Blast Reinforced Concrete Door Supported by 3 Sides
Transcript of Blast Reinforced Concrete Door Supported by 3 Sides
![Page 1: Blast Reinforced Concrete Door Supported by 3 Sides](https://reader031.fdocuments.in/reader031/viewer/2022012016/615b1abc4d42a507725e52c4/html5/thumbnails/1.jpg)
ํ๊ตญ์ ๋ฐ๊ณตํํ์ง ์ 36๊ถ ์ 12ํธ pp. 1165-1172 December 2019 / 1165
J. Korean Soc. Precis. Eng., Vol. 36, No. 12, pp. 1165-1172 https://doi.org/10.7736/KSPE.2019.36.12.1165
ISSN 1225-9071 (Print) / 2287-8769 (Online)
3๋ฉด ์ง์ง ์ฒ ๊ทผ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ณตํฉ ๊ตฌ์กฐ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ์ต๋ํ์ฑ๋ณ์ ์ฐ์ ๋ฐฉ๋ฒ
Method to Calculate the Maximum Elastic Displacement on DoubleBlast Reinforced Concrete Door Supported by 3 Sides
์ฌ๊ด๋ณด1, ์ดํ์ฑ2,#
Kwan Bo Shim1 and Taek Sung Lee2,#
1 ํ๊ตญ์ฐ์ ๊ธฐ์ ๋ํ๊ต ์ค๋งํธ๊ธฐ๊ณ๊ณตํ๊ณผ (Department of Smart Mechanical Engineering, Korea Polytechnic University)
2 ํ๊ตญ์ฐ์ ๊ธฐ์ ๋ํ๊ต ๊ธฐ๊ณ์ค๊ณ๊ณตํ๊ณผ (Department of Mechanical Design Engineering, Korea Polytechnic University)
# Corresponding Author / E-mail: [email protected], TEL: +82-31-8041-0423
ORCID: 0000-0002-8682-2018
KEYWORDS: Blast door (๋ฐฉํญ๋ฌธ), Displacement ductility ratio (๋ณ์์ฐ์ฑ๋), Maximum elastic displacement (์ต๋ํ์ฑ๋ณ์),
Load distribution (ํ์ค๋ถ๋ฐฐ), Finite element analysis (์ ํ์์ํด์)
Displacement ductility and rotational ductility are used, to verify the performance of blast doors subjected to explosive
loads. The values of these performance items are calculated by measuring the maximum elastic displacement in the
laboratory, and the maximum displacement during the explosion test. To attain the maximum elastic displacement, the finite
element analysis and the load distribution method are applied. In applying the load distribution method, the behavior of a
blast door along a width direction is converted to a cantilever beam and along a height direction to a simply supported
beam. The results by the load distribution method are verified by a finite element analysis and compared with those by a
plate theory.
Manuscript received: July 8, 2019 / Revised: September 9, 2019 / Accepted: October 18, 2019
1. ์๋ก
๋ฐฉํธ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ์ฑ๋ฅ์ ์ ๋ถ์์ ์ ์ ํ ๋ฏผ๋ฐฉ์ ์์ค์ ๊ฒฝ์ฐ
๋ฐฉํธ๋๋ฅผ 7๋ฑ๊ธ์ผ๋ก ๊ตฌ๋ถํ๊ณ ์์ผ๋ฉฐ 1๋ฑ๊ธ์ ์ ์ฌ์ ๊ตฐ ๋ณธ๋ถ
๋ก ํ์ฉํ ์ ์๋ ์์ค๋ก ํต ๊ณต๊ฒฉ์ ์ ์ธํ ๋ชจ๋ ๊ณต๊ฒฉ์ ๋ํ
๋ฐฉํธ๊ฐ ๊ฐ๋ฅํ๊ณ 2๋ฑ๊ธ์ GP550 ํญํ์ ์ง์ ํญ๋ฐ์ ๋ฐฉํธ๊ฐ ๊ฐ
๋ฅํ๋๋ก ๊ท์ ๋์ด ์๋ค. ์ด๋ฐ ๋ฐฉํธ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ๋ํ ์ฐ๊ตฌ๋ ์ฃผ๋ก
๋ฐฉํธ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ์ค๊ณ ๋ฐฉ๋ฒ๊ณผ ๋ฐฉํธ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ์ ๋ขฐ์ฑ ๊ฒ์ฆ์ ๋ํ์ฌ
์ด๋ฃจ์ด์ง๊ณ ์๋ค.
๊ทผ๋์ ์ฒ ๊ทผ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ฐฉํธ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ์ค๊ณ์ ์ ๋ขฐ์ฑ ๊ฒ์ฆ์
๋ํด ๊ณตํํด์ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ์ฌ์ฉํ ์ฐ๊ตฌ์ฑ๊ณผ๋ค์ด ๋ค์ ๋ฐํ๋์
๋ค. ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊ธฐ๋ฅ์ด ํญ๋ฐํ์ค์ ๋ฐ์ ๋ Autodyn ํ๋ก๊ทธ๋จ์
์ํ์ฌ ์ค๊ณ๋ณ์์ ๋ณํ์ ๋ฐ๋ผ ์ ํญ ์ฑ๋ฅ์ ์์ธกํ๋ ์ฐ๊ตฌ๊ฒฐ
๊ณผ๋ค1,2์ด ๋ณด๊ณ ๋์์ผ๋ฉฐ, ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ํจ๋์ ํญ๋ฐํ์ค์ด ์์ฉํ์
์ ๋ ๋ถ์ฌ์ ์ต๋๋ณํ์ ํ๊ฐํ๊ณ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ๊ฐ๋์ ํ๋ฆฌ์บ
์คํธ ์ ์ฉ์ฌ๋ถ ๋ฐ ํ๋ฆฌ์คํธ๋ ์ฑ ์ ์ฉ์ ๋ฌด์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ฑฐ๋๊ณผ ์์
๊ฐ๋๋ฅผ ํ๊ฐํ๋ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ์ ํ์์ํด์ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ์ฌ์ฉํ์ฌ ๋ฐ
ํ๋ ๋ฐ ์๋ค.3 Kim์ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ์ค์ฆ์ํ ๋ฐ์ดํฐ์ ANSYS-
Autodyn์ ์ด์ฉํ ์์นํด์๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ถ์ํ์ฌ ์ฌ๋ผ์ด๋ฉ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์
์ค๊ณ์์ ์ฑ์ ๊ฒํ ํ์๋ค.4
์ ๋ถ๋ 2012๋ ์ ํ๊ตญ๊ฐ์ค์์ ๊ณต์ฌ๋ฅผ ํ์๋ฐฉ ๋ฐฉํธ ์ค๋น ์ํ
์ธ์ฆ๋ถ์ผ์ ๊ตญ์ ๊ณต์ธ์ํ๊ธฐ๊ด์ผ๋ก ์ง์ ํ์๊ณ ํ๊ตญ๊ฐ์ค์์ ๊ณต
์ฌ๋ ๋ฐฉํญ๋ฌธ ์ฒด๊ณ์ ๊ณต์ธ ์ธ์ฆ์ ์ํ์ฌ ํ์๋ฐฉ ๋ฐฉํธ ์์ค๊ณผ ๋ฐฉ
ํญ๋ฌธ ํญ๋ฐ์ค์ฆ์ํ์ ์ธ๋ถ ์ ์ฐจ ๋ฐ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ ์ํ์๋ค.5
ํญ๋ฐ์ค์ฆ์ํ์ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ด ์ค์น๋๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊ตฌ์กฐ์ฒด์ ํญ๋ฐ
๋ฌผ์ด ๋์ผํ ์ํ๋ฉด ์์ ์์นํ๋ฉฐ ์งํ๋ฉด ํญ๋ฐ์ ์์น์ผ๋ก ํ
๋ค. ๋ฐ์ฌ ์๋ ฅ ํจ๊ณผ๋ฅผ ์ฐจ๋จํ๊ธฐ ์ํ์ฌ ํญ๋ฐ ์์ ์ ๊ธฐ์ค์ผ๋ก
๊ตฌ์กฐ์ฒด์ ์ ๋ฐ๋ํธ์ ์ธ๊ณต ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ์ค์น๊ฐ ์์ด์ผ ํ๋ฉฐ ํญ๋ฐ
๋ฌผ์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ํฌ์ฅ ๋ฉด ์์ ์ค์น๋์ด์ผ ํ๋ค. ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ์ฑ๋ฅ๋ฑ
๊ธ๊ธฐ์ค์ ํญ๋ฐ ํ์ค์ ๋ฐ์ ํ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ด ์ฌ์ฉ์์ ๋ฌธ์ ๊ฐ ์์ด์ผ
Copyright ยฉ The Korean Society for Precision Engineering
This is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/
3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
![Page 2: Blast Reinforced Concrete Door Supported by 3 Sides](https://reader031.fdocuments.in/reader031/viewer/2022012016/615b1abc4d42a507725e52c4/html5/thumbnails/2.jpg)
1166 / December 2019 ํ๊ตญ์ ๋ฐ๊ณตํํ์ง ์ 36๊ถ ์ 12ํธ
ํ๋ฉฐ, Table 1์ ์ ์ํ ์ฑ๋ฅ ์งํ์ ๊ฐ์ ์์ค์ ๋ฐ๋ผ์ ๋ฑ๊ธ
์ด ๊ฒฐ์ ๋๋ค.
