모멘트-곡률 관계에 기초한 폭발하중을 받는 철근콘크리트 부재의 거동 및 저항력 평가

Abstract

본 논문에서는 모멘트-곡률 관계를 기반으로 폭발하중을 받는 철근콘크리트 보 및 기둥의 동적 비선형 거동 해석기법을 소개하였다. 고율변형상태에서의 철근 및 콘크리트는 물성치가 증가하여 준정적 하중 상태와는 다른 거동을 보인다. 일반적으로 각 재료에 대하여 변형률 속도(Strain rate)에 따른 동적증가계수(Dynamic Increase Factor, DIF)를 적용하지만 단면의 모멘트-곡률 관계를 기반으로 한 해석의 경우 이를 직접적으로 적용할 수 없기때문에 단면의 곡률변화율에 대한 함수로 철근콘크리트 단면의 DIF식을 산정하는 절차를 제시하였다. 기존의 방법들은 철근과 콘크리트를 완전부착상태로 가정하여 강도를 과대평가하는 문제가 있었다. 따라서 본 연구에서는 부착슬립에 의한 효과를 고려하여 모멘트-곡률 관계를 수정하였다. 구조물이 매우 단시간에 굉장히 큰 하중을 받게 되면 휨파괴가 발생하기 전에 지점부에서 직접전단으로 인한 파괴가 발생한다. 실험을 통해 제안된 전단응력-슬립양 관계를 적용하여 직접전단거동을 고려하였다. 폭발 실험결과와 수치해석결과 간의 비교를 통해 해석 결과의 신뢰성을 향상 시켰다. 마지막으로 P-I(압력-충격량) 곡선을 이용하여 축력 및 단면의 변화에 따른 구조물의 저항능력에 대한 경향성을 분석하였다.