• Structural Engineering and Mechanics
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• 제36권3호
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• pp.301-319
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• 2010

The paper seeks to explore some aspects of the current state of knowledge on progressive collapse in the technical literature covering blast loads and structural analysis procedure applicable to reinforced concrete (RC) buildings. The paper describes the progressive collapse analysis of a commercial RC building located in the city of Riyadh and subjected to different blast scenarios. A 3-D finite element model of the structure was created using LS-DYNA, which uses explicit time integration algorithms for solution. Blast loads were treated as dynamic pressure-time history curves applied to the exterior elements. The inherent shortcomings of notional member removal have been taken care of in the present paper by simulating the damage of structural elements through the use of solid elements with the provision of element erosion. Effects of erosion and cratering are studied for different scenarios of the blast.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.371-383
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• 2021

강-콘크리트 편개형 방폭문은 외피 구조로서의 강박스 내에 콘크리트 슬래브가 채워진 구조로서 힌지 및 렛치와 같은 지지부재에 의해 벽체에 고정되어 설치된다. 폭압이 작용하는 방향과 같은 정방향으로의 처짐 거동에 대해서는 많은 연구가 되어 왔으나, 부방향 처짐 거동에 대한 연구는 상대적으로 미흡한 수준이다. 본 연구에서는 폭압을 받는 편개형 방폭문의 부방향 처짐 단계에서 발생하는 반발 거동(rebound behavior)에 대해 유한요소해석으로 변수 분석을 하였다. 분석결과에 따르면 방폭문의 소성변형 내지는 파괴 정도, 반발작용 전후의 운동량 및 운동에너지 변화가 반발거동에 영향을 미치는 주요 요소로 분석되었다. 또한, 방폭문의 거동 특성이 준정적 영역에 속하는 경우에 비해 충격영역에 속하는 경우에서 더 큰 반발력이 발생하는 것으로 나타났는데, 이와 같은 결과는 변형에너지 보다 운동에너지가 상대적으로 더 크게 증가하는 충격영역에서의 거동 특성이 원인인 것으로 사료된다. 반발작용의 결과로 인해 지지부재에 과도한 변형이 발생할 수 있으므로 성능분석 및 설계 과정에서 이에 대한 고려가 필요하다. 또한, 부압이 미치는 영향을 검토한 결과에 따르면 강-콘크리트 방폭문의 경우에서도 반발에 의한 영향 및 부압 모두가 방폭문의 부방향 처짐에 기여할 때 반발력이 상대적으로 더 크게 증가하는 것으로 나타났다. 이와 같은 중첩 효과의 발생조건은 구조체 특성 및 폭발조건 등에 따라 다를 수 있으므로 이에 대해서는 더 많은 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.2038-2043
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• 2007

Analysis of the internal state of the blast furnace is needed to predict and control the operating condition. Especially, it is important to develop modeling of blast furnace for predicting cohesive zone because shape of cohesive zone influences on overall operating condition of blast furnace such as gas flow, temperature distribution and chemical reactions. Because many previous blast furnace models assumed cohesive zone to be fixed, they can't evaluate change of cohesive zone shape by operation condition such as PCR, blast condition and production rate. In this study, an axi-symmetric 2-dimensional steady state model is proposed to simulate blast furnace process using the general purpose-simulation code. And Porous media is assumed for the gas flow and the potential flow for the solid flow. Velocity, pressure and temperature distribution for gas and solid are displayed as the simulation results. The cohesive zones are figured in 3 different operating conditions.

