폭발하중 조건에 따른 슬라이딩 형식 방폭문의 구조거동 유한요소해석

• 영문명: Finite Element Analysis of Structural Behavior of Sliding-Type Blast-Resistant Doors Based on Blast Loading Conditions
• 발행기관: 한국방재학회
• 저자명: 신현섭(Shin, Hyunseop) 김성욱(Kim, Sungwook) 문재흠(Moon, Jaeheum) 김원우(Kim, Wonwoo)
• 간행물 정보: 『2. 한국방재학회 논문집』 21권4호, 139~149쪽, 전체 11쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2021.08.30

국문 초록

현재의 방폭 설계기준에서는 구조체 특성이나 폭발조건에 대한 구분 없이 같은 구조체에서 동일한 처짐이 발생한다면, 손상수준이 서로 같고 동일한 구조성능을 갖는다고 가정하고 있다. 그러나, 구조체의 응답특성은 구조체 특성 및 폭발조건에 따라 다를 수 있고, 파괴거동과 관련하여 휨처짐 거동뿐만 아니라 전단에 대해서도 고려되어야 한다. 본 연구에서는 강-콘크리트 합성구조의 슬라이딩 형식 방폭문에 대해 충격/동적/준정적 영역에서의 기본적인 거동 차이를 유한요소해석에 의해 분석하였다. 분석결과에 따르면, 동일한 최대 처짐이 발생하는 조건이지만 충격영역에 속하는 거동 특성을 보이며 폭약과의 이격거리가 가깝고 충격력이 크게 작용할 경우, 초기 거동 단계에서 방폭문 슬래브에 전단파괴가 발생함으로써 동적 및 준정적 영역에 비하여 전단에 더 취약한 것으로 나타났다. 이때 방폭문 하부에 설치된 휠 부재에도 상대적으로 더 큰 변형이 발생하는 것으로 나타나서, 방폭문의 개폐와 같은 기능적 역할에도 영향을 받을 수 있음을 간접적으로 추정해 볼 수 있었다. 일반적으로 휨전단 복합 파괴 또는 직접 전단파괴는 단순 휨파괴 보다 더 큰 피해를 주므로 구조성능 검토 및 설계 시 이에 대한 고려가 필요하며, 전단의 영향에 대한 일반화된 평가방법 및 설계기준을 얻기 위해 향후 많은 실험적 및 해석적 연구가 필요하다.

영문 초록

In current specifications, it is assumed that the structural performance is the same if the same deflection occurs, regardless of the structural characteristics or explosive conditions. However, depending on the structural characteristics and explosion conditions, structural responses may differ. Therefore, flexural deflection and shear need to be considered. In this study, the differences in the structural behaviors of steel-concrete sliding-type blast doors in the impulsive, dynamic, and quasi-static regions were analyzed using the finite element method. The results showed that in the impulsive region and under significant impact forces, shear failure occurred at the initial behavioral step, and the door was more vulnerable to shear than in the dynamic and quasi-static regions. Furthermore, in the impulsive region, a relatively large deformation occurred in the wheel installed on the lower part of the door, affecting functionality, such as opening and closing. Because combined flexural-shear and direct shear failures cause more damage than flexural failure, they must be considered during the design process, and further studies are required to develop a generalized evaluation method and design criteria to reflect the shear effect.

목차

1. 서론

2. 해석조건 및 변수 설정

3. 유한요소모델

4. 해석 결과

5. 결론

키워드

슬라이딩 형식 방폭문 응답특성 전단파괴 유한요소해석 Sliding Type Blast Door Response Characteristics Shear Failure FE Analysis