실내폭발 효과를 포함한 폭발하중 산정
Calculation of Blast Load Including Interior Explosion Effects
1
조회
0
다운로드
1
인용
0
참고문헌
키워드
초록
폭발하중을 받는 구조물의 거동을 연구하기 위해서는 폭발물에 의한 하중을 정확히 산정하는 것이 중요하며 실내폭발의 폭발하중의 경우에는 특히 그러하다. 반사효과를 포함하는 실내폭발의 폭발하중 산정방법으로는 전산유체역학을 기반으로 한 수치해석적 방법이 비교적 정확한 폭발하중을 산정할 수 있다고 알려져 있다. 하지만 수치해석적 방법은 해석모델링이 어렵고 해석에 많은 시간이 소요되는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 실내폭발에서 고려되어야 하는 여러 효과 중 대표적인 반사효과를 간단히 반영할 수 있는 해석적 폭발하중 산정방법을 연구하였다. 대상 구조물은 큰 인명피해와 연쇄붕괴를 일으킬 수 있는 실내폭발하중을 받는 주거시설의 슬래브로 설정하였다. 우선 수치해석적 방법을 이용해 실내폭발 효과와 탄성체로 가정한 슬래브의 최대 처짐을 알아보고, 이를 본 연구에서 제안하는 해석적 방법과 비교를 하였다. 제안된 해석적 방법에서는 보 이론을 적용한 반사효과의 가중치를 결정함으로써 보다 정확한 폭발하중 산정방법이 되도록 하였다.
Abstract
To study the behavior of structures subject to blast loads it is important to calculate the loads due to the explosives accurately, especially in the case of interior explosions. It is known that numerical method based on computational fluid dynamics can estimate relatively accurate blast load due to the interior explosion including reflection effect. However, the numerical method has disadvantages that it is difficult to model the analysis and it takes much time to analyze it. Therefore, in this study, the analytical method which can include the reflection effect of the interior explosion was studied. The target structures were set as the slabs of residential buildings subject to interior explosion that could lead to massive casualties and progressive collapses. First, the numerical method is used to investigate the interior explosion effect and the maximum deflection of the slab which was assumed to be elastic, and compared with the analytical method proposed in this study. In the proposed analytical method, we determine the weighting factor of the reflection effect using the beam theory so that the explosion load calculation method becomes more accurate.
참고문헌 (18)
- Army, U. S., "Structures to Resist the Effects of Accidental Explosions", TM5-1300, 1400, ~ (1990)
- Ansys, "AUTODYN Theory Manual", Century Dynamics, ~ (2011)
- Biggs, J.M., "Introduction to Structural Dynamics" (1964), McGrawHill
- Birnbaum, N. K., "Coupled Techniques for the Simulation of Fluidstructure and Impact Problems", Comput. Assist.Mech. & Eng. Sci., 6(3-4), pp.295~311 (1999)
- 최호순, "주철근의 개수 및 단면비에 따른 폭발하중을 받는철근콘크리트 기둥의 해석적 연구", 한국전산구조공학회논문집, 25(3), pp.219~226 (2012), 한국전산구조공학회
- Costin, N. S., "Numerical Simulation of Detonation of an Explosive Atmosphere of Liquefied Petroleum Gas in a Confined Space", Def. Tech., 10(3), pp.294~297 (2014)
- Costin, N. S., "The Explosive Atmosphere Conditions Required to Carry Out An Improvised Explosive Device and Numerical Simulation of Detonation", Land Forces Acad. Rev., 19(1), pp.132~ (2014)
- Cormie, D., "Blast Effects on Buildings", pp.338~ (2009), Thomas Telford
- Deng, R. B., "Numerical Simulation of Bridge Damage under Blast Loads", WSEAS Trans. Comput., 8(9), pp.1564~1574 (2009)
- 강기엽, "폭발하중 이력 특성에 따른 판 구조물의 동적응답 평가 - Part A: 폭발하중 특징 및 재하속도의 영향 분석 -", 한국전산구조공학회논문집, 28(2), pp.187~195 (2015), 한국전산구조공학회[DOI]
- Calculation of Blast Loads for Application to Structural Components, "Karlos, V.", European Comm., 20~, pp.JRC 87200 (2013)
- Airblast Parameters from TNT Spherical Air Burst and Hemispherical Surface Burst, "Kingery, C.N.", US Army Research and Development Centre, ~, pp.Technical Report ARBRL-TR-02555 (1994)
- 김호진, "폭발하중을 받는 콘크리트 벽체 구조물의 보강성능에 대한 해석적 분석", 콘크리트학회 논문집, 19(2), pp.241~250 (2007), 한국콘크리트학회
- Koccaz, Z., "Architectural and Structural Design for Blast Resistant Buildings", The 14th World Conference on Earthquake Engineering (2008)
- Ngo, T., "Blast Loading and Blast Effects on Structure - An Overview", Electron. J. Struct. Eng., 7, pp.76~91 (2007)
- Shi, Y., "Mesh Size Effect in Numerical Simulation of Blast Wave Propagation and Interaction with Structures", Trans, TianjinUniv., 14, pp.396~402 (2008)
- IATG, "Formulae for Ammunition Management", UN SaferGuard, 2~6 (2013)
- 이나현, "폭발하중을 받는 콘크리트 구조물의 실험적 거동분석 : (I) 실험수행절차", 대한토목학회 논문집A, 29(5), pp.557~564 (2009), 대한토목학회