• 화약ㆍ발파
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• 제37권3호
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• pp.1-12
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• 2019

폭발 해석 모델의 해석 방법은 직접적 해석과 간접적 해석으로 구별되며, 간접적 해석으로는 반경험적 해석 방법과 수치 해석적 방법으로 나뉜다. 본 연구에서는 반경험적 모델 해석의 프로그램인 ELS 폭발 해석 프로그램의 적용성을 평가하기 위해, 단순 해석 모델을 선정하고 다양한 반경험적 해석 프로그램인 AT-Blast, RC-Blast와 Kinney와 Graham의 경험식을 이용하여 자유 공중 폭발과 지표면 폭발에서의 폭발 하중 특성을 검토하였다. 단순 해석 모델에 대해 환산거리와 입사각에 대한 폭발 압력을 해석한 결과, 자유 공중 폭발 해석에서 환산거리의 범위는 $0.3{\sim}0.461m/kg^{1/3}$이고, 지표면 폭발 해석에서 환산거리의 범위는 $0.378{\sim}0.581m/kg^{1/3}$ 일 때 적합한 해석을 수행할 수 있으며, 입사각의 경우에는 $45^{\circ}$ 이내에서 해석한 결과가 적합한 것으로 판단된다.

• Steel and Composite Structures
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• 제45권3호
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• pp.389-408
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• 2022

Residual capacity is defined as the load carrying capacity of an RC column after undergoing severe damage. Evaluation of residual capacity of RC columns is necessary to avoid damage initiation in RC structures. The central aspect of the current research is to propose an empirical formula to estimate the residual capacity of RC columns after undergoing severe damage. This formula facilitates decision making of whether a replacement or a repair of the damaged column is adequate for further use. Available literature mainly focused on the simulation of explosion loads by using simplified pressure time histories to develop residual capacity of RC columns and rarely simulated the actual explosive. Therefore, there is a gap in the literature concerning general relation between blast damage of columns with different explosive loading conditions for a reliable and quick evaluation of column behavior subjected to blast loading. In this paper, the Arbitrary Lagrangian Eulerian (ALE) technique is implemented to simulate high fidelity blast pressure propagations. LS-DYNA software is utilized to solve the finite element (FE) model. The FE model is validated against the practical blast tests, and outcomes are in good agreement with test results. Multivariate linear regression (MLR) method is utilized to derive an analytical formula. The analytical formula predicts the residual capacity of RC columns as functions of structural element parameters. Based on intensive numerical simulation data, it is found that column depth, longitudinal reinforcement ratio, concrete strength and column width have significant effects on the residual axial load carrying capacity of reinforced concrete column under blast loads. Increasing column depth and longitudinal reinforcement ratio that provides better confinement to concrete are very effective in the residual capacity of RC column subjected to blast loads. Data obtained with this study can broaden the knowledge of structural response to blast and improve FE models to simulate the blast performance of concrete structures.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.353-362
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• 1999

본 연구에서는 콘크리트 중력식 댐의 임계균열길이가 계산되었으며 또한 복합균열의 균열선단에서 유효응력 확대계수의 변화량이 조사되었다. 작용하중으로는 댐 상부면에 작용하는 정수압과 댐의 균열면에 작용하는 수압 및 자중으로 구성된 정하중, 그리고 댐 주위에서 발파작업이 수행되는 경우에 고려될 수 있는 발파진동 및 동수압으로 구성된 동하중이 사용되었다. 균열이 발생한 위치와 방향 및 발파진동의 크기에 따라 임계균열길이가 계산되었으며, 또한 복합균열의 형태 및 균열선단 간의 이격거리에 따른 유효응력확대계수의 변화량이 검토되었다.

• 한국기계가공학회지
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• 제11권3호
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• pp.130-137
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• 2012

Blast walls are integral structures at the typical offshore topside module to provide safety barriers for personnel and critical equipment against any blast loading and hydrocarbon explosions. The blast wall structures are usually configured with stainless steel. It can be referred as the good mechanical properties of the stainless steel against blast load, which features the characteristics of significant energy absorption and ductility. In this study, the proposed designs of corrugated panel are examined in order to determine the best design which satisfies the design criteria. The criteria on maximum deflection and stress are used to decide the best design. The effect of inclined angle of profile on deformation characteristics of blast wall is also performed. The numerical study was performed by using NX Nastran 7.5.

