응력 저감을 위한 지중 파형 관로 마감부 보강재 및 곡선 연결부 설계

Abstract

Safety analyses were performed for the end sides and connections of buried corrugated steel pipes. A steel end plate with stiffeners and concrete end plate were analyzed with a FEA program and their safeties were checked. The analysis results showed that the steel end plates required stiffeners for the safety. And it was efficient to increase the number of the stiffener for the safety. However, the concrete end plate was safe without any stiffener because it is very thicker than the steel one. For connection, two cases were considered. One was the connection between two pipes which had different diameters. The other case was the connection between two pipes which had equal diameters. In the first case, the stress concentration occurred along the side line of the connection. In the second case, the stress concentration occurred on the top of the connection. To mitigate the stress concentration, the connection part was redesigned to have curved surface, and it was efficient to decrease the stress concentration.

파형강관 관로의 마감부와 연결부에 대해 안전성 해석을 수행하였다. 강재 마감부에 보강재 설계를 수행하여 안전성을 검토하였으며, 콘크리트로 마감부를 설계한 경우에 대해서도 안전성을 검토하였다. 해석결과, 강재 마감부의 경우에는 보강재의 설치가 반드시 필요하며, 보강재 크기나 마감재의 두께 증가 보다는 보강재의 수를 늘리는 것이 효율적이었다. 콘크리트 마감부의 경우에는 강재 마감부에 비해 두께가 크기 때문에 보강재의 설치는 필요 없었다. 연결부에 대해서는 본관보다 작은 직경의 분기관이 연결될 경우와 본관과 동일한 직경의 분기관이 연결될 경우에 대하여 해석을 수행하여 안전성을 검토하였으며, 본관과 분기관의 직경이 다른 경우에는 양 측면에서 응력 집중이 발생하며, 본관과 분기관의 직경이 동일한 경우에는 연결부 상단에서 응력집중 현상이 가장 크게 발생하였다. 연결부 응력집중 현상을 저감하기 위하여 연결부를 곡선으로 처리하여 해석한 결과, 연결부의 응력집중 현상이 저감됨을 확인할 수 있었다.