단특성실험을 통해 납고무받침의 일반적 물성을 확인하였다. 납고무받침에 대한 내구성 실험 이후 진동대 실험 및 ANSYS를 이용한 유한요소해석을 통해 비면진 및 면진 적용에 따른 액체저장탱크의 거동을 분석하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제17권4호
• /
• pp.81-92
• /
• 2018

최근 천연가스에 대한 수요가 높아지면서 이를 저장하기 위한 LNG 탱크의 건설이 증가하고 있다. LNG는 효율적인 저장을 위해 극저온의 유체로 액화되므로, LNG 탱크의 결함으로 인한 LNG 유출은 막대한 피해를 야기할 수 있다. 많은 연구자들이 다양한 LNG 유출 상황에 대하여 발생가능 한 피해 영향을 평가하였으나, 극저온의 LNG 유체가 유출될 경우 LNG 탱크를 지지하고 있는 지반에 미치는 영향에 대한 연구는 제한적이다. 따라서 본 논문에서는 LNG 탱크 및 지반의 다양한 조건을 고려하여 LNG 유출에 따른 동결 지반의 역학적, 열적 거동 변화에 대한 연구를 수행하였다. 유출 시나리오의 구현을 위해 수치해석을 수행하였으며, 상재하중, 온도 경계조건, 흙의 동결 민감성 변화에 따른 지반과 기초구조물 거동을 조사하고자 하였다. 이를 통해 LNG 유출 이후 지반의 단기 및 장기 온도변화를 평가하였으며, 지반 동결에 따른 간극 및 연직변위 변화를 분석하였다.

• 지질공학
• /
• 제33권1호
• /
• pp.151-167
• /
• 2023

본 연구는 LNG저장탱크가 설치될 느슨한 포화사질지반을 대상으로 개정된 액상화 평가법과 UBC3D-PLM 모델을 이용한 1차원 유효응력해석에 의한 액상화 평가법을 비교한 것이다. 이를 위해 여러가지 실내 및 현장시험을 실시하여 필요한 Parameter를 산정하였다. 검토결과, 지진응답해석결과와 SPT N 값을 이용하는 개정 액상화 평가법은 액상화 발생 가능성을 높게 평가하였지만, 다양한 액상화 저항인자를 고려할 수 있는 유효응력해석법은 액상화에 다소 안정한 것으로 분석되었다. UBC3D-PLM 모델을 이용한 1차원 유한요소해석을 할 경우 보다 간편하게 액상화 안정성 검토가 가능하였고, 액상화 보강 영역을 최소화 할 수 있었다. 또한, LNG저장탱크의 기초를 고려한 2·3차원 수치해석 시에는 액상화 발생 시 내진설계 및 거동특성을 규명하는 것에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제13권6호
• /
• pp.929-946
• /
• 2017

Composite foundation treated with compaction piles can eliminate collapsibility and improve the bearing capacity of foundation in loess area. However, the large number of piles in the composite foundation leads to difficulties in the analysis of such type of engineering works. This paper proposes two simplified methods to quantify the stability of composite foundation treated with a large number of compaction piles. The first method is based on the principle of making the area replacement ratios of the simplified model as the same time as the practical engineering situation. Then, discrete piles arranged in a triangular shape can be simplified in the model where the annular piles and compacted soil are arranged alternately. The second method implements equivalent continuous treatment in the pile-soil area and makes the whole treated region equivalent to a type of composite material. Both methods have been verified using treated foundation of an oil storage tank. The results have shown that the differences in the settlement values obtained from the water filled test in the field and those calculated by the two simplified methods are negligible. Using stability analysis, the difference ratios of the static and dynamic safety factors of the composite foundation treated with compaction piles calculated by these two simplified methods are found to be 3.56% and 5.32%, respectively. At the same time, both static and dynamic safety factors are larger than the general safety factor, which should be greater than or equal to 2.0 according to the provisions in civil engineering. This indicates that after being treated with compaction piles, the bearing capacity of the composite foundation is effectively improved and the foundation has enough safety reserve.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 1999년도 가을 학술발표회 논문집
• /
• pp.257-266
• /
• 1999

This paper presents a method of seismic analysis for a cylindrical liquid storage structure on/in horizontally layered half.space considering the effects of the interior fluid and exterior soil medium in the frequency domain. To capture the essence of fluid-structure-soil interaction effects effectively, a mixed finite element with two-field (u, p) approximation is employed to model the compressive inviscid fluid, while the structure and soil medium are presented by the 3-D axisymmetric finite elements and dynamic infinite elements. The present FE-based method can be applied to the system with complex geometry of fluid region as well as with inhomogeneous near-field soil medium, since it can directly model both the fluid and the soil. For the purpose of verification, dominant peak frequencies in transfer functions for horizontal motions of cylindrical fluid storage tanks with rigid massless foundation on a homogeneous viscoelastic half.space are compared with those by two different added mass approaches for the fluid motion. The comparison indicates that the Present FE-based methodology gives accurate solution for the fluid-structure-soil interaction problem. Finally, as a demonstration of versatility of the present study, a seismic analysis for a real-scale LNG storage tank embedded in layered half.space is carried out, and its member forces along the height of the structure are compared with those by an added mass approach developed by the present writers.

• 한국건축시공학회지
• /
• 제22권6호
• /
• pp.607-618
• /
• 2022

본 연구는 황토와 무기질 결합재의 수화반응을 이용하여 빗물저류조용 황토투수블록을 개발한 연구로서 제조과정의 산업부산물인 고로슬래그 미분말과 페로니켈슬래그 순환자원을 골재로 활용하고 황토투수블럭을 제작하여 물성분석을 하였다. 도심지 내 투수성 포장을 확대하고 공극이 막혀 투수기능 상실을 방지하여 우수유출저감용 빗물관리시설에 사용하기 위한 것으로써 도시지역에서 열섬현상과 도심 집중강우에 따른 도로침수 포장체 파손 등이 대한 방안으로 활용이 가능하다.