-
1. ์ ๋ก
-
2. ํญ๋ฐ ํ ํ์ฌ ๋ณตํฉ์์์คํ ๊ตฌ์ฑ
-
2.1 ๋ค์ํ ๊ทนํํ์ฌ ์๋๋ฆฌ์ค
-
2.2 ํญ๋ฐ ํ ํ์ฌํ์ค ์๋๋ฆฌ์ค ์ ์
-
2.3 ์ํธ์ ์
-
2.4 ํญ๋ฐ์คํ ๊ตฌ์ฑ
-
2.5 ํ์ฌ์คํ ๊ตฌ์ฑ
-
3. ํญ๋ฐ ์ ํญ์ฑ๋ฅ ์คํ
-
4. ํญ๋ฐ ํ ํ์ฌ ์ ํญ์ฑ๋ฅ ์คํ
-
4.1 ์ํธ์ ์ธ๊ด ๋ถ์
-
4.2 ์ํธ์ ์จ๋ ๋ถํฌ
-
4.3 ๊ธด์ฅ๋ ฅ ๋ณํ
-
5. ๊ฒฐ ๋ก
1. ์ ๋ก
ํ๊ตญํ ํ์ค์์ (OPR)์ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ํ ์์ถ์ ๋ตํ ์ ํ์์ (APR) ๊ฒฉ๋ฉ๊ฑด๋ฌผ์ ๊ตฌ์กฐ์ ์์ ์ฑ์ด ๊ฒ์ฆ๋์์์๋ ๋ถ๊ตฌํ๊ณ , ๊ตฌ ์๋ จ ์ฒด๋ฅด๋
ธ๋น ์ฌ๊ณ ๋ก๋ถํฐ
๊ฐ์ธ๋์ด ์๋ ์ฌํ์ ์ธ ๋ถ์๊ฐ๊ณผ ํ
๋ฌ ๋ฐ ์ ์ ๋ฐ์๊ฐ๋ฅ์ฑ์ ์ฆ๊ฐ๋ก ์ฌํ๊ธฐ๋ฐ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ๋์ ์์ ์ฑ์ ๋ํ ๊ธฐ๋๊ฐ ์ ์ฐจ ์ฆ๊ฐํ๊ณ ์๋ค. ํนํ, ์๋์ ์ผ๋ก
ํญ๋ฐ ๋ฐ ๊ณ ์จ์ ์ทจ์ฝํ 2๋ฐฉํฅ ํ๋ฆฌ์คํธ๋ ์คํธ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ(Prestressed Concrete, PSC)๊ฐ ์ ์ฉ๋ ์์ ๊ฒฉ๋ฉ๊ฑด๋ฌผ(Prestressed Concrete
Containment Vessel, PCCV)์ ๊ฒฝ์ฐ ๊ทนํํ์ค์ ๋ํ ์์ ํ๊ดด๋ฉ์ปค๋์ฆ ๋ฐ ์์ ์ฑ ๊ฒํ ์ ๋ํ ์ฐ๊ตฌ์ ์ค์์ฑ์ด ๋ถ๊ฐ๋๊ณ ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์
์์๋ ฅ ๋ดยท์ธ๋ถ ํญ๋ฐ ๋ฑ ํญ๋ฐํ์ค์ ๋ํ ์์ ๊ฒฉ๋ฉ๊ฑด๋ฌผ์ ๋ถ๊ดด ๋ฐ ์์์ผ๋ก ์ธํ ์ฌ๊ณ ๋ฅผ ๋ฐฉ์งํ๊ธฐ ์ํ์ฌ ๋ฐ์ ๊ฐ๋ฅํ ํญ๋ฐ ๋ฐ ํ์ฌ ๊ทนํ ์๋๋ฆฌ์ค์ ๋ํ์ฌ
๋ฐฉ์ฌ๊ฐ๋
์ด ๋์
๋ ์์ ๊ฒฉ๋ฉ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ์ค๊ณ๊ฐ ์ด๋ฃจ์ด์ ธ์ผ ํ๋ค. ์ค์ ํญ๋ฐ ๋ฐ ํ์ฌ์ ๊ฐ์ ๊ทนํํ์ค์ ์ง์ฝ๋ ์๋์ง์ ๊ธ์์ค๋ฐ ๋ฐฉ์ถ๋ก ์ธํด ๋์ ์๋ ฅ์
