면진장치의 종류에 따른 변압기의 지진거동 분석

초록

본 연구에서는 변압기 내진성능을 확보하기 위해 면진장치에 따른 지진 저감성능과 특성을 평가하기 위한 수치해석을 수행하였다. 해석에 적용한 면진장치는 마찰진자면진장치(FIP)와 납-고무면진장치(LRB)이며 각 면진장치를 유한요소해석 프로그램을 사용하여 수치해석 모델화하였다. 또한, 변압기의 형상적 특성을 고려하기 위해 수치해석 모델링한 변압기의 형상과 하중이 실제 변압기와 유사하도록 모델링을 수행하였다. 변압기 해석모델에 마찰진자면진장치와 납-고무면진장치를 적용하여 동적해석을 수행하기 위해 내진설계기준 공통적용사항과 ICC-ES AC156의 응답스펙트럼을 참고하여 생성한 인공지진파를 해석에 적용하였다. 해석결과 면진장치가 적용되지 않은 해석과 비교하였을 때 마찰진자면진장치를 적용한 변압기에서 발생한 가속도 감쇠율은 75%로 나타났으며 납-고무면진장치를 적용한 변압기의 응답가속도 감쇠율은 최소 42%로 나타나 마찰진자면진장치가 납-고무면진장치에 비해 가속도 응답면에서 우수한 결과를 보였다. 또한, 면진장치를 적용하였을 때 발생하는 변압기의 회전을 검토하기 위해 가속도가 작용할 때 변압기 좌우측의 상대변위를 측정하였다. 이때 납-고무면진장치가 마찰진자면진장치에 비해 변압기의 회전이 큰 것으로 나타나 납-고무면진장치의 설치를 고려할 때 면진 대상구조물의 회전에 대한 적절한 대응책의 마련이 필요할 것으로 보인다.

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