SMC 소화수조의 지진안전성 설계 시 구조해석에 의한 체크리스트 적정성 연구

Abstract

최근에 내진설계 해석에서 비구조요소의 일부를 강체로 규정하고 해석하는 경우가 있으며, 이에 비구조요소의 지진에 대한 안전성을 확보하기 어렵다. 근래에 개정된 ‘소방시설의 내진설계기준’에서 소방시설의 지진하중과 구조안전성에 대한 내진설계에서 각 연결부위에 대한 내진설계를 중요시하고 있는 추세이다. 특히, 지진으로 인해 진동하는 수조는 액체와 구조물의 상호작용으로 수조 벽체에 유체유동의 압력이 작용하며, 이러한 압력은 수조의 응력을증가시키고 구조적인 손상을 일으키는 원인이 될 수 있다. 또한 수조와 연결배관 등의 주파수가 상이하여 서로의파장에 의한 원인으로 손상을 초래할 수 있다. 수조는 소화설비에 물이라는 소화약제를 공급하기 위한 설비로서 중요성이 있다. 이러한 수조에 대한 지진피해 사례로는 수조 벽체 연속부위의 파손 및 수조와 연결된 배관 커넥터 등의파손으로 화재 시 수원을 공급할 수 없는 경우가 발생하여 위험성을 증가시켰다. 본 연구에서는 내진설계 시 수조의구조검토에서 ‘수조의 내진설계를 위한 구조적 안전성 체크리스’를 항목별로 검토 및 비교할 수 있도록 검토 항목의기준을 제시하였다. 수계산에 의한 구조계산은 수조의 충분한 구조적 보완이 어려우므로 구조계산에 대한 검증과수계산에 대한 한계를 보완한 정량적인 설계를 고려하고, 연결부위에 대한 상대변위를 포함한 설계를 할 수 있도록3D Modelling과 구조해석 시뮬레이션을 통하여 구조부재와 연결을 검토하여 구조안전성을 확인하였다.