๊ฐ์ง๋ ํ(wave)๋ฅผ ํ์ฑํ๊ณ , ์ด๋ ์ฃผ๋ณ์ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ด๋ ์ธ๋ช
์ ์น๋ช
์ ์ธ ์์์ ๊ฐํ๊ฒ ๋๋ค. ์ด์ ๊ฐ์ ๋์ ์๋ ฅ์ ๊ฐ์ง๋ ๊ทนํํ์ค์ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ๋งค์ฐ
์งง์ ์๊ฐ๋์ ์์ฉํ์ฌ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ๊ฐ์์ค๋ฐ ๋ถ๊ดด์ ํจ๊ป ๋๋์ ์ธ๋ช
ํผํด๋ฅผ ๋ฐ์์ํค๊ฒ ๋๋ค.1-5)
๊ตญ๋ด ํญ๋ฐ, ํ์ฌ ๋ฑ ์ธ์ ์ฌํด์ ๋ํ ์ฐ๊ตฌ๋ 1990๋
๋๋ถํฐ ์๋ฐฉ๋ฐฉ์ฌ์ฒญ, ๋ฐฉ์ฌํํ, ๊ตญ๋ฆฝ๋ฐฉ์ฌ์ฐ๊ตฌ์ ๋ฑ์ ์ฐ๊ตฌ์ ๋ฐ ํ๊ณ์์ ๋ณธ๊ฒฉ์ ์ผ๋ก ์์๋์์ผ๋
๋๋ถ๋ถ ์ฌํด์ ๋ํ ๋ฐฉ์ฌ๋์ฑ
๋ฐ ๋ํผ๋์ฑ
์ ๋ํ ์ฐ๊ตฌ๋ง์ด ์ํ๋์๋ค. ๋ถํ์ค์ฑ์ ๊ฐ์ง๊ณ ์๋ ํญ๋ฐ, ํ์ฌ ๋ฑ์ ๊ทนํํ์ค์ ๊ฒฝ์ฐ Fig. 1๊ณผ ๊ฐ์ด
ํ์ฌ์ ๋นํ์ฌ ๋ฐ์๊ฑด์๋ 1/6 ์ดํ๋ก ์ ๊ฒ ๋ฐ์ํ๋, ์์ค๋ฌผ ํ๊ดด ๋ฑ์ ์ํ ์ฌ์ฐํผํด์ก์๋ ํ์ฌ ํผํด๊ท๋ชจ์ ์ ์ฌํ๊ฒ ๋ฐ์ํ๋ ๊ฒ์ ํ์ธํ ์ ์๋ค.
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์ ๋ค๋ฃจ๊ณ ์ ํ๋ ํญ๋ฐ, ํ์ฌํ์ค์ ๋ฐ๋ 2๋ฐฉํฅ PSC ์์ ๊ฒฉ๋ฉ๊ฑด๋ฌผ์ ๋ํ ๋ณตํฉ์์ ๊ด๋ จ ์ฐ๊ตฌ๋ ๋ช๋ช ์ฐ๊ตฌ์์ ์ํด ์๋๋๊ณ ์์ผ๋ ํ์ฌ๊น์ง
์ง์ฝ์ ์ผ๋ก๋ง ์ด๋ฃจ์ด์ง๊ณ ์์ผ๋ฉฐ, ๊ตญ๋ด ์์ ์ค๊ณ ์ ๊ทนํํ์ค์ ๋ํ ๋ฐฉ์ฌ์ค๊ณ๋ฅผ ๊ณ ๋ คํ๊ณ ์์ง ์๋ ์ค์ ์ด๋ค. ๊ณผ๊ฑฐ ์ฐ๊ตฌ์ ์ํด ๋์ถ๋ PCCV ๊ทนํํ์ค์
๊ดํ ์คํ ๋ฐ์ดํฐ๋ ๋ณด์์์ ์ด์ ๋ก ๊ฑฐ์ ๊ณต๊ฐ๋์ง ์๊ณ ์์ผ๋ฉฐ, ๊ตฌ์กฐ ์๊ตฌ์ฌํญ์ ๋ํ ๋ฏผ๊ฐ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ ์ค๊ณ๊ธฐ์ค์ ๋ช
ํํ ๊ธฐ์ค์ด๋ ๊ท๊ฒฉ์ด ์๋ ์ค์ ์ด๋ค.6-10)
Fig. 1
Damage occurrence by blast and fire load
PCCV์ ํญ๋ฐ ๋ฐ ํ์ฌํ์ค๊ณผ ๊ฐ์ ํน์ํ์ค์ ๊ฐํ ๊ฒฝ์ฐ, ๋งค์ฐ ๋น ๋ฅธ ์๊ฐ๋์ ํ์ค์ด ์์ฉํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์ค์ ์ํฉ์ ๋ชจ์ฌํ๋ ์คํ ์ํ์ด ๋ถ๊ฐ๋ฅํ๊ฑฐ๋
