Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea (한국전산구조공학회논문집)

Computational Structural Engineering Institute of Korea (한국전산구조공학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Parametric Study on Reinforced Concrete Columns under Blast Load

주철근의 개수 및 단면비에 따른 폭발하중을 받는 철근콘크리트 기둥의 해석적 연구

  • Received : 2012.02.23
  • Accepted : 2012.06.11
  • Published : 2012.06.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

Columns are the key elements supporting load in structure. Column failure causes the structure to collapse. It is important to evaluate residual strength for damaged columns under blast load for preventing progressive collapse. In this paper, columns were investigated to compare the blast resistance on the change of the number of steel bars within the range of reinforcement ratio. And this study was carried out 4 different analytical models to evaluate effects of aspect ratio. The results indicate that the vertical strain was unaffected by the number of steel bars and aspect ratio. As the number of steel bars facing blast load increase, the blast resisting capacity of the columns was improved in the lateral strain. Also, the analysis results showed that a large moment of inertia of area, as compared to a small one would be superior in residual strength as well as force of restitution.

기둥은 건물에서 하중을 지지하는 중요한 구성요소이므로 기둥의 손상 또는 파괴는 건물의 연쇄붕괴의 원인이 된다. 특히 폭발하중에 의한 기둥의 거동평가는 연쇄붕괴 방지에 있어 중요한 요소이다. 본 논문에서는 축하중을 받고 있는 기둥이 폭발하중을 받을 때의 거동과 폭발 저항성능을 평가하였다. 이를 위해 동일단면적과 비슷한 철근비를 가지는 기둥에서 주 철근의 개수를 달리하여 각 변수에 따른 폭발하중에 대한 폭발 저항성능을 평가하였다. 또한, 동일한 성능을 지니는 기둥에서 단면비를 달리하여 기둥의 폭발 저항성능을 비교하였다. 해석결과, 폭발 직후 충격량에 대한 수직 변형률은 철근의 개수 및 단면비에 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 그러나 수평변형의 경우 폭발압력을 받는 면의 철근 개수가 증가함에 따라 기둥의 저항성능이 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 기둥 단면의 단면 2차모멘트가 클수록 폭발하중에 대한 저항 성능 및 복원력이 더 큰 것을 확인하였다.

Keywords

References

  1. 김한수, 박재표 (2010) 단면의 형상에 따른 철근콘크리트 기둥의 폭발 저항성능 평가, 한국전산구조공학회 논문집, 23(4), pp.387-393.
  2. 김한수, 박재표 (2011) 전산해석을 이용한 CFT 기둥의 폭발 저항성능 평가, 대한건축학회 논문집, 27(3), pp.65-72.
  3. 이경구 (2010) 폭발하중을 받는 강재압축재의 잔여저항성능 평가, 대한건축학회 논문집, 26(10), pp.37-44.
  4. 이나현, 김성배, 김장호, 이종권 (2009) 폭발하중을 받는 콘크리트 구조물의 실험적 거동 분석 : (1)실험수행절차, 대한토목학회 논문집 29(5A), pp.557-564.
  5. ANSYS (2005) AUTODYN Theory Manual, Century dynamics.
  6. Astaneh-Asl. A. (2003) Progressive Collapse Prevention in New and Exsiting Buildings, Proc. Of the 9th Arab Structural Engineering Conferene, Abu Dhabi, UAE.
  7. Carriere M., Heffoernan P.J., Wight R.G., Braimah A. (2009) Behaviour of Steel Reinforced Polymer Strengthened RC Members under Blast Load, Canadian Journal of Civil Engineering, 36. pp.1356-1365. https://doi.org/10.1139/L09-053
  8. Crawford J.E., Malvar L.J., Morrill K.B., Ferritto J.M. (2001) composite Retrofits to Increase the Blast Resistance of Reinforced Concrete Buildings, 10th International Symposium on Interaction of the Effects of Munitions with structures, P-01-13.
  9. Department of the Army (1986) Fundamentals of Protective Design for Conventional Weapons, Technical Manual TM 5-855-1.
  10. Department of the Army (1990) Structures to Resist the Effects of Accidental Explosions, TM 5-130
  11. Ngo T., Mendis P., Gupta A., Ramsay J. (2007) Blast Loading and Blast Effects on Structures, EJSE international, Load on Structures 2007, pp.76-91.

Cited by

  1. A Study on the Proposal of Residual Strength Equation of Reinforced Concrete Columns under Blast Load vol.13, pp.1, 2013, https://doi.org/10.9798/KOSHAM.2013.13.1.017
  2. Behavior of Prestressed Concrete Panels under Blast Load vol.27, pp.2, 2014, https://doi.org/10.7734/COSEIK.2014.27.2.113
  3. An Criterion to Minimize FE Mesh-Dependency in Concrete Plate under Impact Loading vol.27, pp.3, 2014, https://doi.org/10.7734/COSEIK.2014.27.3.147
  4. Reinforcing Method for the Protective Capacities of Dispersal and Combat Facilities using Logistic Regression vol.16, pp.1, 2016, https://doi.org/10.5345/JKIBC.2016.16.1.077