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R&D최종보고서

연구과제 상세정보
과제고유번호 201515CTAP-C077504-02
연구사업명 국토교통기술촉진연구사업
연구과제명 5만kL급 이하 플랜트탱크구조물의 설계, 제작, 유지관리를 위한 해석기술 및 설계기준 개발
총 연구기간 2014-07-11 ~ 2016-07-10
연구책임자 배두병
당해년도
참여 연구원수
5명 총 연구기간
참여 연구원수
7명
당해년도
연구비
정부 : 200,000,000 원
기업 : 0 원
계 : 200,000,000 원
총연구비 정부 : 400,000,000 원
기업 : 0 원
계 : 400,000,000 원
연구기관명 국민대학교 산학협력단
등록 발간번호 11-1613000-001523-01
ISBN 978-89-7812-388-4
주요 내용 * 적절한 국내 설계기준이 없이 설계, 시공된 기존의 플랜트 내의 탱크 구조물에서 지속적으로 안전사고가 발생하고 있음
* 플랜트 시설에 대한 국내외 수요가 지속적으로 증가함에 따라 플랜트 설계에 대한 원천 기술을 개발하여 산업 밀착형 글로벌 설계기준을 개발하는 것에 대한 필요성이 대두됨
* 국내의 전력수요의 증가와 전력 정책의 변화에 따라 민간 발전사업 투자의 지속적인 증가가 예상되며, 석유화학제품의 수출 증가에 따라 국내 플랜트 시설에 대한 수요는 향후에도 지속될 것으로 예상됨.
*2005년 말 기준 국내 기업의 전세계 플랜트 수주는 158억 달러로 전년 대비 87.6%나 증가하였음(그림 10(좌) 참조). 이 중 중동지역으로부터의 수주는 84억 달러로 전체의 53.2%를 차지하고, 전년 대비 156.2%의 높은 증가율을 기록함 (2003년 수주액 감소는 이라크 전쟁에 따른 영향임)

[최종목표]
* 안전한 플랜트 탱크 구조물의 설계, 제작 및 유지 관리를 위한 설계지침 개발
- 5만kL급 이하 탱크 구조물의 설계, 제작, 유지관리를 위한 해석기술 및 설계지침 개발
- 표준화된 플랜트 탱크 구조물 설계지침 개발
- 구조물 취약부, 지진하중을 포함한 하중들에 대한 구조물 해석기술 정립
- 해석 및 실험을 통한 탱크 구조물의 성능 검증

1차년도
- 탱크구조물 관련 설계기준 분석 및 설계지침(초안) 개발
- 탱크구조물의 분석 및 분류
- 탱크구조물의 구조 취약부 분석
-탱크구조물의 동적 거동 특성 분석
2차년도
- 탱크구조물 설계지침 개발
- 탱크구조물 설계방법 개발
- 탱크구조물의 구조 취약부 안전성 평가기준 개발
- 탱크구조물의 내진 안전성 평가기준 개발

[연구내용 및 범위]
* 안전하고 경제적인 플랜트 탱크 구조물 설계지침 개발
- 국내 유관 설계기준(강구조설계기준, 콘크리트구조설계기준, KBC 등)에 부재한 플랜트 시설 내의 일반적인 탱크 구조물에 대한 설계지침을 개발
* 표준화된 설계지침
- 다양한 구조재료(강재, 강-콘크리트 합성, 기타 합성 판재 등), 탱크 형상 및 구조형식(평저 원통형, 구형, 수평 원통형, 처리탑 등), 연결부(용접, 볼트 등), 적재물(기체, 액체, 고체입자)과 온도 및 압력을 가지는 탱크 구조물에 대한 표준화된 설계지침 개발
* 설계 및 안전관리를 위한 해석기술 제시
- 구조 취약부 및 지진하중에 대한 상세 구조해석 수행을 통한 최적 상세 제안 및 해석기술 정립
- 구조 실험 및 내진 실험을 통한 탱크 구조물의 성능평가
* 산업 밀착형 글로벌 설계지침, 내진설계지침 정립
- 설계지침의 국제화를 위해 Eurocode, API, AWWA의 기준을 분석하고, 국외 유관 설계기준에서 다루지 않은 내진 설계기술을 포함한 국제적인 설계지침 개발
1차년도
- Eurocode, API, AWWA 등 국외 관련 설계기준 분석
- 국외 유사기준의 국내 기준에의 적용성 평가
- 설계 기준화 방안 제시
- 설계하중 조사 및 정의
- 유형별 요구 성능 조사 및 정의
- 탱크구조물 설계지침(초안) 개발
- 탱크구조물의 형상 및 형식 분석
- 탱크구조물의 형식에 따른 설계항목 분석
- 형태, 내용물, 크기에 따른 저장구조의 분류
- 탱크구조물의 구조 취약부 유형 조사
- 탱크구조물의 파괴형상 조사
- 탱크구조물의 형상 및 형식에 따른 구조 취약부 분석
- 탱크구조물 구조 취약부의 거동 평가
- 탱크구조물 구조 취약부 해석방법 도출
- 탱크구조물 구조 취약부 구조해석 및 결과 분석
- 탱크구조물 구조 취약부 구조실험을 위한 실험체 제작
- 탱크구조물 형태, 내용물, 크기에 따른 동적거동특성 분석
- 탱크구조물의 지진파괴 유형 조사
- 탱크구조물의 지진파괴 사례 조사
- 탱크구조물의 동적 거동 특성 분석
- 탱크구조물의 유체-구조물 상호작용 연구사례조사
- 탱크구조물의 유체-구조물 상호작용 평가
- 탱크구조물의 내진해석 및 결과 분석
- 탱크구조물 내진성능 검증을 위한 실험체 제작
2차년도
- 탱크구조물 해석결과 및 실험검증을 종합한 설계지침 개발
- 탱크구조물 구조 취약부 설계지침 개발
- 탱크구조물 내진설계지침 개발
- 탱크구조물 설계지침에 근거한 설계예제집 개발
- 탱크구조물 구조 취약부 해석방법 도출
- 탱크구조물 내진 해석방법 도출
- 외부전문가 자문회의를 통한 공인화
- 개발된 설계지침의 기술교육
- 탱크구조물 내진 및 구조 취약부 실험 수행
- 탱크구조물 손상 메카니즘 분석
- 탱크구조물 구조성능 평가
- 구조 취약부 설계방법 도출
- 탱크구조물 내진 설계방법 도출
- 탱크구조물 구조 취약부 실험 결과 분석
- 탱크구조물의 구조 취약부 성능 평가
- 탱크구조물의 구조 취약부 해석 가이드라인 제시
- 탱크구조물 내진 실험 결과 분석
- 탱크구조물의 내진 성능 평가
- 탱크구조물의 내진 해석 가이드라인 제시
색인어 한글 플랜트탱크 5만 kL 이하 설계기준 해석기술
영문 Plant tank Under 50 mega-liter Design specification Analysis method
최종보고서 2. 최종보고서.pdf
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