์คํ์ด ๊ฐ๋ฅํ๋๋ผ๋ ๋์ ๋ณํ๋ฅ ์๋๋ก ์ธํ์ฌ ๋ฐ์ดํฐ ๊ณ์ธก์ด ์ฝ์ง ์๋ค. ๋ํ, ๊ณ ๊ฐ์ ์คํ ๋น์ฉ, ์คํ์ ์ํํ ์ ์๋ ์ฅ์, ํ์ค ์ฌํ ๋ฐฉ๋ฒ
๋ฑ ์คํ์ ์ ์ฝ์กฐ๊ฑด์ผ๋ก ์ธํด ๋ฐ๋ณต์คํ์ด ๋ถ๊ฐ๋ฅํ๊ณ ์คํ ์ํ ๋ํ ์ํํ์ง ์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ฏ๋ก PSC ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ์์๋ ํ๊ฐ๋ฅผ ์ํํ ๊ฒฝ์ฐ ํด์์ ์ผ๋ก ๋ฐ์
์ ๊ทผํ ์๊ฐ ์์ผ๋ฉฐ, ์ด๋ฅผ ์ํด์๋ ์ ๋ฐํด์๊ธฐ๋ฒ(High Fidelity Physics Based, HFPB)์ ๊ตฌ์ถ์ด ๋ฐ๋์ ํ์ํ๋ค. ์ ๋ฐํด์๊ธฐ๋ฒ์
high strain rate์ ์ ํฉํ ์ฌ๋ฃํน์ฑ, ์ค์ ๊ฐํด์ง๋ ํญ๋ฐํ์ค๊ณผ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ๋์ ๊ฑฐ๋๊ณผ ๊ฐ์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ํ์์ ์ ๋ขฐ์ฑ ์๊ฒ ๋ฌ์ฌํ ์ ์์ผ๋ฉฐ,
์ ์ฒด ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ๊ณ ์ ๋ณํ์จ์ ์ ํฉํ ๊ฒฝ๊ณ์กฐ๊ฑด์ ์ ์ ํ์ฌ ์ค์ ์คํ์ํ์ด ๋ถ๊ฐ๋ฅํ ๊ฒฝ์ฐ, ์ ์ผํ ๊ฐ์์ ์คํ๋๊ตฌ๋ก ํ์ฉํ ์ ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์ค์ ํญ๋ฐํ์ค์
๋ํ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ๊ฑฐ๋์ ์์ธกํ ์ ์๋ค. ์ด๋ฌํ ์ ๋ฐํด์์ LS-DYNA์ ๊ฐ์ explicit time integration์ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ํ
ํด์์ด ์๊ตฌ๋์ง๋ง ์ค์ ํญ๋ฐ๊ณผ ํ์ฌ ์คํ์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ํตํด ์ป์ด์ง ๋ฐ์ดํฐ์ calibration์ด ๋์ง ์๋๋ค๋ฉด ์ ๋ฐํด์์ ์ ๋ขฐ์ฑ์ด ๋จ์ด์ง๊ฒ ๋๋ค.
