충돌하중을 받는 이방향 비부착 프리스트레스트 콘크리트 패널부재의 충돌저항성능에 대한 실험적 거동 평가

이나현; 이상원; 이승재; 김장호

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자료유형: 학술저널

저자정보: 이나현 (연세대학교) 이상원 (연세대학교) 이승재 (국방과학연구소) 김장호 (연세대학교)

저널정보: 한국콘크리트학회 콘크리트학회 논문집 콘크리트학회 논문집 제25권 제5호

발행연도: 2013.10

수록면: 485 - 496 (12page)

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이 논문의 연구 히스토리 (6)

2014

충돌 후 화재에 대한 이방향 프리스트레스트 콘크리트 패널부재의 복합 파괴손상에 관한 실험적 연구

이나현 , 이상원 , 최승재 외 1명 콘크리트학회 논문집 2014.08 학술저널

2013

충돌하중을 받는 이방향 비부착 프리스트레스트 콘크리트 패널부재의 충돌저항성능에 대한 실험적 거동 평가

이나현 , 이상원 , 이승재 외 1명 콘크리트학회 논문집 2013.10 학술저널

이방향 프리스트레스트 콘크리트 패널의 실험적 충돌저항성능 평가

이나현 , 이상원 , 김연상 외 2명 한국콘크리트학회 학술대회 논문집 2013.05 학술대회자료

2012

충돌 및 충돌 후 화재하중을 받는 이방향 프리스트레스트 콘크리트 패널의 실험적 거동평가

이나현 , 이상원 , 김지현 외 1명 한국콘크리트학회 학술대회 논문집 2012.11 학술대회자료

충돌하중에 대한 이방향 프리스트레스트 콘크리트 패널의 실험적 거동 평가

이나현 , 김연상 , 김태균 외 2명 대한토목학회 학술대회 2012.10 학술대회자료

이방향으로 구속된 프리스트레스트 콘크리트 구조물에 대한 충돌하중 및 충돌 후 화재하중의 실험적 평가방법

이나현 , 이상원 , 김성배 외 2명 한국콘크리트학회 학술대회 논문집 2012.05 학술대회자료

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2001년 9.11테러로 인한 미국 세계무역센터 및 미국 국방성 펜타곤이 붕괴된 이후, 전 세계적으로 충돌, 폭발 등의 극한하중에 의한 테러가 빈번하게 발생하고 있으며, 극한하중에 의한 구조물의 거동에 대한 사회적 불안감은 더욱 증가되고 있다. 그러나 지금까지의 사회기반시설구조물에는 폭발 및 충돌 등과 같은 극한하중에 대한 방호 및 방재개념을 설계에 고려하지 못하고 있는 실정이며, 원전격납건물, 가스탱크, 교량, 터널 등에 널리 사용되는 프리스트레스트 콘크리트 구조물에 대한 극한하중 연구는 전 세계적으로 미흡하다. 충돌과 같은 극한하중은 집약된 에너지의 급작스런 방출로 인한 높은 충돌압력을 형성하므로, 극한하중의 특성 및 전파 메커니즘을 이해하는 것이 필요하다. 그러므로 이 연구에서는 이방향 비부착 프리스트레스트 콘크리트 패널의 충돌저항성능을 비교검토하기 위하여, 1400 mm×1000 mm×300 mm의 철근콘크리트(RC), 프리스트레스 텐던으로만 보강된 콘크리트(PS), 프리스트레스 텐던과 철근으로 보강된 콘크리트(PSR, 일반적인 PSC) 시편을 제작하였다. 실험 조건에 맞춰 14 kN의 추를 10 m, 5 m, 4 m 높이에서 낙하하는 예비 실험과 3.5 m 높이의 본 실험으로 구성하여 충돌하중에 대한 프리스트레스트 콘크리트 구조물의 실험적 평가를 수행하였다. 또한, 충돌실험을 위한 기본적인 실험 구성 및 계측시스템을 구축하였다. 충돌 저항성능은 균열형상, 손상면적, 에너지 흡수, 처짐, 변형률, 가속도 등의 충돌에 의한 계측데이터를 이용한 거동분석 뿐만 아니라, 충돌 후 잔류구조성능 실험을 수행하여 이방향 비부착 프리스트레스트 콘크리트 패널의 충돌저항성능을 검토하였다. 본 실험은 향후 국내외 프리스트레스트 콘크리트에 대한 충돌 방호설계 및 충돌해석 등 관련 연구분야의 기초자료가 될 것이라고 판단되는 바이다.

