벤틀리 STAAD Advanced Concrete Design 적용으로, Toyo 최대 에틸렌 플랜트 프로젝트 납품

전 세계 40개 이상 그린필드 에틸렌 플랜트를 건설한 Toyo Engineering(Toyo)은 산업 시설 엔지니어링과 시공 부문의 글로벌 리더이다. 이 회사는 말레이시아 조호르주 쁭어랑(Pengerang) 지역에 증기열 분해 단지를 납품하기 위해 미화 23억 달러 규모의 계약을 수주했다.
이 플랜트는 통합 정유 및 석유 화학을 주도하는 말레이시아의 국영 석유 및 가스 회사인 PETRONAS’ 소속으로, 정유 및 석유 화학 통합 개발 프로젝트라는 이름으로 잘 알려져 있다. 말레이시아 최대의 액체 기반 그린필드 다운스트림 플랜트로서, 폴리머 제조에 사용되는 에틸렌을 생산하는 석유 화학 단지이다. 본 사업은 엄격한 현지 및 유럽 설계 코드를 준수해 품질 요구사항을 충족시키고 엔지니어링 분석 최적화가 필요했다. 촉박한 일정에서 설계 정확성을 보장하기 위해, Toyo는 최대 규모의 프로젝트 납품에서 통합되고 자동화된 워크플로우와 프로세스를 도입했다.

통합된 기술로 워크플로우 간소화

대형 프로젝트 이기에 파이프 랙과 건물부터 장비, 인프라 시설에 이르기까지 구조 요소의 다소 까다로운 엔지니어링 분석이 요구되었다. 상이한 설계부가 다변하는 환경 에서 상호 실시간으로 협업해야 했으며, 결과물의 품질 및 형식의 표준화 또한 보장해야 했다.
이 과정에서 벤틀리 솔루션이 해답을 제시했다. Bentley의 STAAD.Pro와 STAAD Advanced Concrete Design 3D 구조 분석 및 설계 애플리케이션의 통합으로 다수 프로젝트 팀이 통합된 애플리케이션 세트에서 동기화된 모델 데이터를 공유하고 설계와 도면을 동시에 업데이트 할 수 있었다.
이 솔루션은 팀 간의 반복적인 다부문 설계 검사를 가능하게 하여 설계 생산성을 향상시키고 워크플로우를 단순화함으로써 반복 업무를 줄이고 오류를 제거했다. Bentley의 통합 구조 설계 애플리케이션은 전체 워크플로우를 30% 가속화하면서 프로세스의 표준화 및 여러 위치에 걸친 결과물의 일관성을 보장한다. Bentley의 혁신적인 솔루션은 설계, 도면 및 보고서의 일관성과 품질을 눈에 띄게 향상시키는 이점을 갖는다.

자동화로 정확성과 효율성을 최적화

Bentley의 구조 설계 및 분석 애플리케이션들은 협업 환경을 제공했을 뿐 아니라, 수동으로 진행되었던 작업들의 자동화도 가능하게 했다. 설계팀은 크기 지정, 설계, 균열 너비, 응력 수준, 부력과 관련된 점검을 수행해야 했으며, 700 가지가 넘는 서로 다른 하중 조합을 동시에 사용하여 이러한 각 조합의 전반적인 거동을 판단해야 했다.
다양한 하중에서의 콘크리트 거동을 효율적으로 이해하기 위해 STAAD Advanced Concrete Design을 사용해서 다양한 세부 수준의 보고서를 생성했다. Toyo는 첨단 기술을 통해 하중 조합을 신속히 정의하고 반복적으로 설계를 확인할 수 있었다.
또한 각 하중 기준에 따라 기초의 크기를 자동으로 조정하는 작업을 수행했다. 많은 산업 구조물들과 마찬가지로, 에틸렌 플랜트는 서로 다른 높이의 가로 세로 빔들과 기둥들이 포함되어 있어 설계 정확성을 보장하기 위해 엔지니어가 각별한 주의를 기울이고 긴 시간이 소요되는 계산을 수행해야 했다.
STAAD Advanced Concrete Design의 “레벨 병합(Merge Levels)” 명령이 이러한 다양성을 자동으로 관리해, 엔지니어의 시간을 크게 절약하고 수동 계산이면 발생했을 잠재적 오류를 최소화해주었다.
이와 유사하게, 계산 정확성을 보장하면서 버튼 클릭만으로 지정된 균열 너비 제한에 적합한 콘크리트 설계 검사를 수행했다. Toyo는 STAAD Advanced Concrete Design을 사용해 2축 및 축방향력을 위한 빔들을 설계 및 세부화함으로써 빔의 전체 길이에 걸쳐 상단 및 하단 보강을 연결할 수 있었다.
이 소프트웨어는 2축 거동을 점검하고 제안된 보강 프로파일에 대한 3D 상호작용 차트를 자동으로 생성했다. Toyo가 엔지니어링 계산, 도면 제작 및 보고서 생성을 자동화할 수 있었기에 설계 정확성과 효율성이 최적화되었고, 그 결과 18개월 내에 개념 설계 및 세부 엔지니어링을 완료하고 발주처의 조기 승인을 허가 받았다.

콘크리트 설계를 위한 새로운 국가 표준을 수립

Toyo가 직면한 특별한 어려움들 중 하나는 현재 말레이시아 현지 코드인 Malaysian Annexure와 함께 새로운 유럽 표준들을 충족시키는 에틸렌 단지를 설계하는 것이었다. 유럽 표준들이 말레이시아에서는 생소했으며, 이 코드를 적용한 선례가 없었다.
해당 코드는 또한 다양한 유형의 하중 조합에 대한 다양한 물질 안전 계수를 필수적으로 요구하기도 했다. 설계팀은 또한 Malaysian Annexure를 충족하는 적절한 애플리케이션이 없는 실정에 부딪쳤다. 따라서 Toyo는 Bentley 개발 팀과 협력해 말레이시아 현지 규정에 맞는 새로운 유럽 표준 코드를 개발하고 적용하기에 이르렀다.
이를 통해 엔지니어는 Toyo의 높은 기준에 맞추면서도 촉박한 일정 내에 프로젝트를 납품할 수 있었다. 유럽 표준 코드에 열거된 안전 베어링 용량 내에서 기초 설계용 STAAD Advanced Concrete Design의 내장 기능들 덕분에 설계를 가속화하고 발생가능한 미준수 이슈를 제거했다.
STAAD Advanced Concrete Design 솔루션 적용으로 Malaysian Annexure에 유럽 표준 코드를 준수해 콘크리트 설계를 하는 것이 용이해졌다. 본 팀은 말레이시아를 위한 새로운 유럽 표준 코드를 개발하여 선진 엔지니어링 설계 코드를 적용한 첫 프로젝트를 납품하고, 콘크리트 설계의 새로운 국가 표준을 수립할 수 있었다.