๋ฐ๋ผ์, ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์ ๋ฐํด์๊ณผ์ calibration์ ์ํด, ์ ๋ฐ ๊ณ์ธก์์คํ
์ ๊ตฌ์ถํ๊ณ ๊ตฌ์กฐ์ ์ธ ๋ณ์์ ์ฝ์กฐ๊ฑด์ ์ต์ํํ์ฌ ์์ ๊ฒฉ๋ฉ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ๋ฒฝ์ฒด๋ฅผ
๋์์ผ๋ก 1,400 ร 1,000 ร 300 mm ํฌ๊ธฐ์ 2๋ฐฉํฅ PSC ํจ๋๋ถ์ฌ๋ฅผ ์ ์ํ์ฌ ํญ๋ฐ, ํ์ฌ, ํญ๋ฐ ํ ํ์ฌ ์ ํญ์ฑ๋ฅ์ ๋ถ์ํ๊ธฐ ์ํ ๋ณตํฉ๊ทนํํ์ค
์คํ์ ์ํํ๊ณ ์ ํ๋ค. PSC ๋ถ์ฌ์ ๋ณตํฉ๊ทนํํ์ค์ด ์์ฉํ ๊ฒฝ์ฐ, ์ํธ์ ํ๊ดดํํ, ์๋์งํก์๋ ฅ, ๋ณ์ ๋ฐ ๊ธด์ฅ๋ ฅ ์์ค, ๊ฐ์๋ ๋ณํ, ํ์ฌ ์
์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ถ์ฌ์ ์ ๋ฌ๋๋ ์ด์ ๋ฌ ๋ถํฌ, ํ๋ฉด ์์ ๋ฑ ์ํธ์ ๋ดํ์ฑ๋ฅ์ ์ข
ํฉ์ ์ผ๋ก ๋ถ์ํ์ฌ FEM์์ ์ฌ์ฉํ ์ ์๋ ์ ๋ฐ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ํ๋ณดํ๊ณ ์ ํ๋ค.
2. ํญ๋ฐ ํ ํ์ฌ ๋ณตํฉ์์์คํ ๊ตฌ์ฑ
2.1 ๋ค์ํ ๊ทนํํ์ฌ ์๋๋ฆฌ์ค
ํฐ๋ ๋ฐ ์งํ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์์ ๋ค์ํ ํ์ฌ๊ฐ ๋ฐ์ ์ ์ ํ์ ํ์ธํ๊ธฐ ์ํด ๊ตญ์ ์ ์ธ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ์งํ๋์๋ค. Fig. 2์ ๊ฐ์ด Cellulosic curve๋
KS F 2257, ISO 834 ๋ฑ์ ๊ท์ ๋์ด ์๋ ํ์ค์๊ฐ๊ฐ์ด์จ๋๊ณก์ ์ผ๋ก, ์ค๋ฌผ ํฌ๊ธฐ์ ๋ชจํ ํ์ฌ์คํ์ ์ฌ๋ฌ ๋ฒ ํํ์ฌ ์ป์ ์จ๋์ธก์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๊ธฐ์ด๋ก
๊ฒฐ๊ณผ์๊ฐ๊ณผ ์จ๋๋ณํ์์ ๊ด๊ณ๋ฅผ ๋ํ๋ธ ๊ณก์ ์ด๋ค. 5๋ถ ์ด๋ด์ 450ยฐC ์ด์์ผ๋ก ๊ธ์๋๋ก ์ฌ๋ผ๊ฐ๋ ํ์ฌ ๋ฐ์ ํ 140๋ถ๊น์ง ์๋งํ ๊ณก์ ์ ๋ณด์ด๊ณ
์๋ ํํ์ด๋ค.
