Abstract
An experimental study and 3-dimensional analyses were performed to overcome the inadequacy of the existing 2-dimensional analysis method which is strictly valid only for the foundations with coincident centers of mass and resistance. A 1/10 scaled model structure simulated for the prototype structure that is a 400 MW turbine-generator foundation was constructed and a 6 DOF shaking table test was performed to investigate its dynamic and seismic response due to employing the spring elements as a vibration isolation system. A comparison of test results and 3 dimensional analytical results by Finite Element Method was made. Also, this paper demonstrates the torsional effect of spring supported turbinegenerator foundations through parametric studies and provides several suggestions to improve the design of low-tuned foundations under earthquake loading.
본 논문에서는 질량중심과 강성중심이 일치하지 않는 계의 2차원 동적해석의 한계를 극복하기 위하여 원형계로 진동저감시스템을 갖춘 대표적인 회전기계기초인 스피링-지지 터빈-발전기 기초를 선정, 원형계를 1/10로 축소상사시킨 시험모형의 6자유도 진동대에 의한 진동시험치와 3차원 유한요소모델링에 의한 시험 모델 및 원형모델의 동적해석치를 비교분석하였다. 그 결과, 계가 스프링요소를 장착함에 따라 진동특성이 변하여 고차진동모우드의 진동수대역에서 공진현상이 나타나고 변위가 증가하는 현상이 도출되었다. 또한, 스프링요소를 진동저감시스템으로 도입한 터빈-발전기 저동조 기초와 같은 장방형 계의 경우는 지진 발생시 질량중심과 강성중심이 일치하지 않기 때문에 비틀림 영향이 크게 발생한다는 현상을 밝혔으며, 사례연구를 통하여 진동저감시스템을 갖춘 회전기계기초의 내진해석시 고려하여야할 사항을 제시하였다.