ํ์์ ํ์ ์ฐ์ฑ๋(Rotational Ductility Ratio)๋ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ด ํญ
๋ฐ์๋ ฅ์ ๋ฐ์ ํ ๋ถ์ฌ์ ์ง์ง ์ ์์ ๋ฐ์ํ๋ ์ต๋ ํ์ ๊ฐ๋
(ฮธ)๋ก ์ ์๋๋ฉฐ, ํญ๋ฐ ์ํ ์ค ๋ฐ์ํ ์ต๋ ๋ณ์(Ym)์ ์ต๋ ๋ณ
์๊ฐ ๋ฐ์ํ ์ง์ ๊ณผ ๋ฌธ์ ์ง์ง์ ์ฌ์ด์ ๊ฑฐ๋ฆฌ(S/2)๋ฅผ ์ธก์ ํ์ฌ
๊ตฌํ๋ค. ๋ณ์์ฐ์ฑ๋(ยต)๋ ํญ๋ฐ์ ์ํด ๋ฐ์ํ ์ต๋ ๋ณ์(Ym)์
๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ์ต๋ํ์ฑ๋ณ์(Ye)์ ๋น์จ๋ก ยต = Ym/Ye๋ก ์ ์๋๋ค.
ํญ๋ฐ์ค์ฆ์ํ์ ํ ๋ ํ๊ตญ๊ฐ์ค์์ ๊ณต์ฌ๋ ์ฑ๋ฅ ๋ฑ๊ธ์ ํ์
ํ๊ธฐ ์ํ์ฌ ์ต๋ํ์ฑ๋ณ์(Ye)๋ฅผ ์ ์ฒด์์ ์ฐ์ ํ์ฌ ์ ์ถํ๋๋ก
์๊ตฌํ๋ค. ๊ตญ๋ด ๋ฐฉํญ๋ฌธ ์ ์กฐ์ ์ฒด๋ ์ ๋ฌธ ๊ธฐ๊ด์ ์ต๋ํ์ฑ๋ณ์
์ฐ์ ์ ์ํํ์ฌ ์ ์ถํ๊ณ ์์ผ๋ ์ด์ ๋ํ ์ ๋ขฐ๋ ํฅ์์ด ํ
์ํ ์ค์ ์ด๋ค. ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์๊ฐํ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ๋ํ์ฌ ์ฑ๋ฅ ์ง
ํ ํ์ ์ ๊ธฐ์ค์ด ๋๋ ์ต๋ํ์ฑ๋ณ์๋ฅผ ์ ํ์์ํด์์ ์ํ์ฌ
๊ตฌํ์๊ณ ํ์ค๋ถ๋ฐฐ์ด๋ก (Load Distribution Theory)์ ์ฌ์ฉํ์ฌ
์ค๊ณ ํ์ฅ์์ ์ค์ฉ์ ์ผ๋ก ๊ทผ์ฌ ๊ฐ์ ๊ตฌํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ ์ํ์
์ผ๋ฉฐ ํ์ด๋ก (Plate Theory)์ผ๋ก ๋ถํฐ ๊ตฌํ ๊ฒฐ๊ณผ์ ๋น๊ตํ์๋ค.
2. ์๊ฐํ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ๊ตฌ์กฐ ๋ฐ ๊ฑฐ๋
2.1 ์ฒ ๊ทผ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ์๊ฐํ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ๊ตฌ์กฐ
์ฒ ๊ทผ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ๋ก ๊ตฌ์ฑ๋ ์๊ฐํ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ๋ฐฉํธ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ์ ๊ตฌ
์ 2๊ฐ์ ์ฌ๋ซ์ด ๋ฌธ์ผ๋ก ์ค์น๋๋ค. ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ๋์์ธ ๋ฌธ์ ํ์ชฝ
์น์๋ ๋์ด 2540 mm, ํญ 1263 mm, ๋๊ป 318 mm์ด๋ฉฐ ๋ฐฉํญ๋ฌธ
๊ณจ์กฐ๋ ์ ๋ฉด ์ฒ ํ 12 mm์ ํ๋ฉด ์ฒ ํ 6 mm๋ก ๊ตฌ์ฑ๋์ด ์๊ณ
์ ๋ฉด๊ณผ ํ๋ฉด ์ฒ ํ์ ์ฐ๊ฒฐํ๋ฉฐ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ๋ฅผ ๊ฐ๋์ด ๋๋ ์ญํ ์
ํ๋ ใท-ํ๊ฐ์ด ์ ์๊ณผ ์์๋์ ์ค์น๋์ด ์์ผ๋ฉฐ 4๊ฐ์ ใท-ํ
๊ฐ์ ์ฉ์ ์ผ๋ก ์ ํฉ๋์ด ์๋ค. ๋ฐฉํญ๋ฌธ ๋ด๋ถ์๋ ์ดํ ์ฒ ๊ทผ
(Deformed Bar) 22๊ฐ๊ฐ ์ผ์ ๊ฐ๊ฒฉ์ผ๋ก ๊ฒฉ์ ํ์์ผ๋ก ๋ฐฐ์น๋์ด
๋ฐฉํญ๋ฌธ๊ณผ ์ฉ์ ๋์ด ์์ผ๋ฉฐ ๋ด๋ถ ๊ณต๊ฐ์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ๋ก ์ถฉ์ง ๋์ด
์๋ค(Fig. 2).
๋ฌธ์ด ์ค์น๋๋ ๋ฐฉํธ๊ตฌ์กฐ์ฒด(์ฝํฌ๋ฆฌํธ)์ ์ฐ๊ฒฐ๋๋ ๋ถ๋ถ์
2700 ร 2700 mm์ ๊ฐ ํ๋ ์(Steel Frame)์ด๋ฉฐ ์ต์ปค ๋ณผํธ์ ์
ํด ๊ตฌ์กฐ์ฒด์ ๊ณ ์ ๋๋ฉฐ ๋ฐฉํญ๋ฌธ๊ณผ ํ๋ ์์ด ์ ์ดํ๋ ๋ถ๋ถ์ ๊ฐ
๋ (Bearing Plate)๊ฐ ์์ด ๋ฐฉํญ๋ฌธ๊ณผ ๋ฐฉํธ๊ตฌ์กฐ์ฒด๊ฐ ์์ ํ ๋ฐ์ฐฉ๋
๋ฉฐ, ๊ณ ๋ฌดํจํน์ ์ฌ์ฉํ์ฌ ๋ฐฉํธ๊ตฌ์กฐ์ฒด ๋ด๋ถ๋ก ํญ๋ฐ์ ์ํด ์ค์ผ
๋ ๊ฐ์ค๊ฐ ์ ์ ๋์ง ์๋ ๊ตฌ์กฐ๋ก ๋์ด์๋ค. ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ํ๋ ์์
6๊ฐ์ ํ์ง๋ก ์ฐ๊ฒฐ๋์ด ํ์ ์ฑ์ ํ๋ณดํ๊ณ ๊ฐ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ 2๊ฐ์ฉ
์ด 4๊ฐ์ ์ ๊ธ ์ฅ์น๊ฐ ์ค์น๋์ด ์๋ค.
