충격 하중을 받는 RC/PSC 콘크리트 슬래브의 거동 해석

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 건설환경공학부, 2014. 8. 조재열.최근 미국의 9.11 테러 이후 항공기, 선박의 충돌 등의 사고가 발생함에 따라 충격하중 재하시 구조물의 안전성에 대한 수요가 증가하고 이를 위한 연구들이 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 충격 하중을 받는 RC/PSC 슬래브의 거동의 관측을 유한요소해석을 통해 수행하였고, 이 때, 동적증가계수, 재료모델, 경계조건을 변수로 지정하여 변수들이 거동에 미치는 영향을 살펴보았다. 해석에 사용된 대상 실험은 연세대에서 수행한 자유낙하 충돌시험을 선택하였고, 이 실험은 원전격납건물에 항공기 충돌이 발생한 경우를 모사했다. 해석 결과로는 관통깊이, 최대처짐, 표면균열면적을 계산하여 실험체의 거동을 설명했다. 또한 운동 에너지와 소성에너지를 통해 충격 메커니즘을 파악했다. 이러한 결과로부터 각각의 변수들은 거동에 큰 영향을 미치지만 충격 메커니즘에는 영향을 크게 미치지 않는다는 것을 확인할 수 있었다. 해석을 통해 변수들의 영향을 검증하고 다양한 범위의 변수들을 고려한 추가적인 연구가 필요함을 확인하였고, 이러한 결과들은 추후 충격하중 관련 연구를 위한 기초자료로써 사용될 수 있을 것이라고 기대된다.TABLE OF CONTENTS ABSTRACT iii TABLE OF CONTENTS v LIST OF TABLES vii LIST OF FIGURES viii 1 . Introduction 1 1.1 Research background 1 1.2 Objectives and Scope 4 1.3 Outline 5 2 . Impact test methods 6 2.1 Split-Hopkinson Bar Test (SHBT) 6 2.2 High speed loading test 7 2.3 Drop weight test 8 2.4 High Speed Propulsion Test 9 2.5 Variables of impact test 10 3 . Finite Element Method (FEM) Analysis 11 3.1 Introduction 11 3.2 Target test for FEM analysis 12 3.3 Procedure of FEM analysis 14 3.3.1 Modeling of the test 14 3.3.2 Boundary and constraint condition 16 3.3.3 Material model 17 3.3.4 Load condition 21 3.3.5 Contact and interaction condition 21 3.3.6 Major variables for the analysis 22 4 . Results and discussions 24 4.1 RC specimen 26 4.1.1 DIF 26 4.1.2 Material model 32 4.1.3 Boundary condition (BC) 38 4.1.4 Discussions 56 4.2 PSC specimen 58 4.2.1 DIF 58 4.2.2 Material model 64 4.2.3 Boundary condition 69 4.2.4 Discussions 86 5 . Conclusions 88 References 89 Abstract 92Maste