본 연구는 수소 탱크를 고정하는 강재 볼트의 부식으로 인한 성능 저하 문제를 해결하기 위해 내부식성 복합재료로 알려진 Glass Fiber Reinforced Polymer (GFRP) 및 Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP)를 활용한 앵커 시스템을 제안하고, 이를 지진 하 중 하에서의 안전성 평가를 통한 적용 타당성 검토를 수행하였다. 연구에서는 현장 조사를 통해 실제 사용 중인 수소 탱크의 설계 제 원을 확보한 후 이를 바탕으로 유한요소해석을 수행하였으며, AC 156 인공 지진파를 적용하여 FRP 앵커 볼트와 기존 강재 앵커의 성 능을 비교 분석하였다. 주요 분석 결과, FRP 앵커 볼트를 적용한 수소 탱크는 강재 앵커 볼트에 비해 고유 진동수가 21% 증가하여 구 조적 강성이 향상됨을 확인하였다. 또한, 가속도 응답 분석 결과 FRP 앵커 볼트는 상부 가속도를 감소시켜 지진 하중에 대한 저항성을 증진하는 것으로 나타났다. 응력 해석에서는 FRP 앵커 볼트가 강재 앵커 볼트에 비해 유효 응력이 약 91% 감소하여, 구조적 안전성이 크게 개선되었다. 그러나, FRP 앵커 볼트 적용 시 기초 콘크리트에 가해지는 쪼갬 인장 응력이 강재 앵커 대비 최대 3.5배 증가하는 것으로 나타났으며, 이에 따라 FRP 앵커 볼트 사용 시 기초 콘크리트의 보강이 필요할 것으로 사료된다. 이러한 연구 결과는 수치해석 에 국한된 결과로, 향후 실제 지진 하중을 모사한 실험적 검증이 필요하다. FRP 앵커 볼트의 적용 가능성은 향후 연구를 통해 광범위 하게 평가될 것이며, 이를 통해 수소 인프라의 내구성과 안전성을 더욱 강화할 수 있을 것으로 기대된다.

This study investigates the use of noncorrosive GFRP and CFRP anchor systems to address the degradation of steel bolts in hydrogen tanks, evaluating their performance under seismic loads through finite element analysis. The analysis results indicate that hydrogen tanks equipped with FRP anchor bolts exhibited a 21% increase in natural frequency compared to those with steel anchor bolts, indicating improved structural stiffness. Moreover, the acceleration response analysis showed that FRP anchor bolts reduced the upper acceleration, thereby enhancing resistance to seismic loads. Stress analysis showed that FRP anchor bolts achieved a 91% reduction in stress generation compared to steel anchor bolts, significantly improving structural stability. However, the use of FRP anchor bolts resulted in splitting tensile stress on the foundation concrete that was up to 3.5 times higher than that observed with steel anchors. This suggests the potential need for reinforcement of the foundation concrete when implementing FRP anchor bolts. These findings, derived from numerical analysis, underscore the necessity for further experimental validation to comprehensively assess the applicability of FRP anchor bolts and to enhance the safety and durability of hydrogen infrastructure.

Abstract
1. 서 론
2. 해석 개요
    2.1 유한요소 모델링
    2.2 재료 모델
    2.3 하중 조건
3. 해석 결과
    3.1 고유진동수 해석
    3.2 가속도 응답
    3.3 고정부 해석 결과
    3.4 기초 받침부 해석 결과
3. 결 론
감사의 글
REFERENCES
국문초록

• 배영준(강릉원주대학교 건설환경공학과 석사과정) | Bae Youngjun (Graduate Student, Department of Civil and Environmental Engineering, Gangneung-Wonju National University, Gangneung, Korea)
• 이상문(강릉원주대학교 스마트인프라연구소 연구교수) | Lee Sangmoon (Research Professor, Smart Infrastructrure Insititude, Gangneung-Wonju National University, Gangneung, Korea)
• 정우영(강릉원주대학교 건설환경공학과 교수) | Jung Wooyoung (Professor, Department of Civil and Environmental Engineering, Gangneung-Wonju National University, Gangneung, Korea) Corresponding author