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문제 정의
- , 2008). 따라서 본 연구에서는 실내폭발 효과 중 충격량에 영향을 미치는 반사 효과를 반영할 수 있는 해석적 폭발하중 산정방법을 개발하고자 한다.
- 따라서 보 이론에 근거해 반사파에 대한 하중의 가중치를 계산하여 적용하였다. 모델의 크기가 달라지면 가중치를 새로이 계산해야 한다는 한계점을 가지지만, 본 연구에서는 보편적인 아파트 평면을 예시로 들었다. 해당 모델을 통한 계산 결과는 1.
- 본 연구에서는 건물의 점진적 붕괴를 유발할 수 있고 직접적 인명피해로 이어질 수 있는 슬래브 구조를 대상으로 실내폭발효과를 포함할 수 있는 해석적 폭발하중 산정 방법을 제안하고자 하였다. 하중 지속시간과 고유주기 비를 통해 충격량이 폭발 하중을 결정하는 범주임을 알아 보았고, 그 하중을 하나의 삼각형 펄스로 단순화하여 적용하였을 때의 결과가 2% 내외의 차이를 가진다는 것을 확인하였다.
- 따라서 앞서 설정한 모델에 크게 벗어나는 크기를 가진 모델에서는 가중치를 새로 계산해야 한다는 한계점을 가진다. 본 연구에서는 보편적인 아파트 평면을 설정하여 그 가중치를 적용한 만큼 충격량이 가해지도록 해석적 모델을 설정하고 다시 4장에서 검증한 모델에 반사효과를 포함하도록 한 수치적모델과 비교하여 그 타당성을 보이고자 한다. Fig.
- 미 삼군 통합 매뉴얼인 UFC 매뉴얼은 많은 실험을 바탕으로 폭발하중 산정과 구조체 설계에 가이드라인을 그래프로 제시한다. 본 연구에서는 실외폭발(unconfined explosion)와 실내폭발(confined explosion) 하중의 차이를 UFC 매뉴얼을 통해 파악하고 이를 해석적 모델에 적용하고자 하였다.
- 그리고 이를 실내폭발상황의 정해라는 가정 하에 수치적 방법으로 얻은 해석 결과와 유사한 해석 결과를 주는 해석적 폭발하중 산정방법을 개발하였다. 설계 시 구조물 응답에서 중요하게 평가하는 최대변위를 기준으로 유사한 결과를 주는 해석적 방법을 제시하고자 한다.
- 이 장에서는 수치적 방법 모델과 유사한 결과를 낼 수 있는 해석적 모델 적용 방법에 대해 미 삼군 통합 매뉴얼인 UFC(unified facilities criteria) 3-340-02(Army et al., 1990)매뉴얼을 적용한 방법과 보 이론을 활용한 가중치 적용 방법에 대해 소개한다.
- 이 장에서는 실내폭발 환경의 수치적 방법 모델 검증을 통해 5장의 해석적 방법 모델 비교의 타당성을 제시하고자 한다. 외연적(explicit) 유한요소해석에서 폭발하중 산정 같은 경우 공기와 폭발에 의한 가스 생성물 같은 유체 해석에 적합한 오일러(eulerian) 방식을 사용한다(Birnbaum et al.
- 하지만 UFC에서 제시하고 있는 그래프는 평균값에 대한 차이로, 평균 충격량이 2배가 되었을 때 구조체가 유사한 거동을 하는지 알아 보았다. 앞서 확인하였듯이 평균충격량은 2배 차이로 UFC에서 제시하고 있는 결과와 유사하게 나타났다.
가설 설정
- 초기 충격파는 최초 구조물에서 반사되는 압력으로 실외폭발과 같고, 구조물의 크기와 폭발물의 크기에 따라 반사에 의해 증폭이 되므로 최대 압력은 동일한 값을 나타내지만 충격량은 더 큰 값을 나타낸다. 구조물에 도달하기 전 반사되는 면들은 충격 하중에 대해 강체 거동을 한다고 가정한다. 반사 압력뿐 아니라 온도 상승에 연관된 압력 또한 발생하게 된다(Army et al.
- 완전 구속 형태를 실내폭발로 볼 수 있으며, 개구부가 없는상황을 가정하였다. 초기 충격파는 최초 구조물에서 반사되는 압력으로 실외폭발과 같고, 구조물의 크기와 폭발물의 크기에 따라 반사에 의해 증폭이 되므로 최대 압력은 동일한 값을 나타내지만 충격량은 더 큰 값을 나타낸다.
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