2.2 ์ฒ ๊ณจ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ์๊ฐํ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ๊ฑฐ๋
Fig. 3์ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ๋์์ธ ์๊ฐํ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ์ด๊ฒฉ๊ฑฐ๋ฆฌ 5.66 m
์์ TNT 125 kg์ ํญ๋ฐ์ํจ ์คํ์ ์ํ ์ โํ์ ํ์์ด๋ค.
์ด ์คํ๊ฒฐ๊ณผ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์๋ ์ต๋ 4.84 MPa์ ์ถฉ๊ฒฉ ํ์ค์ด ๊ฐํด์ก
๊ณ , ์ด๋ก ์ธํด ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ 16.7 mm์ ์ต๋ ๋ณ์(Ym)๊ฐ ๋ฐ์๋์
๋ค(Fig. 4). ๋ณธ ์คํ์์๋ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ 48.4 bar์ ํญ๋ฐ ์๋ ฅ์ด ๋ฐ์
ํ์์ผ๋ฉฐ ์ด๋ ๋ฐฉํญ๋ฌธ ์ค๊ณ๊ธฐ์ค์๋ ฅ 40 bar๋ฅผ ๋์ด์๋ ๊ฒ์ด๋ฉฐ
Fig. 1 Test scheme for the protective performance experiment of
double blast door
Table 1 Key performance indicators related to protection level
Performance
rating
Rotational
ductility ratio (o)
Displacement
ductility ratio
A 0 < < 1 0 < < 10
B 1 < < 6 10 < < 20
C 6 < < 11 -
Fig. 2 Structure of double blast door
Fig. 3 Blast door used in explosion test
![Page 3: Blast Reinforced Concrete Door Supported by 3 Sides](https://reader031.fdocuments.in/reader031/viewer/2022012016/615b1abc4d42a507725e52c4/html5/thumbnails/3.jpg)
ํ๊ตญ์ ๋ฐ๊ณตํํ์ง ์ 36๊ถ ์ 12ํธ December 2019 / 1167
๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ๋ฐฉํธ ๋ฑ๊ธ์ ๊ฒ์ฆํ ์ ์๋ ํฌ๊ธฐ์ด๋ค.
๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ํญ๋ฐ ํ์ค์ด ์์ฉํ๋ ๋ฐฉํฅ์ผ๋ก ๋ณผ ๋ ๋ฐฉํธ๊ตฌ์กฐ์ฒด
์ ์ง์ง๋ ์ฌ๋๋ธ(Slab)์ ๊ฐ์ ๊ฑฐ๋์ ํ๋ค. ์ฌ๋ผ๋ธ๋ ์ง์งํ๋
์๋ณ์ ๊ธธ์ด ๋น์ ๋ฐ๋ผ์ 1๋ฐฉํฅ ์ฌ๋ผ๋ธ์ 2๋ฐฉํฅ ์ฌ๋๋ธ๋ก ๋ถ๋ฅ
๋๋ฉฐ ํ์ค์ด ์์ฉํ๋ฉด ํจ ํ๊ดด ๋ชจ๋๋ฅผ ๊ฐ๋๋ค.6
3. ์ ํ์์ํด์์ ์ํ ์ฒ์ง๊ณผ ์๋ ฅ ๊ณ์ฐ
์ฒ ๊ทผ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ์๊ฐํ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ์ต๋ํ์ฑ๋ณ์๋ฅผ ์ฐ์ ํ๊ธฐ ์
ํ์ฌ ์ ํ์์ํด์(Finite Element Analysis)์ ์ํํ์์ผ๋ฉฐ ํด
์์ ์ฌ์ฉ๋ ์ํํธ์จ์ด๋ ANSYS์ด๋ค.
Fig. 5(b)์ ๊ฐ์ด ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ์ฌ์ฉ๋๋ ๋ชจ๋ ๋ถ์ฌ๋ ์ค ํ์์
๊ธฐํ ๋ชจ๋ธ๋ก ๊ตฌ์ฑํ์๊ณ ์ ํ์์๋ชจ๋ธ์ Fig. 5(a)์ ๊ฐ์ด ์ฝ 10
๋ง๊ฐ์ ์์๋ก ๊ตฌ์ฑํ์๋ค. ๊ฒฝ๊ณ ์กฐ๊ฑด์ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ด ์ ๊น ์ํ์
์์ ๋์ ํญ์์ด ์์ฉํ ์ํ์ ๋ํ์ฌ ๋ถ์ฌํ์์ผ๋ฉฐ ์ด ๋ ๋ฐฉ
ํญ๋ฌธ ๋ท๋ฉด์ ๋ฐ๊นฅํ ๋๋ฆฌ์ ์ฉ์ ๋ ๊ฐ๋ ๊ฐ ๋ฐฉํธ๊ตฌ์กฐ์ฒด์์ ์ต์ปค
๋ก ๊ณ ์ ๋์ด ์๋ ๊ฐํ๋ ์์ ์์ฐฉํ์ฌ ์ ์ด๋๋ฏ๋ก ๊ฐ๋ ์ ๋ฐฉ
ํญ๋ฌธ์ด ์ ์ดํ๋ ๋ถ๋ถ์ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ y์ถ ๋ฐฉํฅ ๋ณ์๋ ๊ณ ์ ํ์๊ณ
๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ์ ๊ธ ์์ก์ด๊ฐ ์๋ ์๋ฉด ์ฒ ํ์ Fig. 5(b)์ ๊ฐ์ด ๊ท
์ผํ ์๋ ฅ์ ๊ฐํ์ฌ ๊ตฌ์กฐํด์์ ์ํํ์์ผ๋ฉฐ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์์ ๋ฐ์
ํ๋ ๋ณ์์ ์๋ ฅ์ ๊ณ์ฐํ์๋ค.
