초록 ▼

□ 연구개요
최근 국가 주요 시설물에 집중적으로 발생되는 테러 등에 의한 폭발, 충돌, 화재 등이 점차 증가함에 따라 구조물 내·외부 폭발, 충돌, 그 이후 발생되는 고온의 화재에 대한 사회기반 구조물의 파괴 메커니즘, 변형률 속도가 고려된 비선형 해석을 통한 손상도 평가 및 그에 따른 방호설계가 요구되고 있음. 본 연구에서는 내부폭발 하중이 작용하는 RC⋅PSC 구조물의 손상 파괴 메커니즘 및 손상도 평가를 위해 축소부재 실험 및 해석적 변수연구를 수행하여 선행연구의 결과들을 통합, 극한하중(내·외부 폭발, 충돌, 화재, 폭

□ 연구개요
최근 국가 주요 시설물에 집중적으로 발생되는 테러 등에 의한 폭발, 충돌, 화재 등이 점차 증가함에 따라 구조물 내·외부 폭발, 충돌, 그 이후 발생되는 고온의 화재에 대한 사회기반 구조물의 파괴 메커니즘, 변형률 속도가 고려된 비선형 해석을 통한 손상도 평가 및 그에 따른 방호설계가 요구되고 있음. 본 연구에서는 내부폭발 하중이 작용하는 RC⋅PSC 구조물의 손상 파괴 메커니즘 및 손상도 평가를 위해 축소부재 실험 및 해석적 변수연구를 수행하여 선행연구의 결과들을 통합, 극한하중(내·외부 폭발, 충돌, 화재, 폭발·충돌 후 화재)의 복합손상 시나리오에 따른 확률론적 성능 기반형 방재설계기법을 구축하고자 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
(1) 연구목표 대비 달성도
- 세부 연구목표 : 극한하중 시나리오 도출
- 연구내용 및 결과 : 내부폭발하중 특성 분석 및 내부폭발하중 산정
- 세부 연구목표 : 내부폭발실험계획
- 연구내용 및 결과 : 내부폭발하중 시나리오에 따른 내부폭발 condition 구축
- 세부 연구목표 : 내부폭발 시편제작
- 연구내용 및 결과 : 내부폭발하중 시나리오에 적합한 RC 및 PSC Tubular 시편 제작
- 세부 연구목표 : 정밀해석기술 구축
- 연구내용 및 결과 : 수치해석기술을 적용한 RC, PSC 부재의 설계변수 분석 및 주요설계인자 도출 / 복합손상 시나리오에 대한 해석의 통합기술 구축
- 세부 연구목표 : 내부폭발 실험적 평가
- 연구내용 및 결과 : 폭발물 선정 및 예비실험, 본 실험 수행 및 데이터 분석
- 세부 연구목표 : 통합 정밀해석기술 개발
- 연구내용 및 결과 : 선행연구 결과를 통합한 복합극한하중 시나리오에 대한 정밀해석기술 구축
- 세부 연구목표 : Full-scale PSC 구조물 정밀해석 및 손상도 평가
- 연구내용 및 결과 : full-scale PSC격납구조물 정밀해석을 통한 손상도 평가
- 세부 연구목표 : 확률론적 성능기반형 설계기술 제안
- 연구내용 및 결과 : 손상도 평가방법을 통한 성능기반형 방재설계기술 제시
- 목표 : 국외논문 SCI : 9 비SCI : - 계 : 9 / 국내논문 SCI : - 비SCI : 12 계 : 12 / 학술발표 국내 : - 국외 : - 계 : - / 특허출원 국내 : 4 국외 : - 계 : 4 / 특허등록 국내 : 4 국외 : - 계 : 4 / 인력양성 석사 : 6 박사 : 3 계 : 9
- 달성 : 국외논문 SCI : 4(4) 비SCI : - 계 : 8 / 국내논문 SCI : - 비SCI : 7 계 : 7 / 학술발표 국내 : 22 국외 : 6 계 : 28 / 특허출원 국내 : 1 국외 : - 계 : 1 / 특허등록 국내 : 1 국외 : - 계 : 1 / 인력양성 석사 : 3 박사 : 1 계 : 4
(2) 국외논문의 경우 4건이 게재완료 되었으며, 현재 4건이 심사 중에 있음. SCI 논문의 심사기간이 상당히 소요되기 때문에 제출된 일자에 비하여 다소 지체되는 부분이 있으나, 과제기간이 종료되더라도 제출된 논문이 게재될 수 있도록 노력하겠음.
(3) 국내‧외 지속적인 학술발표를 통해 연구과정과 성과를 제시하였음.
(4) 특허의 경우, 현재 내부폭발하중 측정 시스템 관련하여 1건이 출원‧등록되어 있으며, 3건의 부족한 부분에 대하여 극한하중 관련한 아이디어를 지속적으로 제시하여 과제가 종료되어도 성과 목표를 달성할 수 있도록 보완할 예정임.

□ 연구개발결과의 중요성
(1) 내부폭발 실험방법 및 계측시스템 구축을 통해 내부폭발하중 시나리오에 대한 RC구조물과 PSC 구조물의 손상도 평가를 수행할 수 있으며, 계측장비에서 얻은 데이터로 내부폭발하중 정밀해석의 타당성 및 정확성을 검토하여 세계적 수준의 검증된 정밀해석기술을 구축할 수 있음.
(2) 구축된 내부폭발하중의 검증된 정밀해석기술을 적용한 RC⋅PSC 구조물의 설계변수 분석 및 주요인자설계 도출연구는 내부폭발하중에 대한 RC⋅PSC 구조물의 큰 영향을 미칠 수 있는 Critical한 설계 변수를 선정할 수 있으며, 이를 통해 내부폭발하중에 따른 국내⋅외 최초로 Full-scale RC⋅PSC 구조물의 정밀해석 수행이 가능함. 또한, 설계변수에 따른 RC⋅PSC구조물의 Bayesian 방법을 적용하여 손상도 평가 수행이 가능하고 내부폭발하중 시나리오에 대한 성능기반형 방재설계기술 기준을 구축할 수 있음.
(3) 국내에서 내⋅외부 복합극한하중(충돌, 폭발, 충돌 후 화재, 폭발 후 화재, 내부폭발 등)의 실험 데이터를 모두 확보할 수 있으며, 국내 설계기술, 방재기술을 한 단계 업그레이드 할 수 있음.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1.1 세부 연구목표 및 달성도 ... 4
• 1.2 연구개발의 필요성 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 2.2 내부폭발하중을 받는 Tubular 구조물 설계 및 실험방법 개발 ... 5
• 2.3 내부폭발하중을 받는 콘크리트 tubular 구조물의 실험적 평가 ... 7
• 2.4 내부폭발하중을 받는 콘크리트 tubular 구조물의 해석적 평가 ... 13
• 2.5 다양한 복합극한하중 시나리오를 적용한 full-scale 구조물의 손상도 평가 ... 14
• 2.6 콘크리트 구조물의 극한하중에 따른 안전성 향상 및 방재설계기법 방안 제시 ... 15
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 17
• 4. 참고문헌 ... 18
• 5. 연구성과 ... 19
• 대표적 연구실적 ... 22
• 끝페이지 ... 39