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폭발하중을 받는 콘크리트 구조물을 섬유복합재 등의 보강재료를 사용하여 보강하는 경우에는 강성 증가와 함께 적절한 연성을 확보할 수 있어야 한다. 그러나, 폭발하중을 받는 구조물의 설계 및 해석에 일반적으로 사용되는 기존의 근사적이며 단순화 모델은 보강재료에 대한 효과를 정확히 반영할 수 없을 뿐 아니라 해석결과의 정확성 및 신뢰성에 문제가 제기되어왔다. 또한, 동적하중에 대한 콘크리트와 철근의 응답은 정적하중에 대한 응답과 상이하기 때문에 기존의 정적, 준정적하에서 정의된 재료물성값들을 폭발하중에 대한 응답계산에 사용하는 것은 부적절하다. 따라서, 본 연구에서는 명시적(explicit) 해석프로그램인 LS-DYNA를 사용하여 매우 빠른 재하속도를 갖는 폭발하중에 대하여 강도증진 및 변형률 속도 효과가 반영된 재료모델을 포함하고 있는 정밀 HFPB(high fidelity physics based) 유한요소 해석기법을 제시하였다. 제시된 해석적 기법을 통하여 탄소섬유복합재와 유리섬유복합재를 사용하여 보강된 콘크리트 벽체의 폭발하중에 대한 거동을 해석하였으며, 이를 보강하지 않은 벽체의 해석결과와 비교함으로서 보강성능 분석을 실시하였다. 해석결과 보강에 따른 최대처짐이 약 26～28% 감소하는 보강성능을 확인하였으며, 제안된 해석기법이 보강재료와 보강기법의 유효성을 평가하는데 효과적으로 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

In case of retrofitting a concrete structure subjected to blast load by using retrofit materials such as FRP (fiber-reinforced polymer), appropriate ductility as well as raising stiffness must be obtained. But the previous approximate and simplified models, which have been generally used in the design and analysis of structures subjected to blast load, cannot accurately consider effects on retrofit materials. Problems on the accuracy and reliability of analysis results have also been pointed out. In addition, as the response of concrete and reinforcement on dynamic load is different from that on static load, it is not appropriate to use material properties defined in the previous static or quasi-static conditions to in calculating the response on the blast load. In this study, therefore, an accurate HFPB (high fidelity physics based) finite element analysis technique, which includes material models considering strength increase, and strain rate effect on blast load with very fast loading velocity, has been suggested using LS-DYNA, an explicit analysis program. Through the suggested analysis technique, the behavior on the blast load of retrofitted concrete walls using CFRP (carbon fiber-reinforced polymer) and GFRP (glass fiber-reinforced polymer) have been analyzed, and the retrofit capacity analysis has also been carried out by comparing with the analysis results of a wall without retrofit. As a result of the analysis, the retrofit capacity showing an approximate 26-28% reduction of maximum deflection, according to the retrofit, was confirmed, and it is judged that the suggested analysis technique can be effectively applicable in evaluating the effectiveness of retrofit materials and techniques.

권호기사

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기사명 저자명 페이지 원문 목차
FRP로 횡구속된 콘크리트의 응력-변형률 거동 특성 이대형 ;김영섭 ;정영수 pp.135-144

