정적 및 동적 분석을 이용한 스프링클러 배관 시스템의 지진 성능 비교 분석

이 연구는 동등한 정적 및 응답 스펙트럼 기반 동적 분석의 비교 분석을 통해 스프링클러 배관 시스템의 지진 반응 특성을 조사하였다. 화재 안전을 위한 중요한 비구조적 구성 요소로서 지진 후 스프링클러 배관 시스템의 기능은 필수적이다. 그러나 역사적인 지진 피해 보고에 따르면, 고장을 초래하는 것은 재료의 강도가 초과되는 것보다 과도한 변위와 이음부 분리에 더 자주 연관되어 있다. 이 연구에서는 실제 건물에 적용된 대표적인 스프링클러 배관 시스템을 상업적인 배관 응력 분석 프로그램을 이용해 모델링하였다. 모달 분석을 통해 배관 시스템의 고유 주파수와 모드 형상을 식별하고 시스템의 동적 특성과 주도적인 지진 주파수 범위 간의 겹침으로 인한 공진 가능성을 검토하였다. 배관 변위, 응력 비율, 지진 브레이스 반력과 같은 주요 반응 지수를 다양한 정적 및 동적 하중 조합 하에서 평가하였다. 결과는 정적 분석에서 지진 브레이스 반력이 일반적으로 더 큰 경향이 있는 반면, 특정 하중 조합에서 동적 분석 하에서 배관 변위와 응력 반응이 증가할 수 있음을 보여준다. 이러한 발견은 선택된 반응 지수와 분석 방법에 따라 지진 반응 특성이 다르므로 스프링클러 배관 시스템의 포괄적이고 합리적인 지진 성능 평가가 정적 및 동적 분석의 통합 사용을 요구함을 시사한다.