4. ํ์ค๋ถ๋ฐฐ๋ฒ์ ์ํ ์ฒ์ง ๋ฐ ์๋ ฅ ๊ณ์ฐ
4.1 ์ฌ๋๋ธ์ ์์ฉํ๋ ํ์ค์ ๋ฐฐ๋ถ ๋ฐฉ๋ฒ
์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ์ฌ๋๋ธ ์ค๊ณ๋ ๊ฑด์ค๊ตฌ์กฐ๊ธฐ์ค์์๋ ๋ฑ๊ฐ ๊ณจ์กฐ ์ค
๊ณ๋ฒ์ด๋ ์ง์ ๋ฒ์ผ๋ก ์ค๊ณํ๋๋ก ๊ท์ ํ๊ณ ์์ผ๋ ์ด๋ฐ ๋ฐฉ๋ฒ์
์์ฑ ์๋ ฅ์ ๊ณ ๋ คํ ๋ฐฉ๋ฒ์ด๋ฏ๋ก ๋ฐฉํญ์ค์ฆ ์ํ์์ ์๊ตฌํ๋
์ต๋ํ์ฑ๋ณ์๋ฅผ ์ฐ์ ํ๊ธฐ ์ด๋ ต๋ค.7
ํ์ค๋ถ๋ฐฐ๋ฒ(Load Distribution Method, LDM)์์๋ ์ฌ๋ณ ๋จ
์ ์ง์ง์ ์ฌ๋๋ธ์ธ ๊ฒฝ์ฐ(Fig. 6) ๊ฑฐ๋์ ๋จ์ํํ๊ธฐ ์ํด ์ฌ๋
๋ธ์ ๊ธด ๋ณ(L)๊ณผ ์งง์ ๋ณ(S)์ ๋น(L/S)๊ฐ 2๋ฅผ ๋๋ ๊ฒฝ์ฐ 1๋ฐฉํฅ
๋จ์์ง์ง๋ณด๋ก ํด์ํ๊ณ , ๋น๊ฐ 2๋ฅผ ๋์ง ์๋ ๊ฒฝ์ฐ ์ฌ๋๋ธ์
ํ์ค์ 2๋ฐฉํฅ์ผ๋ก ๋ถ๋ฐฐํ์ฌ ๊ฑฐ๋์ ํด์ํ๋ค. 2๋ฐฉํฅ ์ฌ๋๋ธ์
์์ฉํ๋ ๊ท ์ผ๋ถํฌํ์ค(W)์ x-๋ฐฉํฅ ํ์ค(Wx)๊ณผ z-๋ฐฉํฅ ํ์ค
(Wz)์ผ๋ก ๋ถ๋ฆฌํ๋ฉฐ ์(1)๊ณผ ๊ฐ์ด ๋ ํ์ค์ ํฉ์ ์์ฉ ํ์ค๊ณผ ๊ฐ
๊ณ , ์ฌ๋๋ธ์ ์ค์์ ์์นํ ๋จ์ ํญ์ ๋(Strip)๊ฐ ๋จ์ ์ง์ง ์
ํ์์ ๊ท ์ผ๋ถํฌํ์ค์ ๋ฐ์ ์ฒ์ง๋ ๋ณ์๋์ด ๋ ๋ฐฉํฅ(x, z๋ฐฉํฅ)
์ ๋์ ๋ํ์ฌ ๊ฐ๋ค๊ณ ๋ณด์ ๋ ๋ฐฉํฅ์ผ๋ก ํ์ค์ ๋ถ๋ฐฐํ๋ค.8 ๋ถ
๋ฐฐ๋ ํ์ค์ ์(2)์ ์(3)๊ณผ ๊ฐ๊ณ L > S์ด๋ฏ๋ก ์ฌ๋๋ธ์ ํ์ค์
์งง์ ๋ณ ๋ฐฉํฅ์ผ๋ก ๋ ํฐ ํ์ค์ด ์์ฉํ๋ค.
(1)
(2)
(3)
4.2 ์๊ฐํ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ์์ฉํ๋ ๋ถํฌ ์๋ ฅ์ ๋ฐฐ๋ถ
ํญ๋ฐ์๋ ฅ์ ๋ฐ๋ ์๊ฐํ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ๋ณ์๋ Fig. 7๊ณผ ๊ฐ์ด ๋ํ
๋ผ ์ ์๋ค. 2๋ฐฉํฅ ์ฌ๋๋ธ์์ Fig. 6์ ์ฌ๋ณ ์ง์ง ์ฌ๋๋ธ์ ์
์ฉํ ํ์ค๋ถ๋ฐฐ์๋ฆฌ๋ฅผ ์๊ฐํ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ์ ์ฉํ์ฌ ํ์ค์ ๋ถ๋ฐฐํ
์ ์๋ค. ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ํ์ง๊ฐ ์ค์น๋ ์ชฝ์ ๊ฐ์ฅ์๋ฆฌ๋ ํ์ง์ ๊ฐ๋
์ ์ํฅ์ผ๋ก ๋ด๋ฏผ๋ณด ๊ตฌ์กฐ์ด๋ฉฐ Fig. 7(a)์ ๊ฐ์ด ํ์ง์ ๊ฐ๋
(Bearing Plate)์ ๊ฐ๊ฒฉ์ด ์ข๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ๊ฐ๋ ์ ์ฝํฌ๋ฆฌ
ํธ ๊ตฌ์กฐ์ฒด๊ฐ ์ ์ดํ๋ ๋ถ๋ถ์์๋ ์ฒ์ง๊ฐ์ 0์ผ๋ก ๊ฐ์ ํ ์
์๋ค. ์์ชฝ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ์ค์์์ ์ต๋ ๋ณ์๊ฐ ๋ฐ์ํ๊ณ ์์ชฝ ๋ฐฉํญ
๋ฌธ์ด ์ ์ดํ๋ ๋ถ๋ถ์ ์์ ๋จ์ผ๋ก ๋ชจ๋ฉํธ๊ฐ 0์ด๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๋ฐฉํญ
๋ฌธ์์ ํญ ๋ฐฉํฅ(x์ถ ๋ฐฉํฅ)์ผ๋ก๋ Fig. 7(b)์ ๊ฐ์ ๋ถ์ ์ ๊ตฌ์กฐ
w wX
wZ
โ=
wX
L4
L4
S4
+---------------w=
wZ
S4
L4
S4
+---------------w=
Fig. 4 Experimental data for the blast door Fig. 5 Meshing and boundary condition for FEA
Fig. 6 Load distribution on a two-way slab supported by 4 sides
![Page 4: Blast Reinforced Concrete Door Supported by 3 Sides](https://reader031.fdocuments.in/reader031/viewer/2022012016/615b1abc4d42a507725e52c4/html5/thumbnails/4.jpg)
1168 / December 2019 ํ๊ตญ์ ๋ฐ๊ณตํํ์ง ์ 36๊ถ ์ 12ํธ
๋ฌผ๋ก ๋ชจ๋ธ๋งํ ์ ์๋ค. ๋์ด ๋ฐฉํฅ(z์ถ ๋ฐฉํฅ)์ ๊ท ์ผ ๋ถํฌ ์๋ ฅ
์ ๋ฐ๋ ๋จ์์ง์ง๋ณด๋ก ๋ชจ๋ธ๋งํ์๋ค.
๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ์ค์์์ ๊ฐ ๋ฐฉํฅ์ ๋จ์ ํญ์ ๋(Strip)์
์์ฉํ๋ ๋ถํฌ ํ์ค์ ์ํด ๋ฐ์ํ๋ ๋์ด ๋ฐฉํฅ์ ์ต๋ ๋ณ์
(ฮดL)์ ํญ ๋ฐฉํฅ์ ์ต๋ ๋ณ์(ฮดS)๊ฐ ๊ธฐํํ์ ์ผ๋ก ๊ฐ๋ค๊ณ ํ์ฌ ๋ถ
๋ฐฐ ํ์ค(WL, WS)์ ๊ณ์ฐ ํ์๋ค.
(4)
๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๋ฐฉํญ๋ฌธ ์ ๋ฉด ์ฒ ํ๊ณผ ํ๋ฉด ์ฒ ํ์ ๋๊ป๊ฐ ๋ค๋ฅด๋ฏ๋ก ๋ฐฉ
ํญ๋ฌธ์ ์ค๋ฆฝ์ถ์ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ด ๊ณ์ฐํ๋ฉฐ A๋ ๋ฐฉํญ๋ฌธ ๋ถ์ฌ์ ๋ฉด
์ ์ด๋ค.
(5)
๋ฐฉํญ๋ฌธ ๋ถ์์ฌ์ ๋จ๋ฉด 2์ฐจ ๋ชจ๋ฉํธ(IX)๋ ์ค๋ฆฝ์ถ์์ ๋ถ์ฌ์ค์ฌ
๊น์ง์ ๊ฑฐ๋ฆฌ (y0)๋ฅผ ๋ฐ์ํ์ฌ ๋ค์ ์(6)๊ณผ ๊ฐ์ด ์ฐ์ ํ๋ค.