Fig. 2
Fire scenario curves (RABT, RWS, ISO 834)
RWS (Rijkswaterstaat) ๊ณก์ ์ 1979๋
๋ค๋๋๋์ TNO์ ์ํด Rijkswaterateaat tunnel์์ ์ํ๋ ์คํ ๊ฒฐ๊ณผ์
์ํ ๊ฒ์ด๋ฉฐ, ์ต์
์ ์ํฉ์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ณํ์์ผ๋ก ์ฐ๋ฃ๋ ์์ ๋ฅผ ์ฑ์ด ์ ์กฐ์ฐจ์ ํ์ฌ๊ฐ ๋ฐ์ํ์ ์ ์ด๋ฐฉ์ถ์จ์ด 300 MW์ ํ์ฌํ์ค์ ๊ฐ์ง๋ฉฐ, 120๋ถ
๋์ ์ง์๋๋ ํ์ฌ์ ๋ฐํ์ ๋๊ณ ์๋ค. ์ด ๊ณก์ ์ ๋ค๋ฅธ ์จ๋๊ณก์ ์ฒ๋ผ 5๋ถ ์ด๋ด 1,000ยฐC์ด์ ์์นํ์ฌ ๋จ๊ณ์ ์ผ๋ก 1,350ยฐC์ ์ต๊ณ ์จ๋์ ๋๋ฌ
ํ ์ฒ์ฒํ ๊ฐ์ํ๋ ํ์์ผ๋ก ์ ์กฐ์ฐจ๋ด์ ์ฐ๋ฃ ๋ฐ ์์ ์ ์ํ ๋จ๊ณ์ ํ์ฌ์จ๋์ ๊ธฐ์ธํ๊ณ ์๋ค.
๋ง์ง๋ง์ผ๋ก RABT (Richtlinien fรผr die Ausstattung und den Betrieb von Straฮฒentunneln) ๊ณก์ ์
Eureka 499 (1990-1992) ํ๋ก์ ํธ์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ก์ ๋
์ผ์์ ๊ฐ๋ฐ๋์๋ค. ์ด RABT ๊ณก์ ์ 5๋ถ ๋ด 1,200ยฐC์ ๋๋ฌํ์ฌ 30๋ถ๊ฐ ์ง์๋
ํ 110๋ถ ๋์ ๋๊ฐ๋๋ ํ์์ ๋ณด์ด๊ณ ์์ผ๋ฉฐ, ํฐ๋ ๋ด ์๋์ฐจ, ํํ ํธ๋ ์ผ๋ฌ ๋ฐ ๊ธฐ์ฐจ์ ์งํ์ฒ ์ ๋ํ ์ค๋ฌผํ์ฌ์คํ์์ ์ป์ด์ง ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ํ ๋๋ก ๋ง๋ค์ด์ง
์๊ฐ๊ฐ์ด์จ๋๊ณก์ ์ด๋ค. Eureka 499 ํ๋ก์ ํธ์์ ์คํ ๋์์ ์ต๊ณ ์จ๋๋ 1,000ยฐC ์ดํ์ด์ง๋ง ์ต๊ณ ์จ๋๊ฐ ์ง์๋ ์๊ฐ์ ์ต์ 15-80๋ถ๊น์ง
์ง์๋๋ฉฐ, ์ด๋ฌํ ๊ฒฐ๊ณผ์ ๋ฐ๋ผ RABT ๊ณก์ ์์ 30๋ถ๊ฐ ์ง์๋๋ ์ต๊ณ ์จ๋๋ ํน์ ํ ๊ฒฝ์ฐ์ ๋ฐ๋ผ 60๋ถ๊น์ง ์ฐ์ฅ๋ ์ ์๋ค. ๋ํ, ๋๊ฐ๋๋ ์๊ฐ๋
์ํฉ์ ๋ฐ๋ผ ๋ฌ๋ผ์ง๋๋ฐ ์ผ๋ณธ์์๋ ๋๊ฐ๋๋ ์๊ฐ์ 120๋ถ์ผ๋ก ํ๊ณ ์๋ค.
