게시판 > 질답게시판 > tower 설계 중 buckling과deflection의 차이에 관하여

스테파노 Stefano

11-04-20 11:03

(1)buckling(坐屈현상)은 Column의 수직하중에 의해 Shell이 압축응력에 버티지 못하고 주저앉는 현상을 말하고 Deflection(變形, 變位)은 수평하중에의해 기준점이 힘의 방향으로 이동되는 현상입니다.
이해하기 쉽도록 간단히 표현하자면... 미 무역센터 건물이 911고로 주저않는 모습이 Buckling(좌굴)이고 바람에 의해 갈대의 머리끝이 수평으로 이동해가 거리가 Deflection입니다.

(2) Column Load를 고려하여 Shell의 두께 혹은 보강 지지대의 크기를 정하는 설계를 함에 있어서 (1)은 재료가 파괴되지 않도록 하기 위해 필요한 것이고 (2)는이내의 변형이 일어나지 않도록 하기 위해 필요하지요.

(3) 여기서 작용하는 힘들은 자중 뿐만 아니라, 바람, 지진, 압축, 인장 등의 외력에 의한 수평, 수직분력을 모두 고려된 힘을 말합니다. 수직하중의 경우 순수한 자중외에 바람이나 지진등에 의해 발생하는 Bending Moment가 수직방향 압축력으로도 작용하기 때문에 아무일 없을 때 조용히 잘 버티고 서있던 Column이라고 해도 바람이나 지진이 일어나면 좌굴될 수가 있기때문에 모든 하중이 동시에 걸리는 상황을 고려하여 구조설계해야합니다.

혹시 이 주제에 대해 더 궁금한 사항이 있다면 www.3ds.co.kr의 구조 전문가에게 문의해 보세요.

mamaro mamaro

11-04-21 10:24

감사합니다.

열교환기에서는요 보통 horizontal type을 마니 쓰자나요.
그럼 열교환기에서는 buckling이 어떻게 걸릴가요?

Stefano

11-04-21 13:55

Horizontal이건 Vertical 이건 열교환기에서는 주로 Thermal Stress에 의해 Tube나 Shell이 압축력을 받았을 때 허용압축응력을 초과하면 변형이 되는 Buckling 현상이 문제가 됩니다. 예를 들어 열에의해 Tube가 수축할 때 Shell 이 압축응력을 받게 되거나 Shell 혹은 다른 Tube가 수출될 경우 Tube가 압축응력을 받아서 Tube가 휘어지는 경우가 발생합니다.

Thermlal Stress 방지를 위해 해결하는 방법은 주로 Shell에 Thermal Expansion Bellows을 고려하는 것입니다. Tube의 경우 Tube Sheet와의 밀봉을 고려해서 Welding Joint를 적용하기도 합니다.

ASME, JIS, KS등 Code에서는 Vessel의 Strength Calculation을 요구해서 안전을 꾀합니다. 세부사항은 소개한 web-site에 문의하거나 구조계산을 전문으로 하는 기계엔지니어에게 문의하도록 하세요.