[논문]FRP 시트로 보강된 철근콘크리트 벽체의 방호성능 평가

이건호; 김재민; 김재현; 이상훈; 김강수

doi:10.11112/jksmi.2022.26.5.151

FRP 시트로 보강된 철근콘크리트 벽체의 방호성능 평가
Evaluation on Blast Resistance Performance of Reinforced Concrete Wall Strengthened by FRP Sheet 원문보기

한국구조물진단유지관리공학회 논문집 = Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection, v.26 no.5, 2022년, pp.151 - 160

이건호 (서울시립대학교, 건축공학과 스마트시티융합전공) , 김재민 (서울시립대학교, 건축공학과 스마트시티융합전공) , 김재현 (서울시립대학교, 건축공학과) , 이상훈 (서울시립대학교, 건축공학과 스마트시티융합전공) , 김강수 (서울시립대학교, 건축공학과 스마트시티융합전공)

초록
AI-Helper

최근 폭발사고의 빈도수가 증가함에 따라 주요 구조부재의 손상을 저감시킬 수 있는 방호 구조물 설계에 대한 관심이 높아지고 있다. 그러나, 방호 구조물의 방호성능에 대한 국내 연구는 아직 미진한 실정이며, 아직 설계 가이드라인도 충분히 갖추어지지 못한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 FRP 시트 보강유무를 변수로 하여 RC 방호벽에 대한 해석적 연구를 수행하였다. 해석은 LS-DYNA 프로그램을 활용하여 수행되었으며, 해석을 통해 RC 방호벽과 FRP 시트로 보강된 RC 방호벽의 변위-시간이력곡선, 압력-충격량 도표, 취약도 곡선을 도출하였다. FRP 시트 보강방법은 RC 방호벽의 방호성능을 향상시키는데 매우 효율적인 것으로 나타났다. 또한, 폭발하중의 크기가 클수록 RC 방호벽에 대한 FRP 시트의 보강효과는 높아지는 것으로 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

Owing to the recent increase in the frequency of explosion accidents, blast resistive design has garnered attention to reduce the damage of important structural elements. However, domestic research on the blast resistive structures is still insufficient, and domestic design guideline against blast loads are not documented yet. In this study, a numerical study on the RC blast resistive walls, where the test variable was the presence of FRP sheet, was performed using LS-DYNA program. Based on the numerical results, displacement-time hysteretic curve, pressure-impulse diagram, and fragility curve of the test specimens were derived. It was shown that the FRP sheet strengthening method is efficient to improve the blast resistive performance of the RC wall. Also, the strengthening effect of FRP sheet on the RC wall was stronger when the magnitude of the blast load was greater.

주제어

표/그림 (22)

그림 Fig. 1 Blast loads for design of explosion-proof members (KOSHA GUIDE D-65, 2018)
그림 Fig. 2 Reinforcement details of specimen (unit: mm)
표 Table 1 Dimension and material properties
표 Table 2 Response limits for RC members presented in KOSHA GUIDE D-65
그림 Fig. 3 Stress-strain curve of concrete
그림 Fig. 4 Stress-strain curve of steel
그림 Fig. 5 Stress-strain curve of FRP sheet
그림 Fig. 6 Details of the analysis model
그림 Fig. 7 Time history of blast load using LBE function
그림 Fig. 8 Test setup (Tanapornraweekit et al. 2011)
그림 Fig. 9 Comparison of displacement-time histeretic curves
표 Table 3 Comparison of maximum and residual displacements
그림 Fig. 10 Simplified time history of blast load
그림 Fig. 12 Displacement-time histeretic curve of test specimens
그림 Fig. 11 Damage profile of RC wall
그림 Fig. 13 P-I diagram of test specimens
그림 Fig. 14 Blast load parameters according to scaled distance (Kingery and Bulmash, 1984; UFC 3-340-02, 2008)
표 Table 4 Regression coefficients of Kingery and Bulmash model (Swisdak, 1994)
그림 Fig. 15 Probability distributions for specific blast load (W = 1 kg, R = 4 m)
그림 Fig. 16 Distribution of P_r and I_r in P-I diagram
표 Table 5 Statistical parameters of Kingery and Bulmash model (Netherton and Stewart, 2010)
그림 Fig. 17 Fragility curves of test specimens

참고문헌 (28)

Zhang, C., Gholipour, G., and Mousavi, A. A. (2020). Blast loads induced responses of RC structural members: State-of-the-art review, Composites Part B: Engineering, 195, 108066.
Algassem, O., Li, Y., and Aoude, H. (2019). Ability of steel fibers to enhance the shear and flexural behavior of high-strength concrete beams subjected to blast loads, Engineering Structures, 199, 109611.

상세보기
Shin, J., and Jeon, J. S. (2019). Retrofit scheme of FRP jacketing system for blast damage mitigation of non-ductile RC building frames, Composite Structures, 228, 111328.