์ต๊ทผ ์ค์จ๋ด์ Runehamar tunnel (2003)์์์ ์ค๋ฌผ์คํ๊ฒฐ๊ณผ๋ Fig. 2์์์ ๊ฐ์ด RABT curve์ ๊ฐ์ ํ์์ ๋ณด์๊ณ , ์ต๊ณ ์จ๋๋
RWS์ ์ ์ฌํ ์จ๋๋ฅผ ๋ณด์๋ค. ์ด์ ๊ฐ์ด ์ข
๋ฅ๋ณ ์๊ฐ๊ฐ์ด์จ๋๊ณก์ ๋ฐ Runehamar ์คํ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์ดํด๋ณด๋ฉด ์จ๋๊ณก์ ํ์ ๋ฐ ์ต๊ณ ์จ๋๋ RABT ๋ฐ
RWS ์จ๋๊ณก์ ๊ณผ ์ ์ฌํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ณด์ด๊ณ ์์ง๋ง ํ์ฌ์๊ฐ์ RABT curve์ ์ ์ฌํจ์ ์ ์ ์๋ค.4,11,12)
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์ ํญ๋ฐ๋ก ์ธํ ํ์ฌ๋ ๋ฐํ์๋๊ฐ ๋งค์ฐ ๋น ๋ฅด๊ณ ํต์์ ์ผ๋ก ํญ๊ณต์ ์ ๊ฐ์ ์ ๋ฅ๋ ์ด๊ธฐ์์ ๋ถํฐ ์ต๋์จ๋๊ฐ 1,100ยฐC ์ด์ ๋ฌํ๋ค๊ณ ๊ฐ์ ํ๊ณ
์๋ค.12) ๋ฐ๋ผ์ ๋ชจ์ฌํ๊ณ ์ ํ๋ ํ์ฌ์๋๋ฆฌ์ค์ ์ ์ฌํ ๋
์ผ ๊ตํต์ฑ ๋๋ก๊ฑด์ค๋ถ๊ฐ ๊ท์ ํ๊ณ ์๋ RABT ํ์ฌ์๋๋ฆฌ์ค๋ก ์ค์ ํ์ฌ ์คํ์ ์ํํ์๋ค.
2.2 ํญ๋ฐ ํ ํ์ฌํ์ค ์๋๋ฆฌ์ค ์ ์
2๋ฐฉํฅ ํ๋ฆฌ์คํธ๋ ์คํธ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ํญ๋ฐ ํ ํ์ฌ์ ์ํ ๋ณตํฉ์์์ ํ์ธํ๊ธฐ ์ํ์ฌ APR-1400 ์์ ๊ฒฉ๋ฉ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ๋์์ผ๋ก ์ธ๋ถ ์ถฉ๊ฒฉ์๋ ฅํ์ค์
๋ํ์ฌ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ ์๋๋ฆฌ์ค๋ฅผ ๊ตฌ์ฑํ์๋ค. ๊ตญ๋ด ์์ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ๋๋ถ๋ถ์ ๊ทนํํ์ค์ ๊ณ ๋ คํ ์ค๊ณ๊ฐ ๋ถ์กฑํ์ง๋ง, ํ๋์ค Flamatome์ฌ์์ ์ค๊ณํ์ฌ
์ธ๋ถ ์ถฉ๊ฒฉ์๋ ฅํ์ค์ ๋ํ์ฌ ๊ฐ์์ ์๋ ฅํ๋ฅผ ๊ฒฌ๋ ์ ์์ด์ผ ํ๋ฉฐ, 350 m/s์ ์๋์ 0.005 MPa, 300 ms๋์ ํญ๋ฐ์ ๋ํ ๊ทนํํ์ค
์ค๊ณ๊ฐ ์ด๋ฃจ์ด์ง ์ธ์ง 1, 2ํธ๊ธฐ์ ๋์ผํ ํญ๋ฐ์๋๋ฆฌ์ค๋ฅผ ๊ตฌ์ฑํ์๋ค. ์ด๊ธฐ ์ถฉ๊ฒฉ๋์ ๋งค์ฐ ์์ผ๋ 300 ms ๋์ ์ง์๋๋ฏ๋ก ๋์ผํ ์ถฉ๊ฒฉ๋์ ๋ฐ๋ฅธ
์ฅ์ฝ๋์ ConWEP ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ํตํด ์ฐ์ ํ์์ผ๋ฉฐ, ์ค์ ํญ๋ฐํ์ค ์๋๋ฆฌ์ค๋ฅผ ์คํ์ ์ ์ฉ์ํค๊ธฐ ์ํ์ฌ ํญ๋ฐ๋ฌผ์ ์ข
