본 연구는 기존 (불)투과형 사방댐의 부식 및 시공성 등의 문제를 보완하고자 GFRP와 CFRP를 사용하여 내부식성 투과형 사방댐을 설계한 선행연구의 후속 연구로써 FRP로 제작된 격자형 사방 구조물(Grid)을 설계하여 탈부착이 가능한 투과 형 사방댐을 개발하기 위한 기초 연구이다. 이를 위해 탄소산업진흥원(K-Carbon)의 상용 Grid 제원을 인용하였으며, Grid를 구성 하는 띠(Strip)는 41×21개로 총 4000×2000×1.5 mm의 크기로 설계하였다. Grid의 개발을 위한 기초 연구라는 특성상 Grid의 지지 부(Slot)와 충진재는 파괴되지 않는다고 가정하였으며, FRP의 파괴 이론인 Hashin Damage Criteria에 따라 Grid의 설계하중 작용 시의 안전성을 상용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS로 평가하였다. 그 결과, 0.01~0.03sec 내에서 GFRP와 CFRP Grid가 파괴 되었으며, 이는 Grid의 성능이 충분하지 못함을 의미한다. 이에 따라 Grid의 성능 향상을 위해서 GFRP 및 CFRP(면재)와 Balsa Wood(심재)로 구성된 Sandwich Grid를 개발하였으며, 동일 조건에서 해석을 수행한 결과, Grid 대비 Sandwich Grid가 약 126~140 배 뛰어난 성능을 보였다. 결론적으로 Sandwich Grid를 이용한 탈착형 사방댐은 내구성 및 경제성 측면에서 이점이 분명하다 판 단되지만, 이는 일부 가정 사항과 수치 해석을 기반으로 하는 결과이므로 향후 추가 연구가 수행되어야 할 필요가 있다.

본 연구에서는 수소 자원의 활용도가 높아짐에 따라 수소 저장 용기의 내진 성능을 평가하기 위해 수소 저장 시설을 방문하여 현장 조사를 수행하였다. 외관 조사 중, 수조 저장 용기의 지지부에서 부식이 진행됨을 확인하였고, 이에 대한 대책안 으로 내부식성 재료인 CFRP로 대체하여 성능을 평가, 검증하였다. 이를 위해 현장 조사 결과를 바탕으로 상용 유한요소해석 프 로그램인 ABAQUS를 사용하였으며, 해석 결과 CFRP로 제작된 수소 저장 용기의 지지부는 강재 대비 약 12배 이상 뛰어난 성 능을 보였다. Hashin Damage Criteria를 기반으로 CFRP 지지부의 안전성 검토를 수행한 결과 최대 손상 지수가 0.065로 확인되 었다. 기초부 콘크리트의 경우, 쪼갬 및 휨 인장 응력에 대한 안전성을 검토하였으며, 허용 강도 대비 7~36%의 안전도를 보였 다. 이를 근거로 CFRP를 수소 저장 용기의 지지부에 적용하는 것은 합리적이며, 뛰어난 경제성을 보인다. 다만, 이러한 결과는 수치 해석에 의하므로 실규모 지진동 모사 시험을 통해 해석 모델의 신뢰성을 보충할 필요가 있다.

수변 보 구조물의 내진설계는 ‘하천설계기준2009’에 따라 수행되어져야 하는데, 기본적인 내진설계 방법과 절차에 따르고 보 구조물은 기타 하천시설물로 구분되어 교량 설계기준이나 댐 설계기준을 준용할 수 있도록 규정하고 있다. 그리고 위에서 일반설계에서도 언급했듯이 보와 댐의 차이가 미미해지고 있어 댐 설계기준에 따라 적용해야 할 것으로 판단된다. 또한, 수변 보 구조물은 댐 설계기준에서 댐체, 여수로 및 부대시설물의 내진성능을 확보하기 위하여 필요한 기준을 규정하는 것으로서 신설되는 높이 15m 이상인 댐의 내진설계에 적용하고, 또한 높이 15m 미만인 소규모댐과 부대시설에 적용할 수 있다는 항목에 해당되는 것으로 보인다. 댐 설계는 “내진성능기준(1997)”에서 제시된 내진설계 성능기준을 기본으로 한다. 댐에 상당한 변형과 부분적손상이 발생하는 것은 허용할 수 있으나 지진시 또는 지진경과 후에도 댐의 저수기능은 유지되어야 하며 통제 불가능한 저수량의 유출상태는 있어서는 안 된다. 내진등급은 내진특등급 댐, 내진 I등급 댐2개의 등급으로 분류하나 고려하는 설계지진의 재현주기는 각각 1000년, 500년이어서 내진성능기준의 내진 I등급, 내진Ⅱ등급에 해당한다. 댐의 붕괴시 엄청난 인명피해와 재산피해를 고려할 때 내진등급을 내진특등급, 내진I등급으로 고려하는 것이 타당하나 댐의 거동특성으로 보아 완전한 소성설계를 할 수 없어 재현주기 2400년 지진에 대해 붕괴방지 수준으로 설계하는 것은 지나치게 지진하중을 크게 고려하게 된다. 따라서 이를 반영한 규정으로 생각할 수 있다. 지진하중은 설계진도로 산정하며 설계진도가 0.2g 이상이어서 우리나라보다 지진규모나 발생빈도가 훨씬 높은 나라에서 적용하는 진도보다 과다하다고 판단되는 경우에는 설계자는 적용설계진도를 0.2g이하로 조정할 수 있다.

The construction costs for nonstructural systems such as mechanical/electrical equipment, ceiling system, and piping system occupy a significant proportion of the total cost. These nonstructural systems can also cause considerable economic losses and loss of life during and after an earthquake. Therefore, reduction of seismic risk of nonstructural components has been emerging as a key aspect of research in recent year. The primary objective of this study was to evaluate the seismic performance of a single-story and multi-story piping system installed in low-rise building and to identify the seismic vulnerability of the current piping systems. The seismic performance evaluation of the piping systems was conducted with 5 different earthquakes to account for the ground motion uncertainty and the preliminary results demonstrated that the maximum displacements of each floor in the multi-story piping system increased linearly with increasing floor level in the building system. This study revealed that the current design piping systems are significantly sensitive to the effect of floor height, which stress the necessity to improve the seismic performance of the current piping systems by, for example, strengthening with seismic sway bracing using transverse/longitudinal bracing cables or hangers.

It is necessary to develop the damage function to cope with the increasing damage of steel transmission towers. A simplify analysis to evaluate the performance resistance capacity, which is essential for the development of the damage function, was performed. The 154kv power transmission towers installed between Sokcho and Yangyang were selected as the target structures. Wind loads were calculated and applied to the target structures according to the domestic transmission and distribution facility design standards. As a result of this study, displacement according to wind speed of the target structure was derived.