통신 장비 서버렉의 내진 성능 및 지진 안전성 평가 방법 보고서

2021.07.30 반디통

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해석 사례

구조물에 대해 내진 안전성 검토는 왜 필요할까요?

 

이번 주제인 통신 서버랙 장비를 포함한 모든 땅 위에 설치하는 구조물은 “지진”이라는 자연재해에 노출되어 있습니다. 일상생활에서 우리는 지진이라는 자연재해에 대해서 많이 느껴보지 못했을 것입니다.

아마도 평생 느껴보지 못한 사람도 있을 수 있습니다. 하지만 백의 하나 혹은 만에 하나라도 큰 규모의 지진이 발생하는 경우 수많은 인명피해와 매우 높은 위험성에 직면하게 됩니다. 일반적으로 건물이나 특수 목적으로 설치되는 구조물들은 직접적인 파괴가 발생하는 지진의 1차 피해와 통신두절, 기능 제한 등의 2차 피해가 발생할 수 있으므로, 내진 안전성 검증에 대해서 필수로 요구하게 됩니다. 국내에서도 2016년 경주지진, 2017년 포항지진 이후에 지진 위험국으로 인식하여 인명피해가 발생할 수 있는 건축물과 유사 수준의 높은 조건이 강화되고 설치를 위한 필수요건으로 제한하고 있습니다.

 

"지진” 이라는 자연재해를 어떻게 정의하고 평가할 수 있을까요?

 

지진은 일반적으로 시간에 따라 급격하게 가속도가 변하는 하중 혹은 진동으로 이야기를 할 수 있습니다. 하지만 과연 언제 발생한 혹은 측정한 데이터가 그 지역을 대표할 수 있는지, 다음에도 비슷하게 발생할 것인지 알 수가 없습니다. 그러므로 일반적으로 수십 년간의 데이터를 취합해서 주기별 최대응답만을 산출하여 응답 스펙트럼 곡선을 만들어 간단하고 보수적으로 “응답 스펙트럼 해석”을 통해 내진 안전성에 대해서 검토합니다.

응답 스펙트럼 하중은 전 세계의 나라별로, 같은 나라의 지역별로, 같은 건물에서 설치 층별로도 지진하중이 다르게 발생하기 때문에 실제로 제품이 설치될 지역에 맞는 응답 스펙트럼 하중 이해하고 정의하는 것이 매우 중요합니다. 해당 지역의 요구수준을 만족하지 못한다면 내진 안전성에 대한 입증이 불가능하므로 반드시 주의해서 적용해야 합니다.

그렇다면, 내진 안전성에 대해 어떻게 해석검증을 할 수 있는지 함께 알아보도록 하겠습니다. 예제모델은 건물 내부에 설치하는 기지국 BBU 통신장비로 상위법령에 따라 국립전파연구원에서 고시된 국내 통신설비 내진 기준 요건을 모사해서 과연 해당 구조물이 내진 안정성을 가지는가에 대해 검토한 자료입니다.

 


통신서버랙 내진 안전성 해석

 

해석 목적

 

- 국내 국립전파연구원 “방송·통신 설비의 안전성·신뢰성 및 통신규약에 대한 기술기준” 준하여 국내 지진환경에 맞는 통신 서버랙의 내진 안전성 검토를 수행
- 국내 건축구조 기준인 “KDS 41 30 : 2019”에 준하여 구조물의 부재 안전성과 주요 연결 볼트에 대해서 안전성 평가를 수행

 

주요 해석 결과

 

-모드 해석 결과를 통한 주요 방향별 구조물의 동특성(변형 모드, 고유진동수 등) 및 80% 이상 질량 참여율 확인.
-국립전파원 고시된 응답 스펙트럼 곡선과 비교 시 방향별 주요 고유진동수가 차단 주파수 이상의 위치함을 확인.
-“KDS 41 30 10 : 2019”에 준하여 부재 안전성 검토 시 모든 부재에서 안전율 1.21 이상의 구조안전성 확인
-“KDS 41 30 25 : 2019”에 준하여 연결부 볼트의 인장/전단 안전성 검토 시 안전율 2.07 이상의 구조안전성 확인

 

 

통신서버랙의 내진 안전성을 어떻게 해석하는지 궁금하시면 아래 보고서를 참조하세요. 

 

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