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지중 매설관 곡선부의 해석 및 안전성 평가
Analytical Evaluation on the Structural Safety of Horizontally Curved Parts of Buried Pipe

전진수   (고려대학교 건축.사회환경공학과UU0000159  ); 김성남   (고려대학교 건축.사회환경공학과UU0000159  ); 한택희   (Dept. of Civil Engrg., Auburn UniversityUU0014704  ); 강영종   (고려대학교 건축.사회환경공학과UU0000159  );
  • 초록

    본 연구에서는 최근 발생하는 지중 매설관의 파손이 곡선부에 집중되고 있는 현실적인 문제를 통해 지중 매설관의 곡선부에 대해 보다 합리적인 해석 방법을 제시하고, 곡선부를 갖는 지중 매설관의 안전성 평가에 관한 연구를 수행하였다. 실제 시공 및 균열이 발생한 사례를 바탕으로 대상 모델을 선정하고 지중 매설관에 작용 가능한 하중 조합을 고려하였다. 3차원 유한요소해석을 통해 변형량과 응력 그리고 좌굴에 대한 구조해석을 수행하였으며 이를 통해 직선부에 비해 곡선부에 응력이 집중되며 지중 매설관의 안전성을 저해 하고 있음을 볼 수 있었다. 이러한 결과를 통해 곡선부를 갖는 지중매설관의 경우곡선 연결부에 대한 정밀한응력 해석을 통한 안전성 평가가 이루어져야 한다고 판단된다.


    Recently, it has been reported that buried pipes' crack is concentrated on curved parts. In this study, 3D-Finite element analysis is performed for Analytical Evaluation on the Structural Safety of Horizontally Curved Parts of Buried Pipe. The constructed pipe cracked in curved parts of pipe is analyzed and all kinds of loads affected to buried pipes are considered. Displacement, stresses and buckling analysis are performed. The stress analysis shows that stress in curved parts is larger than stresses in straight parts and exceeds allowable stress in some parts. So, stress analysis on curved parts is needed for safety for buried pipe.


  • 주제어

    관로 .   곡선부 .   응력해석.  

  • 참고문헌 (11)

    1. 강병희 (1998). 성토 하에 매설된 관의 거동. 한국지반공학회논문집, 한국지반공학회, Vol. 4, No. 1 
    2. 한국 상하수도협회 (2004). 상수도 시설 기준 
    3. Marston, A. and Amderson, A.O. (1913). the Theory of loads on pipes in Ditches and Tests of cement and clay drain Tile and Sewer pipe. Iowa Engineering Experiment station Bulletin, Iowa state college Ames, Iowqa, No. 31, pp. 181 
    4. Sundaramoorthy Rajasekaran (1989). Flexural-Torsional Buckling of Arches. Journal of Structural Engineering, Vol. 115, No. 1, pp. 243-245 
    5. 정형식 (1993). 지반-구조물 상호작용 관점으로 분석한 매설관의 거동에 관한 연구. 대한토목학회 학술발표회 개요집(I), 대한토목학회 
    6. Moore, I. D., Selig, E. T., and Haggag, A. (1988). Elastic Buckling Strength of Buried Flexible Culverts. Pre-prints TRB Session 143, Washington, D.C. 
    7. Amaster K. Howard (1977). Modulus of Soil Reaction Values for Buried Flexible Pipe. ASCE, Vol. 103, No. GT1 
    8. 김태욱 (1993). 지중매설관로의 거동특성 해석을 위한 관 . 지반 상호 작용력의 산정. 한국지진공학회논문집, 한국지진공학회, Vol. 7, No. 3 
    9. S. P. Timoshenko and James M. Gere (1961). Theory of Elastic Stability, 2nd Ed., McGraw-Hill, Inc. 
    10. John P. Papangelis (1987). Flexural-Torsional Buckling of Arches. Journal of Structural Engineering, Vol. 113, No. 4, pp. 889-906 
    11. Spangler, M. G. (1941). The Structural Design of Flexible Pipe Culvert. Bull. 153, Iowa State College Engineering Experimental Station, Iowa 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. Han, Taek Hee ; Oh, Myoung Hak ; Kang, Young Jong 2012. "Design of End Plate Stiffeners and Curved Connection of Buried Corrugated Pipes for Stress Reduction" 한국방재학회논문집 = Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation, 12(2): 9~15     

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