(6)
์ฒ ๊ณจ, ์ฒ ํ๊ณผ ์ฒ ๊ทผ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ๋ณํ๋ฅ ์ด ๊ฐ๊ณ ํ์ฑ๋ณ
ํ์ ํ๋ค๊ณ ๊ฐ์ ํ๊ณ ๋ถ์์ฌ๋ฅผ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ๋ก ๋จ๋ฉด ์นํํ์ฌ ์ฝ
ํฌ๋ฆฌํธ์ ์๋นํ๋ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ๋จ๋ฉด 2์ฐจ ๋ชจ๋ฉํธ๋ฅผ ๋ค์ ์(7)๊ณผ
๊ฐ์ด ๊ตฌํ์๋ค.9
(7)
์ ์์์ ni = Ei / Ec (Ec =์ฝํฌ๋ฆฌํธ ํ์ฑ๊ณ์, Ei =์ฝํฌ๋ฆฌํธ
ยท์ฒ ๊ทผโ์ฒ ํ์ ํ์ฑ๊ณ์)์ด๋ค. ํญ ๋ฐฉํฅ์ ์์ฉํ๋ ๋ถํฌ ์๋ ฅ(Ws)์
์ํ ๋ถ์ ์ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ(=์ธํ๋ณด)์ ์ต๋ ๋ณ์๋ ๋ค์ ์(8)๊ณผ ๊ฐ๋ค.
(8)
๋์ด ๋ฐฉํฅ์ ๋ถํฌ ํ์ค(Wl)์ด ์์ฉํ๋ ๋จ์์ง์ง๋ณด์ ์ต๋
๋ณ์๋ ๋ค์ ์(9)์ ๊ฐ๋ค.
(9)
์(8)๊ณผ ์(9)๋ฅผ ์(4)์ ์ ์ฉํ๋ฉด ๋ค์ ์(10)๊ณผ ๊ฐ๋ค.
(10)
์(10)์ ์ ๋ฆฌํ์ฌ ์(1)์ ๋์ ํ์ฌ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ด ๊ฐ ๋ฐฉํฅ์ผ
๋ก ๋ถ๋ฐฐ๋ ํ์ค์ ๊ตฌํ์๋ค.
(11)
(12)
4.3 ์๊ฐํ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ๋จ๋ฉด 2์ฐจ ๋ชจ๋ฉํธ
Fig. 8์ ์๊ฐํ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ๋์ด ๋ฐฉํฅ์ ํจ์ ์ํฅ์ ์ฃผ๋ ๋จ
๋ฉด 2์ฐจ ๋ชจ๋ฉํธ(IL)๋ฅผ ์ฐ์ ํ๋๋ฐ ์ํฅ์ ์ฃผ๋ ๋ถ์ฌ์ ๋จ๋ฉด์ ๋
์ํ ๊ฒ์ด๋ค. ์ฒ ๊ทผ์ ๊ธธ์ด๋ฅผ ํญ(x์ถ) ๋ฐฉํฅ์ผ๋ก ๋ฐฐ๊ทผํ ์ฒ ๊ทผ์ ๋
์ด ๋ฐฉํฅ์ ํจ์ ์ํฅ์ ์ฃผ์ง ์์ผ๋ฏ๋ก ๋จ๋ฉด 2์ฐจ ๋ชจ๋ฉํธ ๊ณ์ฐ์
์ ์ ์ธํ๋ค. ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ถ์ฌ์ ๋จ๋ฉด์ ๊ฐํธํ๊ฒ ๊ณ์ฐํ๊ธฐ ์ํ
์ฌ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ์ ์ฒ ๊ทผ์ ๋ฉด์ ์ ํด๋นํ๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ฉด์ ์ ์ ์ธ
ํ์ง ์๊ณ ๊ณ์ฐํ์๋ค. ๋ฐฉํญ๋ฌธ ์ ๋ฉด ์ฒ ํ๊ณผ ํ๋ฉด ์ฒ ํ์ ๋๊ป๊ฐ
๋ค๋ฅด๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์(5)๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ ์ค๋ฆฝ์ถ์ ๊ณ์ฐํ์๋ค.
Table 2๋ ๋ถ์ฌ์ ํ์๊ณผ ๋ฐฐ์น์ ๋ฐ๋ผ์ ๋จ๋ฉด 2์ฐจ ๋ชจ๋ฉํธ์
๋ถ๋ฐฐ๋ ํ์ค์ ๊ตฌํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์์ ๋ก ๋ ผ๋ฆฌํํ ๊ฒ์ด๋ค. ๋ฐฉํญ๋ฌธ
๋ถ์ฌ์ ๋ํ์ฌ Table 2์ ํ์ ๋ฐ์ค์ ๋ถ์ฌ์ ๋ฌผ์ฑ(A)๊ณผ ๋ถ์ฌ์
์น์(B), ๋ถ์ฌ์ ๊ฐ์(C)๋ฅผ ์ ๋ ฅํ๋ฉด ๋จ๋ฉด 2์ฐจ ๋ชจ๋ฉํธ(D)๋ฅผ ๊ตฌ
ํ๊ณ ํญ ๋ฐฉํฅ๊ณผ ๋์ด ๋ฐฉํฅ์ ํ์ค์ด ๋ถ๋ฐฐ๋๋ค(E). ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ๋ฐฉ
ํญ๋ฌธ์ ๊ฒฝ์ฐ W์ ์๋ ฅ์ด ์์ฉํ ๋ ํญ ๋ฐฉํฅ์ ์์ฉํ๋ ์๋ ฅ์
Ws = 0.63 w๋ก ๋ถ๋ฐฐ๋๊ณ ๋์ด ๋ฐฉํฅ์ ์์ฉํ๋ ์๋ ฅ์ Wl = 0.37
w๋ก ๋ถ๋ฐฐ๋์๋ค. ์๊ฐํ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ํญ๊ณผ ๋์ด์ ๋น(S/L)๊ฐ ๋ฌ๋ผ
์ง ๋ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ์์ฉํ๋ ๋ถํฌ ํ์ค ์ค์์ ๋์ด ๋ฐฉํฅ์ผ๋ก ์์ฉ
ํ๋ ๋ถํฌ ํ์ค(Wl)์ ๋น์จ์ Fig. 9์ ๋์ํ์๋ค. ์๊ฐํ ๋ฐฉํญ
๋ฌธ์ ํญ์ด ๊ธธ์ด์ง์๋ก ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ๋์ด ๋ฐฉํฅ์ผ๋ก ํ๊ฒ ํ๋ ๋ถํฌ
ํ์ค์ ๋ถ๋ด๋ฅ ์ ์ฆ๊ฐ ํ๋ ๊ฒ์ ์ ์ ์๋ค. ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ด ์ ์ฌ๊ฐ
ํ(S/L = 1)์ด๋ฉฐ ์ํ๋ฉด์ ๋จ์ ์ ์ด๋๊ณ ์ข์ธก๋ฉด์ ์ฒ์ง๊ฐ์ด 0
์ด๋ฉฐ ์ฐ์ธก๋ฉด์ ์์ ๋จ์ธ ๊ฒฝ์ฐ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ๋์ด๋ฐฉํฅ์ผ๋ก ํจ์ ์
๋ฐ์ํค๋ ๋ถ๋ฐฐ ์๋ ฅ์ ์ ์ฒด ์๋ ฅ์ 95%๊ฐ ๋๋ค.