In recent years, frequent terror or military attacks by explosion or impact accidents have occurred. Examplary case of these attacks were World Trade Center collapse and US Department of Defense Pentagon attack on Sept. 11 of 2001. These attacks of the civil infrastructure have induced numerous casualties and property damage, which raised public concerns and anxiety of potential terrorist attacks. However, a existing design procedure for civil infrastructures do not consider a protective design for extreme loading scenario. Also, the extreme loading researches of prestressed concrete (PSC) member, which widely used for nuclear containment vessel, gas tank, bridges, and tunnel, are insufficient due to experimental limitations of loading characteristics. To protect concrete structures against extreme loading such as explosion and impact with high strain rate, understanding of the effect, characteristic, and propagation mechanism of extreme loadings on structures is needed. Therefore, in this paper, to evaluate the impact resistance capacity and its protective performance of bi-directional unbonded prestressed concrete member, impact tests were carried out on 1400 mm×1000 mm×300 mm for reinforced concrete (RC), prestressed concrete without rebar (PS), prestressed concrete with rebar (PSR, general PSC) specimens. According to test site conditions, impact tests were performed with 14 kN impactor with drop height of 10 m, 5 m, 4 m for preliminary tests and 3.5 m for main tests. Also, in this study, the procedure, layout, and measurement system of impact tests were established. The impact resistance capacity was measured using crack patterns, damage rates, measuring value such as displacement, acceleration, and residual structural strength. The results can be used as basic research references for related research areas, which include protective design and impact numerical simulation under impact loading.

#impact load #bi-directional unbonded prestressed concrete #impact resistance capacity #impact measurement system #residual structural capacity #충돌하중 #이방향 비부착 프리스트레스 콘크리트 #충돌저항성능 #충돌 계측시스템 #잔류구조성능

참고문헌 (19)

참고문헌 신청

1. [학술지(정기간행물)] - 이나현 / 2009 / 폭발하중을 받는 콘크리트 구조물의 실험적 거동분석 : (II) 초고강도 콘크리트 및 RPC 슬래브의 실험결과 / 대한토목학회 논문집A 29 (5) : 565 ~ 575

4. [학술지(정기간행물)] - 민경환 / 2011 / FRP sheet 및 강섬유 보강 콘크리트의 저속 충격에서의 휨 및 펀칭 파괴 거동 / 콘크리트학회 논문집 23 (1) : 31 ~ 38

5. [학술지(정기간행물)] - Ha, J. H. / 2011 / Experimental Study on Hybrid CFRP-PU Strengthening Effect on RC Panels under Blast Loading / Composite Structures 93 (8) : 2070 ~ 2082

6. [학술지(정기간행물)] - Yi, N. H / 2012 / Blast-Resistant Characteristics of Ultra-High Strength Concrete and Reactive Powder Concrete / Construction and Building Materials 28 (1) : 578 ~ 584

7. [학술지(정기간행물)] - Sugano, T. / 1993 / Local Damage to Reinforced Concrete Structures Caused by Impact of Aircraft Engine Missiles. Part 1. Test Program, Method and Results / Nuclear Engineering and Design 140 (3) : 387 ~ 405

이 논문의 저자 정보

이나현

소속기관 연세대학교

주요연구분야 자연과학 > 지구과학 > 대기과학 공학 > 건축공학 > 토목공학

논문수 50 이용수 3,890

이상원

소속기관 한국전력공사

주요연구분야 사회과학 > 경영학 사회과학 > 지리학 > 지리학 일반

논문수 57 이용수 5,666

이승재

소속기관 국방과학연구소

주요연구분야 공학 > 컴퓨터학 공학 > 전기전자공학 > 정보통신공학

논문수 5 이용수 219

김장호

소속기관 한양대학교

주요연구분야 공학 > 건축공학 > 토목공학 TOP 0.5% 공학 > 건축공학 > 환경공학

논문수 303 이용수 14,940

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