폭발하중에서 일방향 철근 콘크리트 슬래브 특성에 따른 안전거리 민감도 :

기정훈

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자료유형: 학위논문

저자정보: 기정훈 (서울과학기술대학교, 서울과학기술대학교 대학원)

지도교수: 박종일

발행연도: 2016

저작권: 서울과학기술대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2017

폭발하중에서의 일방향 철근 콘크리트 특성에 따른 거동 민감도

기정훈 , 박종일 한국콘크리트학회 학술대회 논문집 2017.05 학술대회자료

2016

폭발하중에서 일방향 철근 콘크리트 슬래브 특성에 따른 안전거리 민감도

기정훈 2016.01 학위논문

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폭발사고에 대비하기 위하여 구조물 설계 시 폭발물을 일정거리(안전거리) 이상 이격시켜 구조물의 손상을 없게 하거나, 구조물 신축 시 위협 분석을 통해 폭발물 양과 위치를 결정하고, 이에 견딜 수 있도록 설계를 실시한다. 하지만 기 건축된 구조물의 경우 재료특성 및 배근을 정확하게 파악하기 어려워 안전거리가 단일 값이 아닌 일정범위의 형태로 제공된다. 또한 방폭 구조물 설계 시 구조물의 정확한 안전거리를 파악하기 어려움으로 초과압력하중을 바탕으로 한 과도한 방폭 설계가 이뤄지고 있는 실정이다.
본 연구에서는 구조물의 재료 특성과 안전거리의 상관관계에 대한 정보가, 보다 정확한 안전거리에 대한 추정에 도움이 될 수 있다고 주장한다. 구조물 재료 특성에 따른 안전거리의 차별적 추정은 과도한 방폭 설계의 부작용을 줄일 수 있으며, 폭발사고 시 잠재적 안전 위험에 대한 보다 정확한 예측을 가능케 할 수 있다. 따라서 정확한 안전거리를 산출하기 위해 MATLAB을 이용하여 하중을 예측할 수 있는 폭발 하중 모듈과 그에 따른 구조 거동을 예측할 수 있는 동해석 모듈을 개발하였다. 이를 기반으로 하여 특정한 화약량 및 이격거리에서의 일방향 철근 콘크리트 슬래브 거동에 따른 안전거리 산출 프로그램을 제작하였다. 제작된 프로그램의 결과값을 통하여 일방향 철근콘크리트 슬래브의 거동에 있어 콘크리트의 슬래브 두께, 배근비, 철근 항복강도, 콘크리트 압축강도가 안전거리에 미치는 영향을 파악하고 이에 따른 민감도를 분석을 실시하였다.
분석결과 일방향 철근 콘크리트 슬래브의 특성에 따라 슬래브 두께, 배근비, 철근 항복강도, 콘크리트 압축강도 순으로 안전거리에 영향을 주는 것으로 확인되었다.

To provide against explosive accident, it is required to keep explosive substances at safe separation distance to prevent the structure from getting damaged when the structure is designed, and as the new structure is constructed, to execute the design in the way that the structure would be able to withstand the explosive substances of which the amount and location have been determined according to threat analysis. As for structures that has already constructed, however, the safe separation distance is estimated at a certain range not at an exact value since it is difficult to identify material properties or the arrangement of bar precisely. Also, in most of these cases, explosion-proof design is developed based on overpressure load as it is almost impossible to determine the safe separation distance, which ends with an unnecessarily excessive explosive-proof design.
In this study, I put forward the claim that information on the correlation between material properties and safety distance of a structure would lead to the more accurate estimation of safety distance.
Discriminative estimation of safety distance based on material properties of the structure would make it possible to reduce the side effects of excessive explosion-proof design and to offer more accurate prediction on potential safety risk in case of an explosion accident. Thus, to calculate an accurate safety distance, I developed three prediction programs for estimating the deflection of one-way RC slab by using MATLAB for the circumstances where these four elements are given: an explosive pressure, separation distances, a certain explosive weight, and a deflection of one way RC slabs under dynamic load. Through the result calculated by the prediction programs, we analyzed the impact of different attributes of materials on the safe distance in one-way RC. Additionally, a sensitivity analysis related to the attributes of one-way RC slabs has been additionally done to provide compelling evidence for the research argument.
The result of the analysis shows that the safety distance was influenced primarily by these four properties in order of its influence: slab thickness, reinforcement ratio, yield strength of reinforcing bar, and the compressive strength of concrete.

#일방향 철근 콘크리트 슬래브 #민감도 #안전거리

I. 서 론 1
1. 연구의 필요성 및 목적 1
2. 연구범위 및 절차 2
3. 국내외 연구동향 3
II. 이론적 배경 5
1. 폭발 하중 5
2. 폭발하중에서 구조 동해석 6
III. 연구 방법 및 민감도 변수 설정 12
1. 모듈을 활용한 수치해석 12
2. 구조거동과 파괴기준 15
3. 안전거리 산출 17
4. 민감도 분석을 위한 TNT량 선정 18
5. 민감도 분석을 위한 일방향 철근콘크리트 변수 범위 설정 19
IV. 일방향 철근 콘크리트 민감도 분석 결과 23
1. 민감도 분석 23
2. 회귀 식을 이용한 민감도 분석 44
3. 표준화 계수 β를 이용한 안전거리 민감도 분석 45
V. 결 론 47
참고문헌 49
영문초록(Abstract) 51

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