S
L
=
yc
Aiyi
Ai
---------------=
IX
Ix
yo
2A+=
I ni
Ix
ni
A yo
2+ =
s
wsS4
8EcIs
------------=
L
5wLL4
384EcIL
-------------------=
wSS4
8ECIS
--------------5w
LL4
384EcIL
-------------------=
WS
5ISL4
5ISL4
48ILS4
+----------------------------------W=
WL
48ILS4
5ISL4
48ILS4
+----------------------------------W=
Fig. 7 The bending shape of double blast door
Fig. 8 Double blast door (section A-A of Fig. 2)
![Page 5: Blast Reinforced Concrete Door Supported by 3 Sides](https://reader031.fdocuments.in/reader031/viewer/2022012016/615b1abc4d42a507725e52c4/html5/thumbnails/5.jpg)
ํ๊ตญ์ ๋ฐ๊ณตํํ์ง ์ 36๊ถ ์ 12ํธ December 2019 / 1169
4.4 ์๊ฐํ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ์ฒ์ง๊ณผ ์๋ ฅ ๊ณ์ฐ
์๊ฐํ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ํ์ค๋ถ๋ฐฐ๋ฒ์ผ๋ก ํ์ค์ ๋ฐฐ๋ถํ๊ณ ๋์ด ๋ฐฉํฅ
์ผ๋ก ๋ถ๋ฐฐ๋ ์๋ ฅ(Wl)์ ๋ฐ๋ ๋จ์์ง์ง๋ณด์ ๋ณ์์ ์๋ ฅ์ ๊ณ์ฐ
ํ๋ฉด ๋ค์ ์(13), ์(14)์ ๊ฐ๋ค.
(13)
(14)
์ฌ๊ธฐ์ z๋ ๋ฐฉํญ๋ฌธ ๋์ด ๋ฐฉํฅ์ ์์น์ด๋ฉฐ y๋ ๋ฐฉํญ๋ฌธ ๋๊ป์
์ค๋ฆฝ๋ฉด์์ ํ๋ฉด ์ฒ ํ์ ์ธ์ธก ๋ฉด๊น์ง์ ์์น์ด๋ค. ํ์ค๋ถ๋ฐฐ๋ฒ๊ณผ
์ ํ์์ํด์์ผ๋ก 4 MPa์ ํญ๋ฐ์๋ ฅ์ ๋ฐ์ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ๋ณ์์
์๋ ฅ ๋ถํฌ๋ฅผ Fig. 10์ ๋ํ๋ด์๋ค.
Fig. 10(a)๋ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ด 4 MPa์ ํญ๋ฐ์๋ ฅ์ ๋ฐ์ ๋ ๋์ด ๋ฐฉ
ํฅ์ ๋ฐ๋ฅธ Von Mises ์๋ ฅ ๋ถํฌ๋ฅผ ๋์ํ ๊ฒ์ด๋ค. ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ์์ชฝ
๋์๋ ํ๊ฐ์ผ๋ก ๊ตฌ์ฑ๋์ด ์์ด ๊ฐ์ฑ์ด ํฌ๊ณ ๊ฐ์ด๋ฐ๋ ์ฒ ๊ณจ๊ณผ
์ฝํฌ๋ฆฌํธ๋ง์ผ๋ก ๊ตฌ์ฑ๋์ด ์์ด ์๋์ ์ผ๋ก ๊ฐ์ฑ์ด ์๋ค. FEA์
์๋ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ์์น์ ๋ฐ๋ผ ๊ฐ์ฑ์ ๋ถ๊ท ํ์ด ๋ฐ์๋์ด ๊ณ์ฐ๋
๋ฏ๋ก ์ฝํฌ๋ฆฌํธ๋ฅผ ๊ฐ๋๊ธฐ ์ํ ์์ธก ใท-ํ๊ฐ ๋ถ๋ถ์ ์๋ ฅ์ด ์ง์ค
๋๋ฉฐ ์๋์ชฝ์๋ ํ์ธก ใท-ํ๊ฐ ๋ถ๋ถ์ ์๋ ฅ์ด ์ง์ค๋๋ ๊ฒ์ผ๋ก
๋ํ๋ฌ๋ค. ํ์ค๋ถ๋ฐฐ๋ฒ์์๋ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ๋์ด ๋ฐฉํฅ์ ์ค์์์ ๊ตฌ
ํ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ๊ฐ์ฑ์ ๋ฐฉํญ๋ฌธ ๋์ด์ ๋ฐ๋ผ ๋์ผํ๊ฒ ์ ์ฉํ๋ฏ๋ก
๋ฐฉํญ๋ฌธ ์ํ๋ถ์ ์๋ ใท-ํ๊ฐ์ ์ํฅ์ ๋ฐ์ํ์ง ๋ชปํ์ฌ ์๋ ฅ
์ง์ค ํ์์ด ๊ณ์ฐ๋์ง ์์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๋จ๋ฉด 2์ฐจ ๋ชจ๋ฉํธ๊ฐ ์๊ฒ
๋์ด ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ์์ฉํ๋ ์๋ ฅ์ด FEA ๊ฒฐ๊ณผ๋ณด๋ค ํฌ๊ฒ ๊ณ์ฐ๋์
๋ค.
๋ณ์ ๋ถํฌ๋ ๋ฌธ์ ์๋ถ์ ํ๋ถ ๋์๋ ๋ณ์๊ฐ ์๊ณ ๊ฐ์ด๋ฐ๊ฐ
์ต๋๊ฐ ๋๋ 2์ฐจ ํจ์์ ํ์์ ๋ณด์ธ๋ค(Fig. 10(b)).
ํ์ค๋ถ๋ฐฐ๋ฒ์ผ๋ก ๊ตฌํ ์๊ฐํ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ์ต๋ ๋ณ์์ ์ต๋ ์
๋ ฅ์ ์์ชฝ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ด ์ ์ดํ๋ ์ค์์ ํ๋ฉด์ฒ ํ์์ ๋ฐ์ํ๋ค.
๋ฐฉํญ๋ฌธ ์ค์๋ถ์์ ์ต๋ ๋ชจ๋ฉํธ๋ wLL2/8์ด๋ฏ๋ก ์ต๋ ๋ณ์์ ์ต
๋ ์๋ ฅ์ ๋ค์ ์(15), ์(16)์ผ๋ก ๊ณ์ฐ๋๋ค.
(15)
(16)
ํ์ค๋ถ๋ฐฐ๋ฒ์ ์ํด ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ๋์ด ๋ฐฉํฅ์ผ๋ก ๋ถ๋ฐฐ๋ ํ์ค์ด
๋์ด ๋ฐฉํฅ์ ๋จ์์ง์ง๋ณด์ ์์ฉํ ๋ ๊ตฌํ ๋ณ์(์(15))์ ํ๋น
์ฑ์ ๊ฒ์ฆํ๊ธฐ ์ํ์ฌ, ๋ฐฉํญ๋ฌธ๊ณผ ๋์ผํ ์กฐ๊ฑด(2๋ณ = ๋จ์์ง์ง,
1๋ณ = ๊ณ ์ ์ง์ง, 1๋ณ = ์์ ๋จ)์ด๊ณ ๋ฑ๋ฐฉ์ฑ ๋ฌผ์ฑ์ ๊ฐ๋ ์ฌ๋๋ธ๋ฅผ
W
L
24EcIL
----------------z L3
2Lz2
โ z3
+ =
W
L
2IL
-------z L zโ y=max
5wLL4
384EcIL
-------------------=
max
wLL4
8IL
------------ymax
=
Table 2 Table to calculate the second moments of area
Fig. 9 Load distribution ratio for vertical direction vs S/L
![Page 6: Blast Reinforced Concrete Door Supported by 3 Sides](https://reader031.fdocuments.in/reader031/viewer/2022012016/615b1abc4d42a507725e52c4/html5/thumbnails/6.jpg)
1170 / December 2019 ํ๊ตญ์ ๋ฐ๊ณตํํ์ง ์ 36๊ถ ์ 12ํธ
๋์์ผ๋ก ์ฅโ๋จ๋ณ์ ๊ธธ์ด ๋น(S/L)๋ฅผ ๋ณํ์ํค๋ฉด์ ํ์ด๋ก (Plate
Theory)์ ์ ์ฉํ์ฌ ๊ตฌํ ๋ณ์์ ๋น๊ตํ์๋ค.10 ํ ์ด๋ก ์ผ๋ก ๊ณ
์ฐํ ์ต๋ ๋ณ์๋ ๋ค์ ์(17)๊ณผ ๊ฐ๋ค.
