배관 시스템은 다양한 산업영역에서 액체 및 기체로 이루어진 에너지를 수송을 담당하는 중요한 비구조요소로 지진과 같은 외부하중에 의해 손상될 경우 누수로 인한 홍수 및 가연성 가스 누출로 인한 화재 등의 2차피해가 발생할 수 있다. 배관 시스템은 구조물 내부에 설치되는 경우도 있으며 지반에 매립되어 설치되는 경우도 있다. 지반에 매립될 경우 지진으로 인한 과도한 상대변위에 의해 연결부의 손상을 초래할 수 있어 종종 벨로우즈 신축이음관을 적용하여 이러한 피해를 저감시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 벨로우즈 신축이음관의 반복가력 실험을 기반으로 유한요소 모델을 구축 하여 내진성능을 검토하였다. 반복가력실험은 ±28mm 변위에서 최대 ±123.4mm까지 증가시켜 변위제어를 통해 수행되었으며 추가적으로 유한요소 모델의 신뢰성을 높이기 위해 벨로우즈 배관에 사용된 재료인 STS304의 재료 인장실험을 수행하여 탄성계수 및 항복응력을 결정하였다. 에너지 소산량과 등가 점성 감쇠를 비교하여 개발된 모델의 타당성을 검토하였으며 적용되는 변위가 커짐에 따라 최대 10% 미만의 오차가 발생하여 실험 및 해석결과가 잘 일치하는 것으로 나타났다.

The piping system is an important non-structural component responsible for transporting energy such as water and gas in various industrial fields. If the piping system is damaged by an external load such as an earthquake, secondary damages such as flooding and fire due to leakage may occur. In some cases, the piping system is installed inside the structure, while in others, it has been buried in the ground. If it is buried in the ground, it may cause damage to the connection part as a result of an earthquake's excessive relative displacement. Bellows expansion joints are frequently used to mitigate this damage. Therefore, in this study, the seismic performance was analyzed by developing a finite element model based on the cyclic loading test of the bellows expansion joint. Cyclic loading test was performed through displacement control by increasing the displacement from ±28 mm to a maximum of ±123.4 mm. In addition, to increase the reliability of the finite element model, a tensile test of STS304, a material used for bellows piping, was also performed to increase the elastic modulus and yield stress had been decided. The validity of the developed model was evaluated by comparing the energy dissipation and equivalent viscous damping. A large error occurred when the displacement was 50 mm or less, and a maximum error of less than 10% occurred when the displacement was 60 mm or greater. As the displacement increases, the experimental and analytical results agree well, indicating that the developed model can accurately simulate the static behavior of the bellows expansion joint.

Abstract
1. 서 론
2. 실험적 연구
    2.1 벨로우즈 신축이음관
    2.2 재료인장실험
    2.3 반복가력실험
    2.4 실험 결과
3. 해석적 연구
    3.1 사전해석 연구
    3.2 유한요소 모델
    3.3 실험 및 해석 결과 비교
4. 결 론
REFERENCES
국문초록

• 손호영(경희대학교 사회기반시스템공학과) | Son Hoyoung (Department of Civil Engineering, Kyunghee University)
• 전법규(부산대학교 지진방재연구센터) | Jeon Bubgyu (Seismic Research and Test Center, Pusan National University)
• 유진석(태성후렉시블) | Yu Jinseok (Taesungflexible Co.)
• 주부석(경희대학교 사회기반시스템공학과) | Ju Buseog (Department of Civil Engineering, Kyunghee University) Corresponding author