FRP로 보강된 철근콘크리트 보의 유효 변형률 예측에 대한 실험적 연구 황현복 ;이정윤 pp.145-151

보강 섬유 종류에 따른 고인성 시멘트 복합체내에서 철근의 겹침 이음 성능 전에스더 ;윤현도 pp.153-161

불포화 폴리에스터수지를 이용한 투수 콘크리트의 투수성 향상에 관한 실험적 연구 노병철 ;최규형 ;김정훈 pp.163-169

철근콘크리트 연속 깊은 보의 전단 거동에 대한 개구부 경사 보강근의 영향 정헌수 ;심재일 ;양근혁 pp.171-178

콘크리트 품질관리를 위한 단위수량 측정 기법의 적용성에 관한 실험적 연구 김용로 ;최일호 ;정양희 ;이도범 pp.179-188

화재 온도를 받는 고인성·고내화성 시멘트 복합체의 거동 한병찬 ;권영진 ;김재환 pp.189-197

스트럿-타이 모델을 이용한 비접촉 겹침 이음의 이음 강도 산정 홍성걸 ;천성철 pp.199-207

강섬유 보강 초고강도 콘크리트의 확대 타설을 통한 기둥 하중 전달 성능 향상 이주하 ;양준모 ;이승훈 ;윤영수 pp.209-216

폴리카르본산계 조강혼화제 혼합 콘크리트의 강도 및 내구 특성 이상호 ;홍경선 ;문한영 pp.217-224

CFRP가 보강된 철근콘크리트 보의 거동과 연성 김진율 ;김광수 ;박선규 ;이영재 pp.225-231

재생 PET 섬유의 형상 및 길이가 시멘트 복합 재료의 소성 수축 균열에 미치는 영향 원종필 ;박찬기 ;김황희 ;이상우 pp.233-239

폭발하중을 받는 콘크리트 벽체 구조물의 보강 성능에 대한 해석적 분석 김호진 ;남진원 ;김성배 ;김장호 ;변근주 pp.241-250

참고문헌 (21건) : 자료제공( 네이버학술정보 )

참고문헌 목록에 대한 테이블로 번호, 참고문헌, 국회도서관 소장유무로 구성되어 있습니다.
번호 참고문헌 국회도서관 소장유무
1 (1964) Introduction to Structural Dynamics, McGraw-Hill 미소장
2 (1990) Structures to Resist the Effects of Accidental Explosions Joint Departments of the Army, 미소장
3 (1999) Structural Design for Physical Security, 미소장
4 (December1997) Design and Analysis of Hardened Structures to Conventional Weapons Effects, 미소장
5 (31July2002) Unified Facilities Criterion (UFC 4-010-01), 미소장
6 (May1998) Theoretical Manual, Livermore Software Technology Corporation 미소장
7 (April2003) Keyword Users Manual Version 970, 미소장
8 (2001) Simulation of Behavior of Composite Grid Reinforced Concrete Beams using Explicit Finite Element Method, University of Wisconsin-Madison 미소장
9 (1997) A Plasticity Concrete Material Model for DYNA3D , 미소장
10 (1983) Structural Aspects of Ship Collisions, Butterworths 미소장
11 (Dec.2003) Development of Progressive Collapse Analysis Procedure Considering Local Buckling Effects, 미소장
12 (2007) 섬유보강재의 특성을 고려한 콘크리트 슬래브의 폭발거동 해석, 미소장
13 (2002) Mechanics of Composite Structures, Cambridge University Press 미소장
14 (2006) 폭발하중을 받는 콘크리트 벽체의 동적거동 해석, 미소장
15 (20-21November2006) Dynamic Analysis of Reinforced Concrete Wall under Blast Loading , 미소장
16 (1981) Explicit Algorithms for Nonlenear Dynamics of Shells, 미소장
17 (2005) Fyfe, Tyfo SEH-51A Composit Using TyfoS Epoxy, The Fibrwrap Company, Nancy Ridge Technology Center 6310 Nancy Ridge Drive, Suite 103 미소장
18 (2005) Fyfe, Tyfo SCH-41S Composit Using TyfoS Epoxy, The Fibrwrap Company, Nancy Ridge Technology Center 6310 Nancy Ridge Drive, Suite 103, San Diego, CA 92121 미소장
19 (2006) 고성능 섬유복합재로 보강된 철근콘크리트 벽체의 방폭성능 평가, 미소장
20 (2006) RC Wall Pre-test Analysis, 미소장
21 (July8-10,2003) Blast Resistance of Prototype In-Build Masonry Walls Strengthened with FRP Systems, 미소장

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