외부 파형 리브로 보강된 GRP 파이프의 탄성 좌굴거동분석을 위한 매개변수연구

• 영문명: A Parametric Study for Elastic Behavior Characteristics of GRP Pipes Reinforced with External Corrugated Ribs
• 발행기관: 한국방재학회
• 저자명: 이정화 원덕희 김대식 강영종 Lee, Jeong Hwa Won, Deok Hee Kim, Dae Sik Kang, Young Jong
• 간행물 정보: 『3. 한국방재학회 학술대회논문집』2012년, 21~21쪽, 전체 1쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2012.02.16

국문 초록

GRP(Glass Reinforced Plastic) 파이프는 GRP 재료 자체의 고강도, 고내구성으로 인해, 구조용 원형강관을 대체할 수 있을 만큼 그 적용성이 넓을 것으로 판단된다. 특히, 주철관, 콘크리트관로를 대체할 상하수도관로로써 뿐 아니라 ICH-CFT기둥, 풍력타워 등의 고내구성과 고강도가 필요한 구조분야에서 새로운 대체 구조로서 주목받고 있다. 하지만, GRP 파이프는 고강도의 박판구조로 제작된 연성관으로써 압축력이 지배 인자로 작용하는 구조물이기 때문에 좌굴 문제가 중요한 요소이다. 국내에서 고안된 GRP 파이프의 강성을 향상시키는 대표적인 방법으로는 각형 rib로 보강하는 방법, 파형으로 제작하는 방법, Mesh로 보강하는 방법 등이 있으며, 이에 대한 실험적 해석적인 연구가 수행되어 왔다. 이들 중 한택희 등(2007)에 의해 연구되어진 각형 리브로 보강된 GRP 파이프는 그 적용성이 넓어 상하수도 파이프 뿐 아니라, ICH-CFT기둥의 내부 튜브 등으로의 적용이 가능하다. 한편, GRP 파이프는 원통형 몰드에 유리장섬유를 원주방향, 길이방향으로 배치하여 각각 필라멘트 와인딩하여 적층하는 방법으로 제작된다. 이러한 제작방법으로 한택희 등(2007)에 의해 연구되어진 각형 리브로 보강된 GRP 파이프를 실제로 제작하였을 때는, 반복적인 필라멘트 와인딩으로 인해 각형보다는 곡선을 이루는 외부 파형의 형태로 만들어지며, 각형 리브와 비교하였을 때, 리브와 파이프 연결부분에서 응력집중 등의 영향이 서로 상이하여 구조적인 거동이 다를 수 있을 것이라 판단된다. 본 연구에서는 각형 리브에 비해 제작이 쉬운 외부파형 리브로 보강된 GRP 파이프의 탄성 좌굴거동분석을 위한 매개변수연구에 초점을 맞추었다. 매개변수로는 직경에 대한 외부 파형 리브의 높이비(h/D), 폭비(w/D), 배치 간격비(s/D)를 두어, 각 변수에 의한 좌굴강도의 증가를 한택희 등(2007)에 의해 연구된 각형 리브로 보강된 좌굴강도와 비교하여 분석하였다. 또한, 기존에 제안된 외압을 받는 리브로 보강된 GRP파이프의 좌굴강도식을 보완한 새로운 좌굴 강도식을 제시하기 위한 기초자료를 제공하고자 한다.

키워드

유리섬유 강화 플라스틱관 파이프 좌굴 외부 파형 리브