강-콘크리트 슬라이딩 방폭문의 폭발하중 하 거동에 대한 크기 효과
Scaling Effects on the Behavior of Steel-Concrete Sliding Blast-Resistant Doors under Blast Loads
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초록
폭발 위협으로부터 건물과 인프라를 보호하기 위해서는 방폭문의 설치가 필수적이다. 본 연구는 다양한 스케일링 비율에서 최대 변위각과 변위를 분석하여 스케일링된 강-콘크리트 복합 슬라이딩 방폭문의 성능을 조사하고 상관관계를 분석하였다. 먼저, LS-PrePost 및 LS-DYNA를 사용하여 유한요소해석(FEA) 모델을 개발하고 실험 데이터를 통해 검증하였다. 모델은 다양한 스케일링 비율에 따라 폭발 하중에 대한 응답을 평가하였고, 변위와 회전각 데이터를 수집하여 회귀 기법을 통해 분석하였다. 그 결과, 더 큰 문이 최대 변위와 회전각 모두에서 비선형적으로 증가하는 현상을 보였으며, 이는 선형 스케일링 예측에서 벗어났다. 특히 성능 인증에 중요한 최대 회전각은 크기와 함께 더욱 빠르게 증가하여, 더 큰 문이 안전 표준을 충족하기 위해 보다 견고한 설계 고려가 필요함을 나타냈다. 이러한 결과는 문 성능과 안전 인증에 대한 스케일링 효과의 중대한 영향을 강조하며, 정밀한 설계 및 평가의 필요성을 시사한다.
Abstract
Blast-resistant doors are essential for safeguarding buildings and infrastructure against explosive threats. This study investigates the performance of scaled steel-concrete composite sliding blast-resistant doors by analyzing their maximum deflection angles and displacements under various scaling ratios. Finite Element Analysis (FEA) models were developed using LS-PrePost and LS-DYNA and validated against experimental data. The models were subjected to different scaling ratios to evaluate their response to blast loads, with data on displacements and rotation angles collected and analyzed through regression techniques. The results revealed that larger doors exhibited significant non-linear increases in both maximum displacements and rotation angles, deviating from linear scaling predictions. Specifically, the maximum rotation angle, which is crucial for performance certification, increased more rapidly with size, indicating that larger doors require more robust design considerations to meet safety standards. These findings highlight the substantial impact of scaling effects on door performance and safety certification, emphasizing the need for precise design and evaluation.