개요

• 석문국가산업단지내 배수갑문 구조에 대하여 유체 및 지반과의 상호작용을 포함하여 지진에 대한 구조안정성 검토를 수행

해석의 종류

• 지진파에대한 시간이력 동해석

요소의 종류

• 전체 구조물에 대하여 3차원 입체 Shell 요소(QTS4)를 사용
• 지반은 3차원 입체요소 (HX8M), 지반의 무한경계를 표현하기 위해 3차원 조인트 요소(JNT4, Joint properties general)를 사용한 경계조건을 구성

재료특성

• 지반은 해당 지역의 지질주상도를 참조하여, 지진에 대한 영향이 크게 나타날 수 있는 연약지반이 상대적으로 많은 위치를 표준으로 삼았으며, 깊이에 따른 토질정수를 산정하여 반영
•  지반유체의 동수압에 대한 부가질량 : 유체에 의한 부가질량은 LUSAS의 Variation 기능을 사용하여 구조물의 깊이를 변수로 하는 함수로 정의하여 적용
• 배수갑문은 해수에 바로 접하는 구조물로 갑문 주변의 동수압을 구조체에 부가된 질량으로 고려하여 해석하는 부가 질량법을 사용하여 해석을 수행

경계조건

• 지반에 대한 경계조건은 무한경계를 표현할 수 있도록 매질의 임피던스와 일치하는 감쇠계수를 적용하는 Joint Properties General을 적용하는 Joint 요소를 사용

하중조건

• 지반의 초기응력 : Jacky식을 사용하였으며, 연직방향 응력은 상재하중과 지반의 자중을 포함하여, 지하수위의 높이에 따라 건조 단위 중량과 포화 단위중량으로 고려하여 LUSAS에서 지원하는 Variation 수식으로 정의하여 재하
• 자중 및 부가 사하중 : Body Force 하중 및 구조물에 재하되는 기계하중 등을 부가사하중으로 재하
• 수압 및 지반초기응력 : 지하수위의 영향을 고려하기 위하여 수압 재하, 지반의 초기 평형조건을 만족시키기 위하여 초기응력 재하
• 시간이력 지진파 : Hachinohe, Ofnunato 지진파와 인공지진파 3가지에 대하여 검토

해석결과

최대 휨응력 발생 시점의 응력(SE) 분포도 (Hachinohe)

횡방향 최대변위 시간이력 (Hachinohe)