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FRP 시트로 보강된 철근콘크리트 벽체의 방호성능 평가

Evaluation on Blast Resistance Performance of Reinforced Concrete Wall Strengthened by FRP Sheet

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주제분류안전공학

초록

최근 폭발사고의 빈도수가 증가함에 따라 주요 구조부재의 손상을 저감시킬 수 있는 방호 구조물 설계에 대한 관심이 높아지고 있다. 그러나, 방호 구조물의 방호성능에 대한 국내 연구는 아직 미진한 실정이며, 아직 설계 가이드라인도 충분히 갖추어지지 못한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 FRP 시트 보강유무를 변수로 하여 RC 방호벽에 대한 해석적 연구를 수행하였다. 해석은 LS-DYNA 프로그램을 활용하여 수행되었으며, 해석을 통해 RC 방호벽과 FRP 시트로 보강된 RC 방호벽의 변위-시간이력곡선, 압력-충격량 도표, 취약도 곡선을 도출하였다. FRP 시트 보강방법은 RC 방호벽의 방호성능을 향상시키는데 매우 효율적인 것으로 나타났다. 또한, 폭발하중의 크기가 클수록 RC 방호벽에 대한 FRP 시트의 보강효과는 높아지는 것으로 나타났다.

Abstract

Owing to the recent increase in the frequency of explosion accidents, blast resistive design has garnered attention to reduce the damage of important structural elements. However, domestic research on the blast resistive structures is still insufficient, and domestic design guideline against blast loads are not documented yet. In this study, a numerical study on the RC blast resistive walls, where the test variable was the presence of FRP sheet, was performed using LS-DYNA program. Based on the numerical results, displacement-time hysteretic curve, pressure-impulse diagram, and fragility curve of the test specimens were derived. It was shown that the FRP sheet strengthening method is efficient to improve the blast resistive performance of the RC wall. Also, the strengthening effect of FRP sheet on the RC wall was stronger when the magnitude of the blast load was greater.

참고문헌 (28)

  1. Zhang, C., "Blast loads induced responses of RC structural members : State-of-the-art review", Composites Part B : Engineering, 195, pp.108066~ (2020)
  2. Algassem, O., "Ability of steel fibers to enhance the shear and flexural behavior of high-strength concrete beams subjected to blast loads", Engineering Structures, 199, pp.109611~ (2019)
  3. Shin, J., "Retrofit scheme of FRP jacketing system for blast damage mitigation of non-ductile RC building frames", Composite Structures, 228, pp.111328~ (2019)
  4. Hu, Y., "Study of CFRP retrofitted RC column under close-in explosion", Engineering Structures, 227, pp.111431~ (2021)
  5. Luccioni, B., "Effect of steel fibers on static and blast response of high strength concrete", International Journal of Impact Engineering, 107, pp.23~37 (2017)
  6. 이인철, "섬유보강 콘크리트 방호벽의 방호성능 향상 검토", 한국건축시공학회지, 13(5), pp.465~473 (2013), 한국건축시공학회[DOI]
  7. 하주형, "철근콘크리트 패널의 FRP 보강에 의한 방폭 성능 향상에 관한 실험 연구", 콘크리트학회 논문집, 22(1), pp.93~102 (2010), 한국콘크리트학회
  8. Byun, K. J., "Blast Load and Design of Protective Structures", Journal of the Korea Concrete Institute, 23(2), pp.16~22 (2011)
  9. 홍종국, "방폭설계의 이해 및 일반하중에 대해 설계된 건축물의 방폭성능 평가", 한국구조물진단유지관리공학회 논문집, 22(4), pp.83~90 (2018), 한국구조물진단유지관리공학회
  10. 이승훈, "비선형 동적해석을 이용한 축하중과 폭발하중을 동시에 받는 철근콘크리트 부재의 구조 거동 분석", 한국전산구조공학회논문집, 35(3), pp.141~148 (2022), 한국전산구조공학회[DOI]
  11. Stewart, M. G., "Reliability-based design load factors for explosive blast loading", Journal of Performance of Constructed Facilities, 29(5), pp.B4014010~ (2015)
  12. U. S. Department of Defense., "Structures to resist the effects of accidental explosions. UFC-3-340-02", ~ (2008)
  13. Korean Occupational Safety Health Agency, "KOSHA GUIDE D-65-2018", KOSHA, ~ (2012)
  14. 전두진, "폭발해석을 위한 간략 폭발하중 제안식", 한국전산구조공학회논문집, 29(1), pp.67~75 (2016), 한국전산구조공학회[DOI]
  15. Airblast parameters from TNT spherical air burst and hemispherical surface burst, "Kingery, C. N.", US Army Armament and Development Center, Ballistic Research Laboratory, ~ (1984)
  16. 16. Swisdak Jr, M. M., "Simplified Kingery airblast calculations", NAVAL SURFACE WARFARE CENTER INDIAN HEAD DIV MD, ~ (1994)
  17. Formby, S. A., "Blast characteristics and TNT equivalence values for some commercial explosives detonated at ground level", Journal of Hazardous materials, 50(2-3), pp.183~198 (1996)
  18. Netherton, M. D., "Blast load variability and accuracy of blast load prediction models", International Journal of Protective Structures, 1(4), pp.543~570 (2010)
  19. Schwer, L. E., "Simplified concrete modeling with *MAT_CONCRET_DAMAGE_REL3. LS-DYNA Anwenderforum, Bamberg", ~ (2005)
  20. Bischoff, P. H., "Compressive behaviour of concrete at high strain rates", Materials and Structures, 24, pp.425~450 (1991)
  21. 조현우, "SHPB 시험 및 영상분석을 통한 고변형율 속도 하의 시멘트 복합체 물성 변화 평가", 한국구조물진단유지관리공학회 논문집, 19(4), pp.83~91 (2015), 한국구조물진단유지관리공학회
  22. Malvar, L. J., "Review of Strain Rate Effectes for Concrete in Tension", ACI Materials Journal, 95(6), pp.735~739 (1998)
  23. Malvar, L. J., "Review of Static and Dynamic Properties of Steel Reinforcing Bars", ACI Materials Journal, 95(6), pp.609~616 (1998)
  24. Harding, J., "A tensile testing technique for fibre-reinforced composites at impact rates of strain", Journal of Materials Science, 18(6), pp.1810~1826 (1983)
  25. Taniguchi, N., "Tensile strength of unidirectional CFRP laminate under high strain rate", Advanced Composite Materials, 16(2), pp.167~180 (2012)
  26. Hou, J. P., "Measurement of the properties of woven CFRP T300", 914 at different strain ratess, 2000, pp.60(15), 2829~2834
  27. CEB, "CEP-FIP Model Code 1990, Redwood Books", ~ (1993)
  28. Tanapornraweekit, G., "Behavior of FRP-RC Slabs under Multiple Independent Air Blasts", Journal of Performance of Constructed Facilities, 25(5), pp.433~440 (2011)

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