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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김한수
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 건국대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수5
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폭발압력에 의한 피해 예측을 통해 가스폭발사고의 위험성을 평가하고자 한 연구가 많이 진행되었지만, 실내폭발에 관련된 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 이 논문에서는 주거용 건축물에서의 실내폭발 해석을 위한 폭발하중 산정 연구를 진행하였다.
폭발물에 관한 연구에서 폭발 실험은 제한적이므로 대부분 전산구조해석으로 진행하는 상황이다. 유한요소법을 이용한 수치적 방법에선 정확한 결과를 얻기 위해선 많은 변수들이 존재하는데, 그를 모두 충족시키기에는 그 한계가 있다. 따라서 전산구조해석의 변수들 중 가장 큰 영향을 미치는 것 중 하나인 요소망(mesh) 크기를 계산하는 방법을 연구하였다. 먼저 시행착오 방식이 아닌 압력-시간의 이론식들로부터 요소망 크기를 정의하고, ANSYS/AUTODYN에서 제공하는 연성 해석(coupled analysis)를 이용하여 적용, 검증하였다.
하지만 수치적 방법에는 변수들이 많이 포함되기 때문에 시간이 지나치게 많이 걸리거나 소프트웨어의 전산처리 능력에 제한 사항들이 발생할 수 있다. 따라서 실내폭발 효과를 간단하게 나타낼 수 있는 해석적 방법을 연구하였고, 대표적인 주거 건축물인 아파트의 주방 평면에 대해 슬래브의 최대 처짐을 계산한 요소망 크기를 적용한 수치적 모델과 비교하였다. 먼저 실내폭발하중이 실외폭발하중과 얼마나 차이나는지 단자유도 방식으로 확인을 하였고, 충격량이 민감한 구간에 대해선 충격량 값이 같다면 유사한 결과를 가진다는 것을 확인하였다. 현재 해석적 방법은 UFC(Unified Facilities Criteria) 매뉴얼을 참고하는 것이 보편적인 방법으로, 그를 기준으로 모델 평가를 하였다. 하지만 UFC 매뉴얼은 평균값을 제공하므로 과대평가되는 양상을 보여 ‘보 이론’을 통한 가중치로 보완을 하여 해석적 모델을 제시, 평가하였다.
폭발물에 관한 연구에서 폭발 실험은 제한적이므로 대부분 전산구조해석으로 진행하는 상황이다. 유한요소법을 이용한 수치적 방법에선 정확한 결과를 얻기 위해선 많은 변수들이 존재하는데, 그를 모두 충족시키기에는 그 한계가 있다. 따라서 전산구조해석의 변수들 중 가장 큰 영향을 미치는 것 중 하나인 요소망(mesh) 크기를 계산하는 방법을 연구하였다. 먼저 시행착오 방식이 아닌 압력-시간의 이론식들로부터 요소망 크기를 정의하고, ANSYS/AUTODYN에서 제공하는 연성 해석(coupled analysis)를 이용하여 적용, 검증하였다.
하지만 수치적 방법에는 변수들이 많이 포함되기 때문에 시간이 지나치게 많이 걸리거나 소프트웨어의 전산처리 능력에 제한 사항들이 발생할 수 있다. 따라서 실내폭발 효과를 간단하게 나타낼 수 있는 해석적 방법을 연구하였고, 대표적인 주거 건축물인 아파트의 주방 평면에 대해 슬래브의 최대 처짐을 계산한 요소망 크기를 적용한 수치적 모델과 비교하였다. 먼저 실내폭발하중이 실외폭발하중과 얼마나 차이나는지 단자유도 방식으로 확인을 하였고, 충격량이 민감한 구간에 대해선 충격량 값이 같다면 유사한 결과를 가진다는 것을 확인하였다. 현재 해석적 방법은 UFC(Unified Facilities Criteria) 매뉴얼을 참고하는 것이 보편적인 방법으로, 그를 기준으로 모델 평가를 하였다. 하지만 UFC 매뉴얼은 평균값을 제공하므로 과대평가되는 양상을 보여 ‘보 이론’을 통한 가중치로 보완을 하여 해석적 모델을 제시, 평가하였다.
목차
제1장 서론 1제1절 연구배경 및 목적 11. 연구배경 12. 연구목적 3제2절 연구방법 및 동향 41. 연구방법 42. 연구동향 6제2장 폭발하중 9제1절 폭발 특성 및 전달 91. 폭발 특성 92. 공기중에서 폭발하중 전달 103. 전산해석에서 폭발하중 전달 12제2절 외부폭발과 실내폭발 131. 폭발 환경 132. 실내폭발 효과 14제3장 수치적 방법 20제1절 요소망 크기 201. 요소망 크기 계산 202. 요소망 크기 검증 253. 허용 오차에 따른 요소망 크기 변화와 결과 30제2절 슬래브 구조물 적용 33제4장 해석적 방법 37제1절 UFC 매뉴얼 이용 7제2절 보 이론 이용한 가중치 적용 3제5장 결론 46참고문헌 48ABSTRACT 52
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