(17)
์ ์(17)์์,
(18)
(19)
์ด๋ฉฐ, ์ฅ๋ณ์ ๊ธธ์ด(L)๋ 2540 mm, ๋๊ป(h)๋ 318 mm, ๋ฑ๊ฐ ํ์ฑ
๊ณ์(Ecm)๋ 62.7 GPa, Poissonโs Ratio (v)๋ 0.3์ธ ํ์ ๊ท ์ผ๋ถ
ํฌ์๋ ฅ(W) 4 MPa์ด ์์ฉํ ๋, S/L ๋น์จ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ต๋ ๋ณ์๋ฅผ ํ
์ด๋ก ์ผ๋ก ๊ตฌํ ์(17)๊ณผ ํ์ค๋ถ๋ฐฐ๋ฒ์ผ๋ก ๊ตฌํ ์(15)์ ์ํด ๊ณ์ฐ
ํ์ฌ ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ Fig. 11์์ ๋น๊ตํ์๋ค.
S/L์ด ์ฆ๊ฐํ๋ฉด ๋ณ์๊ฐ ์ฆ๊ฐํ๋ ๊ฒฝํฅ์ ์ ์ฌํ๋, ํ์ค๋ถ๋ฐฐ
๋ฒ์ ์ฒ์ง๋์ ํ ์ด๋ก ์ ๋นํ์ฌ 2๋ฐฐ ์ ๋ ํฌ๊ฒ ์ฐ์ ๋๋ค. ๋ฐ๋ผ
์ ํ์ค๋ถ๋ฐฐ๋ฒ์ ์ฌ์ฉํ์ฌ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ์ฒ์ง์ ์ฐ์ ํ์ฌ ์ค๊ณํ๋ฉด
๋ณด์์ ์ผ๋ก ์ค๊ณ๋๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ณด์ธ๋ค.
4.5 ์๊ฐํ ์ต๋ํ์ฑ๋ณ์ ์ฐ์ ๋ฐฉ๋ฒ
๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ์์ฉํ๋ ํญ๋ฐ์๋ ฅ์ 1 MPa๋ก๋ถํฐ ์ฆ๊ฐ์ํค๋ฉด์
์(15)์ ์ฌ์ฉํ์ฌ ์ ํ์์๋ฒ๊ณผ ํ์ค ๋ถ๋ฐฐ๋ฒ์ผ๋ก ์ต๋ ๋ณ์๋ฅผ
๊ตฌํ๋ค. ์(16)์ผ๋ก ์ต๋ ์๋ ฅ์ ๊ตฌํ์ฌ ๋ฐฉํญ๋ฌธ ์ฒ ํ์ ํญ๋ณต ๊ฐ
๋์ธ 275 MPa์ ๋น๊ตํ์ฌ ์ฒ ํ์ ์์ฑ ์ฌ๋ถ๋ฅผ ํ๋จํ์๋ค. ์ฒ
๊ทผ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ์ต๋ํ์ฑ๋ณ์๋ ์ฐ๊ตฌ์ ์ํ๋ฉด ์ฒ ๊ทผ์
์ํฅ์ ์ฃผ๋ก ๋ฐ์ผ๋ฏ๋ก ์ฒ ๊ทผ์์ ๋ฐ์ํ๋ ์ต๋ ์๋ ฅ์ด ํญ๋ณต ๊ฐ
๋์ ๋๋ฌํ ๋์ ๋ณ์๋ก ํ์๋ค.11
Table 3์ 4 MPa๊น์ง ํ์ค์ ์ฆ๊ฐ์ํจ ์๊ฐํ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ์ต๋
๋ณ์์ ์ต๋์๋ ฅ์ ํ์ค๋ถ๋ฐฐ๋ฒ๊ณผ ์ ํ ์์๋ฒ์ผ๋ก ๊ตฌํ ํ ๊ทธ
๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋น๊ตํ ๊ฒ์ด๋ค. Table 3๊ณผ Fig 10(b)์ ๊ฐ์ด ํ์ค๋ถ๋ฐฐ๋ฒ
์ผ๋ก ๊ณ์ฐํ ํญ์ ๋ฐฉํฅ์ ์ต๋ ๋ณ์๋ ์ ํ์์ํด์์ผ๋ก ๊ณ์ฐ
ํ ๊ฐ์ 76.7% ์ ๋๊ฐ ๋๋ค. ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ๋ฐ์ํ ์๋ ฅ์ด ๋ฐฉํญ๋ฌธ ์ฒ
ํ์ ์ฌ์ง(SS275)์ ํญ๋ณต๊ฐ๋์ธ 275 MPa์ ์ด๋ฅผ ๋ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ด
ํญ๋ณต์ ์ด๋ฅด๋ฏ๋ก Fig 12(b)์ ๊ฐ์ด FEA ๊ธฐ์ค์ผ๋ก ํญ๋ฐ ์๋ ฅ์ด
4.8 MPa์ผ ๋ ํญ๋ณต ๊ฐ๋์ ๋๋ฌํ๋ค. ์ด ๋ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ํ๋ฉด ์ฒ ํ
์ด ์์ฑ๋ณํ์ ์์ํ๊ฒ ๋์ด ์ต๋ ํ์ฑ ๋ณ์(Ye)๋ 7.52 mm๋ก
์ฐ์ ํ ์ ์๋ค.
์ด๋ก๋ถํฐ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์ ์ค์ฆ ์คํํ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ์ต๋ ๋ณ์(Ym)
๊ฐ 16.7 mm์ด๋ฏ๋ก ๋ณ์์ฐ์ฑ๋(ยต)๋ 2.22, ํ์ ์ฐ์ฑ๋()๋ 0.75ยฐ
๋ก ์ฐ์ ๋๋ค. ๋ฐ๋ผ์ Table 1์ ํ์ ๊ธฐ์ค์ ์ํ์ฌ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ ๋
์์ธ ์๊ฐํ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ๋ฐฉํธ 2๋ฑ๊ธ A์์ค์ผ๋ก ํ์ ํ ์ ์๋ค.
max
wS4
D-----=
DEcmh3
12 1 v2
โ -----------------------=
0.163069S
L---
2
0.33840S
L--- โ 0.186631+=
Fig. 10 Comparison of results by load distribution method and FEA
(w = 4 MPa)
Fig. 11 Comparison of displacement by load distribution method
and plate theory
Table 3 Comparison of results by FEA and LDM
![Page 7: Blast Reinforced Concrete Door Supported by 3 Sides](https://reader031.fdocuments.in/reader031/viewer/2022012016/615b1abc4d42a507725e52c4/html5/thumbnails/7.jpg)
ํ๊ตญ์ ๋ฐ๊ณตํํ์ง ์ 36๊ถ ์ 12ํธ December 2019 / 1171
5. ๊ฒฐ๋ก
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์ฒ ๊ทผ, ์ฒ ํ, ์ฝํฌ๋ฆฌํธ๋ก ๋ง๋ค์ด์ง ์๊ฐํ ๋ฐฉํญ
๋ฌธ์ ์ฑ๋ฅํ๊ฐ ๋ฑ๊ธ์ ๊ธฐ์ค์ด ๋๋ ์ต๋ํ์ฑ๋ณ์๋ฅผ ์ ํ์์ํด
์์ ์ํ์ฌ ๊ตฌํ์๊ณ ์ด๋ฅผ ํ์ค๋ถ๋ฐฐ์ด๋ก ์ ์ํด ๊ฐ๋จํ ๊ณ์ฐ
ํ์ฌ ์ค์ฉ์ ์ผ๋ก ์ฌ์ฉํ ์ ์๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ ์ํ์๋ค. ํ์ค๋ถ๋ฐฐ
๋ฒ์์๋ ๋ถํฌ ์๋ ฅ์ ๋ฐ๋ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ 2๋ฐฉํฅ ์ฌ๋๋ธ์ ๊ฐ์ด ์ฅ
์ถ๊ณผ ๋จ์ถ์ผ๋ก ํ์ค์ ๋ถ๋ฐฐํ์ฌ ๋ถ๋ฐฐ๋ ํ์ค์ ๋ฐ๋ 1๋ฐฉํฅ ์ฌ
๋๋ธ๋ก ์นํํ๊ณ 1๋ฐฉํฅ ์ฌ๋๋ธ๋ฅผ ์ธํ๋ณด ๋ฐ ๋จ์์ง์ง๋ณด๋ก ๋ณด์
๋ณ์ ๋ฐ ์๋ ฅ์ ๊ณ์ฐํ์์ผ๋ฉฐ ์ฒ ๊ทผ, ์ฒ ํ ๋ฐ ํ๊ฐ์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ๋ฅผ
๊ธฐ์ค์ผ๋ก ๋จ๋ฉด์ ํ์ฐํ์ฌ ์ฒ ๊ฐ๊ณผ ์ฒ ๊ทผ์ ์๋ ฅ์ ์ฐ์ ํ์๋ค.
