열반 및 정착부 콘크리트 균열을 고려한 단순화 전기 캐비닛의 내진성능 평가

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확장요약문

본 연구에서는 전기 캐비닛의 정착부 콘크리트 균열을 고려한 진동대 기반의 한계상태 내진성능 실험을 수행하였다. 실험 시료는 복잡한 상호작용에 의한 변수를 최소화하고자 현장조사 결과를 바탕으로 MCC(Motor Control Center)의 외형 및 동특성을 참고하여 제작한 단순화 프레임 모형으로 구성하였으며, 선설치 앵커를 이용하여 콘크리트 기초에 고정하였다. 프레임 모형은 1기 독립, 2기 및 3기 열반 조건으로 구성하였다. 선설치 앵커는 현장조사 결과를 참고하여 설계하였으며, 콘크리트 기초의 균열은 콘크리트 타설 과정에서 그리스를 도포한 금속 박판을 삽입하는 방법으로 모사하였다. 열반 구성과 균열조건을 주요 변수로 설정하여 한계상태 내진성능 실험을 수행하고, 각 조건에 따른 동특성, 정착부 손상 및 내진성능 등을 비교·분석하였다. 실험결과, 1기 독립 구성에서는 균열이 있는 실험 시료의 내진성능이 균열이 없는 실험 시료보다 높게 나타났으며, 1.0 mm 이하의 정착부 콘크리트 균열은 내진성능 저하에 직접적인 영향을 미치지 않을 가능성이 있는 것으로 판단되었다. 그러나 2기 및 3기 열반 조건에서는 균열이 없는 실험 시료에서 가장 높은 내진성능이 나타났다. 손상모드의 경우, 1기 독립 구성에서는 주로 앵커볼트의 파괴가 발생하였으나, 열반 조건에서는 앵커 뽑힘, 앵커볼트 파괴 및 콘크리트 파괴가 복합적으로 나타났다. 특히 열반 조건에서는 인접한 두 앵커의 균열이 연단파괴를 유발한 것이 관찰되었다. 이러한 결과는 전기캐비닛의 내진성능 평가 시 캐비닛의 열반 조건과 정착부 콘크리트의 균열 상태를 함께 고려할 필요가 있음을 보여준다.