Earthquake Response Analysis of Rectangular Liquid Storage Tanks Considering Material Nonlinear Behavior

Abstract

액체저장탱크는 다량의 액체를 저장하고 공급하는 중요한 사회기반시설물이다. 지진에 의한 저장탱크의 파괴가 발생하면, 경제적 손실뿐만 아니라 식수 오염, 화재, 단수 등 주변 시설의 파괴와 인명 손실 등의 피해가 발생한다. 이러한 액체저장탱크의 지진 거동은 유체-구조물 상호작용에 의해 복잡하게 나타나므로 내진 해석 및 설계를 위해서는 저장탱크의 동적 거동에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 유한요소 해석프로그램인 ABAQUS를 사용하여 직사각형 액체저장탱크의 지진 응답을 해석하였다. 보다 정확한 동적 거동을 파악하기 위해 재료 비선형을 고려하였으며, 추가적으로 양방향 수평 지반운동의 입사각을 변화시켜 지진응답 특성을 파악하였다. 출렁임 높이를 제외한 모든 반응에서 선형 해석과 다른 값을 가졌다. 구조물의 응답에서, 응력 거동은 선형이 더 크게 내력과 변위 비선형이 더 크게 확인되었다. 또한 구조물의 동적 거동은 양방향 수평 지반운동의 입사각 변화에 영향을 받음을 확인할 수 있다. 직사각형 액체저장탱크의 내진 해석을 수행하거나 성능을 파악하기 위해서는 재료비선형을 고려한 해석을 수행해야 할 것이다.