์ ํ์์ํด์์์๋ ์ฒ ๊ทผ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ์๊ฐํ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ๊ตฌ์ฑํ
๋ ๋ชจ๋ ๋ถํ์ด 3์ฐจ์ ์ค์ ํ์์ผ ๋์ ๋ณ์์ ์๋ ฅ์ ๊ตฌํ์
์ผ๋ฉฐ ํ์ค๋ถ๋ฐฐ๋ฒ์ ์ํ ๊ณ์ฐ ๊ฒฐ๊ณผ์ ๋น๊ตํ์๋ค. ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ํ์ค
๋ถ๋ฐฐ๋ฒ์ ์ํด ์ต๋ํ์ฑ๋ณ์๋ฅผ ๋ฌธ์ ๊ฐ๋ก์ ์ธ๋ก์ ๋น๊ฐ ๋ณํ
ํ ๋์ ๋ํ์ฌ ๊ตฌํ๊ณ ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ ๊ฐ์ ํ ์ด๋ก ์ ์ํด ์ป์ ๊ฒฐ๊ณผ
์ ๋น๊ตํ์ฌ ํ๋น์ฑ์ ๊ฒํ ํ์์ผ๋ฉฐ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ก๋ถํฐ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ
์ ๊ฒฐ๋ก ์ ์ป์๋ค.
(1) ํญ๋ฐ ์ค์ฆ์ํ์์ ์ธ์ฆ ํ๊ฐ์ ๊ธฐ์ค์ด ๋๋ ์ต๋ํ์ฑ๋ณ
์๋ฅผ ์ ํ์์ํด์๊ณผ ํ์ค๋ถ๋ฐฐ๋ฒ์ผ๋ก ์ฐ์ ํ ์ ์์์ ๋ณด์๋ค.
(2) ํ์ค๋ถ๋ฐฐ๋ฒ์ผ๋ก ๊ตฌํ ๋ณ์๋์ ํ ์ด๋ก ์ผ๋ก ์ป์ ๊ฐ๋ณด๋ค
์ปค์ ๋ณด์์ ์ธ ์ค๊ณ๊ฐ ๋๋ค.
(3) ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ ๋์์ ์๊ฐํ ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ํญ๋ฐ ์๋ ฅ์ด 4.8 MPa์ผ
๋ ์ต๋ํ์ฑ๋ณ์๊ฐ 7.52 mm์ด ๋์ด ๋ฐฉํธ 2๋ฑ๊ธ A์์ค์ผ๋ก ํ
์ ํ ์ ์๋ค.
(4) ๋ฐฉํญ๋ฌธ์ ์ค๊ณ ๋ณ๊ฒฝ ์ ์ ํ์์ํด์์ ์ฌ์ฉ์ 3D ๋ชจ๋ธ
๋ง์ ์์ ํ๊ธฐ ์ํ ์๊ฐ์ด ํ์ํ๋ฐ ๋นํ์ฌ ํ์ค๋ถ๋ฐฐ๋ฒ์ ๊ฐ
๋จํ ์์น ๋ณ๊ฒฝ์ผ๋ก ์ต๋ ๋ณ์์ ์ต๋ ์๋ ฅ์ ์ค์ฉ์ ์ผ๋ก ๊ณ์ฐ
ํ ์ ์๋ค.
REFERENCES
1. Kim, H. S. and Park, J. P., โEvaluation of Blast Resistance
Performance for CFT Columns by Using Computational
Analysis,โ Journal of the Architectural Institute of Korea
Structure & Construction, Vol. 27, No. 3, pp. 65-72, 2011.
2. Choi, H., Shin, D. H., Kim, M. S., Kim, D. J., Kim, H., et al.,
โA Study on the Proposal of Residual Strength Equation of
Reinforced Concrete Columns Under Blast Load,โ Journal of the
Korean Society of Hazard Mitigation, Vol. 13, No. 1, pp. 17-24,
2013.
3. Kang, J. W., Jo, E., Kim, M. S., and Lee, Y. H., โBehavior of
Precast Prestressed Concrete Panels Subjected to Blast Loading,โ
Journal of the Korean Association for Spatial Structures, Vol. 15,
No. 1, pp. 95-102, 2015.
4. Kim, N. H., โA Study on the Structural Stability of the Sliding
Blast Door under Blast Load,โ M.Sc. Thesis, Seoul National
University of Science and Technology, 2015.
5. Gas Safety Corporation, โExplosion Proof Door Explosion Test
Execution Guide,โ Performance Criterion, p. 24, 2014.
6. Byun, K. J., Kim, H. J., and Nam, J. W., โBlast Load and Design
of Protective Structures,โ Magazine of the Korea Concrete
Institute, Vol. 23, No. 2, pp. 16-22, 2011.
7. Ministry of Land, Infrastructure and Transport, โKorea
Building Code,โ http://law.go.kr/LSW//admRulLsInfoP.do?
admRulSeq=2100000109291 (Accessed 25 NOV 2019)
8. Shin, H. M. and Lee, J. H., โReinforced Concrete,โ Dong
Myeong Publisher, 2016. (in Korean)
9. Barry, J. G. and James, M. G., โMechanics of Material,โ Cengage
Learning, 8th Ed., 2017.
10. Timoshenko, S. and Woinowsky-Krieger, S., โTheory of Plates
and Shells,โ McGraw-Hill, 2nd Ed., 1989.
11. Goltermann, P., โReinforced Concrete Slabs โ Analysis and
Design,โ http://www.betonkonstruktioner.byg.dtu.dk//-/media/
Subsites/Betonkonstruktioner/Nye_pdfer/Reinforced-Concrete-
Slabs.ashx (Accessed 28 NOV 2019)
Fig. 12 Maximum displacements and stresses according to explosive
pressures
![Page 8: Blast Reinforced Concrete Door Supported by 3 Sides](https://reader031.fdocuments.in/reader031/viewer/2022012016/615b1abc4d42a507725e52c4/html5/thumbnails/8.jpg)
1172 / December 2019 ํ๊ตญ์ ๋ฐ๊ณตํํ์ง ์ 36๊ถ ์ 12ํธ
Kwan Bo Shim
Assistant Professor in the Department of
Smart Mechanical Engineering, Korea Poly-
technic University. His research interest is
Fracture Mechanics.
E-mail: [email protected]
Taek Sung Lee
Professor in the Department of Mechanical
Design Engineering, Korea Polytechnic
University. His research interest is Applied
Mechanics.
E-mail: [email protected]