GRP 연성관의 관강성 예측

Abstract

이 연구에서 GRP 관의 하중-처짐 거동을 조사, 보고하였다. 지중매성 GRP관은 높은 내화학성, 높은 부식저항성, 경량성, 관표면의 매끄러움, 지반-관의 상호작용 고려에 따른 경제성 등의 탁원한 역학적, 물리적 특성들로 인해 건설현장에서 광범위하게 사용되고 있다. 지중에 매설되는 연성관을 설계하기 위해서는 ASTM D 2412 (2010)에 따라야 한다. ASTM D 2412 (2010)에 따라 설계할 경우, 관의 원강성 (PS)을 편평시험에 따라 먼저 결정해야 하는데, 이 시험이 귀찮고 노동력을 필요로 한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 UTM에 설치된 형태의 GRP관의 하중-처짐 거동을 유한요소법에 따라 모사하였으며, 유한요소법에 의한 모사에는 재료의 탄성계수와 단면의 기하학적 치수 등 기초적인 자료를 사용하였다. 이와 같은 연구로부터, 관재료가 관의 단면내에서 비교적 일정하지 않음에도 불구하고 수직방향의 관변형이 3%와 5%가 발생할 경우, 편평시험과 수치해석적 연구 결과가 15%이내의 차이로 하중의 예측이 가능함을 알 수 있었다. In this paper, we present the load-deflection behavior of GRP pipes. GRP buried pipes are widely used in construction in the advantage of their superior mechanical and physical characteristics such as high chemical resistance, high corrosion resistance, right weight, smooth surface of the pipe, and cost effectiveness from soil-structure interaction. To design flexible pipes to be buried underground, it should be based on the ASTM D2412(2010). When applying ASTM D 2412(2010) to the design, pipe stiffness(PS) must be predetermined by the parallel-plate test which requires tedious and laborious working process. To overcome such problems, the finite element simulations for finding the load-deflection behavior of the GRP flexible pipes is installed at UTM testing machine. In the finite element simulations, basic data, such as the modulus of elasticity of the material and cross-sectional dimension, is used. From the investigation, we found that the difference between experimental result and analytical prediction is less than 15% when the pipe deflected 3% and 5% of its vertical diameter although the pipe material is not uniform across the cross-section.