Analytical Evaluation on the Structural Safety of Horizontally Curved Parts of Buried Pipe

Jeon, Jin-Su; Kim, Sung-Nam; Han, Taek-Hee; Kang, Young-Jong

Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation 2008;8(1):47-56.
Published online February 28, 2008.

지중 매설관 곡선부의 해석 및 안전성 평가

전진수, 김성남, 한택희, 강영종

Analytical Evaluation on the Structural Safety of Horizontally Curved Parts of Buried Pipe

Jin-Su Jeon, Sung-Nam Kim, Taek-Hee Han, Young-Jong Kang

Abstract

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.

Key Words: Pipe; Curved Parts; Stress Analysis

요지

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.

핵심용어: 관로; 곡선부; 응력해석