상세보기
Hu, Y., Chen, L., Fang, Q., Kong, X., Shi, Y., and Cui, J. (2021). Study of CFRP retrofitted RC column under close-in explosion. Engineering Structures, 227, 111431.

상세보기
Luccioni, B., Isla, F., Codina, R., Ambrosini, D., Zerbino, R., Giaccio, G., and Torrijos, M. C. (2017). Effect of steel fibers on static and blast response of high strength concrete, International Journal of Impact Engineering, 107, 23-37.

상세보기
Lee, I. C., Kim, H. S., Nam, J. S., Kim, S. B., and Kim, G. Y. (2013). Evaluation of Protective Performance of Fiber Reinforced Concrete T-Wall, Journal of the Korea Institute of Buliding Construction, 13(5), 465-473.
Ha, J. H., Yi, N. H., Kim, S. B., Chol, J. K., and Kim, J. H. (2010). Experimental Study on Blast Resistance Improvement of RC Panels by FRP Retrofitting, Journal of the Korea Concrete Institute, 22(1), 93-102.

원문보기 상세보기
Byun, K. J., Kim, H. J., and Nam, J. W. (2011). Blast Load and Design of Protective Structures, Journal of the Korea Concrete Institute, 23(2), 16-22.
Hong, J. K. (2018). Understanding of Blast Resistant Design and Performance Evaluation of a Building designed for conventional Loads, Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection, 22(4), 83-90.

원문보기 상세보기
Lee, S. H., and Kim, H. S. (2022). Structural Behavior of Reinforced Concrete Members Subjected to Axial and Blast Loads Using Nonlinear Dynamic Analysis, J. Comput. Struct. Eng. Inst. Korea, 35(3), 141.
Stewart, M. G., and Netherton, M. D. (2015). Reliability-based design load factors for explosive blast loading, Journal of Performance of Constructed Facilities, 29(5), B4014010.

상세보기
U.S. Department of Defense. (2008). Structures to resist the effects of accidental explosions. UFC-3-340-02, Washington DC, USA.
Korean Occupational Safety Health Agency. (2012). KOSHA GUIDE D-65-2018, KOSHA.
Jeon, D. J., and Han, S. E. (2016). A Suggestion of Simplified Load Formula for Blast Analysis, Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea, 29(1), 67-75.

원문보기 상세보기
Kingery, C. N., and Bulmash, G. (1984). Airblast parameters from TNT spherical air burst and hemispherical surface burst. US Army Armament and Development Center, Ballistic Research Laboratory.
Swisdak Jr, M. M. (1994). Simplified Kingery airblast calculations. NAVAL SURFACE WARFARE CENTER INDIAN HEAD DIV MD.
Formby, S. A., and Wharton, R. K. (1996). Blast characteristics and TNT equivalence values for some commercial explosives detonated at ground level, Journal of Hazardous materials, 50(2-3), 183-198.

상세보기
Netherton, M. D., and Stewart, M. G. (2010). Blast load variability and accuracy of blast load prediction models, International Journal of Protective Structures, 1(4), 543-570.

상세보기
Schwer, L. E., and Malvar, L. J. (2005). Simplified concrete modeling with *MAT_CONCRET_DAMAGE_REL3. LS-DYNA Anwenderforum, Bamberg.
Bischoff, P. H., and Perry, S. H. (1991). Compressive behaviour of concrete at high strain rates, Materials and Structures, 24, 425-450.

상세보기
Cho, H. W., Lee, J. H., Min, J. Y., Park, J. J., and Moon, J. H. (2015). Evaluation of Material Properties Variations of Cementitious Composites under High Strain Rate by SHPB Test and Image Analysis, Journal of Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection, 19(4), 83-91.

원문보기 상세보기
Malvar, L. J., and Ross, C. A. (1998). Review of Strain Rate Effectes for Concrete in Tension, ACI Materials Journal, 95(6), 735-739.
Malvar, L. J. (1998). Review of Static and Dynamic Properties of Steel Reinforcing Bars, ACI Materials Journal, 95(6), 609-616.
Harding, J., and L. Mo Welsh. (1983), A tensile testing technique for fibre-reinforced composites at impact rates of strain. Journal of Materials Science, 18(6), 1810-1826.

상세보기
Taniguchi, N., Nishiwaki, T., and Kawada, H. (2012). Tensile strength of unidirectional CFRP laminate under high strain rate. Advanced Composite Materials, 16(2), 167-180.

원문보기 상세보기
Hou, J. P., and Ruiz, C. (2000) Measurement of the properties of woven CFRP T300/914 at different strain ratess, Composites Science and Technology, 60(15), 2829-2834.

상세보기
CEB, (1993), CEP-FIP Model Code 1990, Redwood Books, Trobridge, Wiltshire, UK.
Tanapornraweekit, G., Haritos, N., and Mendis, P. (2011). Behavior of FRP-RC Slabs under Multiple Independent Air Blasts, Journal of Performance of Constructed Facilities, 25(5), 433-440.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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