• 화약ㆍ발파
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• 제28권2호
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• pp.17-27
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• 2010

현대사회의 발전과 더불어 기술적인 진보는 물론이고 보안물건의 의미, 형태 및 종류가 다양해지고 있지만, 총포도검화약류등단속법은 1961년에 제정된 이래 2010년 지금까지 현실적으로 개정이 되지 않아 화약류사용 및 저장에서 행정상의 문제점이 제기되고 있다. 따라서 본 연구에서는 정부기관에 질의된 민원인들의 질의 및 회시에 대한 관련사례를 조사하고 이들 보안물건 등급에 대한 영향을 분석하기 위해서 음압해석 시뮬레이션 프로그램인 ENPro 3.1을 이용하여 화약류저장소 폭발시의 폭풍압에 대한 시뮬레이션을 하고, 전달된 폭풍압의 피해영향 규모를 비교하여 공학적인 방법으로 현행 보안물건의 등급에 따른 보안거리의 규정에 대한 문제점을 연구하였다. 그 결과 저장소 주변의 지형 및 지물을 고려하지 않은 1종 보안물건의 법률상의 보안거리 440m에서의 폭풍압 크기와 지형지물을 고려한 실제 이격거리 309m에서의 폭풍압 크기를 분석 대비한 결과 각각 138dB(L)과 123dB(L)로 계산되었다. 따라서 지형지물이 있는 경우가 근거리에 보안물건이 존재하더라도 440m의 경우보다 309m 지점에서 지형지물이 존재하면 약 15dB(L)이 작은 수치를 보여 근거리의 보안물건이 더욱 폭풍압의 영향이 적은 것으로 나타났다. 그래서 저장소 주변의 지형지물이 고려되지 않은 보안거리의 적용은 부적합하므로 저장소의 주변환경을 고려한 공학적 분석결과에 의해 보안거리가 적용되어야 할 것으로 사료된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제6권1호
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• pp.25-40
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• 2004

밀장전한 암반발파공에서 화약폭발로 전파되는 초음속 충격파는 암반중에 전파되면서 차자로 저음속 충격파, 소성파, 탄성파로 변화된다. 이 연구는 발파압력파의 최대압력 도달시간 산정에 중점을 두었고 연계된 논문 I (the companion paper)에서는 최대 발파업력 산정에 중점을 두었다. 이 연구에서 최대압력 도달시간을 화약밀도, 단열지수, 폭광파속도, 감쇠지수, 동적항복강도, 소성파속도, 암반밀도, 탄성파속도, Hugoniot 상수의 함수식으로 유도하였다 최대합력 도달시간에 대한 매개변수분석 결과 암반특성치가 화약특성치보다 더 크게 영향을 미쳤다. 최대압력 도달시간의 확률분포는 화약과 암반 특성치의 확률분포로부터 Rosenblueth 확률모델로 조합하여 산출되었다. 화약과 암반특성의 불확정성이 발파진동의 불확정성에 미치는 영향을 수치해석으로 분석하였다. 불확정성 분석결괴 화약특성보다 암반특성의 불확정성이 발파진동에 더 크게 영향을 미쳤다. 수치해석 분석결괴 최대 발파양력과 최대양력 도달시간의 바인 하중재하율이 발파진동에 큰 영향을 미쳤다. 또한 화약특성보다 암반특성이 하중재하율에 더 크게 영향을 미쳤다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제32권2호
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• pp.351-370
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• 2009

This paper presents a computational study for the structural response of blast loaded metallic sandwich panels, with the emphasis placed on their failure behaviours. The fully-clamped panels are square, and the honeycomb core and skins are made of the same aluminium alloy. A material model considering strain and strain rate hardening effects is used and the blast load is idealised as either a uniform or localised pressure over a short duration. The deformation/failure procedure and modes of the sandwich panels are identified and analysed. In the uniform loading condition, the effect of core density and face-sheets thicknesses is analysed. Likewise, the influence of pulse shape on the failure modes is investigated by deriving a pressure-impulse (P-I) diagram. For localised loading, a comparative study is carried out to assess the blast resistant behaviours of three types of structures: sandwich panel with honeycomb core, two face-sheets with air core and monolithic plate, in terms of their permanent deflections and damage degrees. The finding of this research provides a valuable insight into the engineering design of sandwich constructions against air blast loads.