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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 한상을
- 발행연도
- 2016
- 저작권
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최근 각종 테러, 가스 폭발 사고 등으로 구조물의 손상과 인명피해가 증가함에 따라 폭발하중과 같은 특이하중에 대한 관심이 높아지고 있다. 더욱이 우리나라는 북한과의 대립관계에 놓여 있어 이러한 특이하중에 대한 연구와 실무 적용이 더욱 절실하다. 그러나 폭발 등과 같은 특이하중에 대한 국내 연구는 현재 미비한 수준이며, 설계 지침 또한 명확히 마련되어 있지 않은 실정이다.
폭발해석은 폭발하중을 압력-시간 이력곡선으로 나타내어 적용하는 것이 일반적인데, 폭발하중을 산정하기 위해 주로 사용되는 Conwep 모델은 계산이 매우 복잡하여 이 모델을 내장하지 않은 해석 프로그램으로는 해석이 어려운 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 수정 폭발하중 산정식을 제안하는 것을 목표로 한다.
폭발하중은 지표면과 폭발 발생 위치에 따라 자유 공중 폭발과 표면 폭발로 구분되는데, 본 연구에서는 가장 기본적인 자유 공중 폭발을 대상으로 하였다. 우선, 자유 공중 폭발의 시간-압력 이력곡선과 Conwep 모델을 분석하였으며, 이어서 계산된 각 파라메타를 환산거리에 대한 그래프로 나타내고 곡선 적합을 통해 가장 적합한 유리식으로 표현하였다. 마지막으로, 선정된 수정 폭발하중 산정식을 실제 폭발해석에 적용하고 Conwep 모델과 비교하여 그 정확성을 검증하였다.
연구 결과, 수정 산정식에 의한 각 파라메타의 계산값은 Conwep 모델과 비교하여 1% 미만의 오차를 가졌으며, 실제 폭발해석에 적용하여 비교한 결과는 6% 미만의 오차를 보였다.
본 연구에서 제안된 수정 산정식은 계산이 매우 간편하여 다양한 해석 프로그램에서의 적용이 용이할 것이며, 이로 인해 폭발해석에 관한 연구와 실무에 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
폭발해석은 폭발하중을 압력-시간 이력곡선으로 나타내어 적용하는 것이 일반적인데, 폭발하중을 산정하기 위해 주로 사용되는 Conwep 모델은 계산이 매우 복잡하여 이 모델을 내장하지 않은 해석 프로그램으로는 해석이 어려운 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 수정 폭발하중 산정식을 제안하는 것을 목표로 한다.
폭발하중은 지표면과 폭발 발생 위치에 따라 자유 공중 폭발과 표면 폭발로 구분되는데, 본 연구에서는 가장 기본적인 자유 공중 폭발을 대상으로 하였다. 우선, 자유 공중 폭발의 시간-압력 이력곡선과 Conwep 모델을 분석하였으며, 이어서 계산된 각 파라메타를 환산거리에 대한 그래프로 나타내고 곡선 적합을 통해 가장 적합한 유리식으로 표현하였다. 마지막으로, 선정된 수정 폭발하중 산정식을 실제 폭발해석에 적용하고 Conwep 모델과 비교하여 그 정확성을 검증하였다.
연구 결과, 수정 산정식에 의한 각 파라메타의 계산값은 Conwep 모델과 비교하여 1% 미만의 오차를 가졌으며, 실제 폭발해석에 적용하여 비교한 결과는 6% 미만의 오차를 보였다.
본 연구에서 제안된 수정 산정식은 계산이 매우 간편하여 다양한 해석 프로그램에서의 적용이 용이할 것이며, 이로 인해 폭발해석에 관한 연구와 실무에 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
목차
제1장 서론 11.1. 연구의 배경 및 목적 11.2. 연구의 방법 및 절차 2제2장 이론적 배경 32.1. 자유 공중 폭발하중의 특성 32.2. Conwep 모델 52.2.1. 환산거리 52.2.2. 정압의 도달시간 52.2.3. 정압의 지속시간 62.2.4. 정압의 최대값 82.2.5. 총 충격량 92.2.6. 정압의 감쇠계수 11제3장 수정 폭발하중 산정식의 정식화 123.1. 수정 산정식의 단순화 가정 및 조건 123.2. 수정 폭발하중 산정식 143.2.1. 정압의 도달시간 163.2.2. 정압의 최대값 183.2.3. 총 충격량 223.2.4. 정압의 지속시간 263.2.5. 수정 산정식의 압력-시간 이력곡선 26제4장 Conwep 모델과 수정 산정식의 비교 274.1. 해석모델 및 해석조건 274.2. 해석결과 304.2.1. 환산거리 0.2 314.2.2. 환산거리 0.4 334.2.3. 환산거리 0.6 354.2.4. 환산거리 0.8 374.2.5. 환산거리 1.2 394.2.6. 환산거리 1.6 414.2.7. 환산거리 2.0 43제5장 결론 45참고 문헌 47
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