๋ฅ์ ์ด๊ฒฉ๊ฑฐ๋ฆฌ๋ ์คํ์กฐ๊ฑด์ ๋ง์ถ์ด
์์ํ์์ ๊ฐํ๊ธฐ ์ํด ANFO 25 kg์ ์ํธ์ผ๋ก๋ถํฐ 1.0 m ๋์ด์์ ํญ๋ฐ์ํค๋๋ก ์ ์ ํ์๋ค.13) ๋ํ ๋์์ ํญ๋ฐ๋ก ์ธํ ํ์ฌ๊ฐ ๋ฐ์ํ๋ค๋ ๊ฐ์ ์ผ๋ก ํญ๋ฐ ํ ํ์ฌ์๋๋ฆฌ์ค๋ฅผ ๊ตฌ์ฑํ์๋ค. ์ค์ ๋ฐ์ํ๋ ํญ๋ฐ ํ ํ์ฌ๋ ๊ทนํ๋ณตํฉํ์ค์ด ์ฐ์์ ์ผ๋ก ๋ฐ์ํ๋
๊ฒ์ด ์ผ๋ฐ์ ์ด๋, ๋ณตํฉ์์์คํ์ ๋์์ ์งํํ ๊ฒฝ์ฐ ์คํ ์ธก์ ์กฐ๊ฑด ๋ฐ ์คํ์ฅ์์ ์ ์ฝ๊ณผ ์ผ์ ์์์ ์ฐ๋ ค ๋ฑ์ผ๋ก ์ธํ์ฌ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์คํ์ ์ ์ฝ์กฐ๊ฑด์ผ๋ก
์ธํด ํญ๋ฐํ์ค์ ๋ฐ์์ํจ ํ ํ์ฌ์คํ์ ์ถ๊ฐ์ ์ผ๋ก ์งํํ๋ ๋ฐฉ์์ผ๋ก ์คํ์ ์ํํ์๋ค. ๋ค๋ง ํญ๋ฐ์คํ๊ณผ ํ์ฌ์คํ์ ๋ถ๋ฆฌ์งํ ํ์์ ๊ฒฝ์ฐ, ์ด๋ ์
์ํธ์ ์์์ฌ๋ถ, ๊ธด์ฅ๋ ฅ ์์ค, ์จ๋, ์ต๋ ๋ฑ ํ๊ฒฝ์์ธ์ด ๋ณํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์ธ์ ์์ธ์ ์ค์ด๊ธฐ ์ํ์ฌ ๊ธด์ฅ๋ ฅ ์ธก์ , ๊ท ์ด ํ๊ธฐ, ์คํ์ผ์ ๋ฑ์ ๋ฉด๋ฐํ
ํ์ธํ์๋ค.
2.3 ์ํธ์ ์
ํญ๋ฐ ํ ํ์ฌ์ ํญ์ฑ๋ฅ์ ๊ฒํ ํ๊ธฐ ์ํด ์คํ์ ์กฐ๊ฑด์ ๋ง์ถ์ด Fig. 3๊ณผ ๊ฐ์ด 1,400 ร 1,000 ร 300 ํฌ๊ธฐ๋ก ์ ์ ํ๊ณ , ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ(RC),
ํ๋ฆฌ์คํธ๋ ์ค ํ
๋์ผ๋ก๋ง ๋ณด๊ฐ๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ(PSC), ํ๋ฆฌ์คํธ๋ ์ค ํ
๋๊ณผ ์ฒ ๊ทผ์ผ๋ก ๋ณด๊ฐ๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ(PSRC, ์ผ๋ฐ์ ์ธ PSC), ์ธ ๊ฐ์ง ์ข
๋ฅ๋ก 2๋ฐฉํฅ
ํ๋ฆฌ์คํธ๋ ์คํธ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ์ฌ๋๋ธ๋ฅผ ์ ์ํ์๋ค. ์ ์ ๋ ๋์๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ธ ์์ ๊ฒฉ๋ฉ๊ฑด๋ฌผ ๋ฒฝ์ฒด๋ฅผ ๋ชจ์ฌํ๊ธฐ ์ํ์ฌ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ๊ณผ ๋์ผํ ์ฒ ๊ทผ๋น์ธ 0.024, PS ํ
๋๋น๋
0.0107์ ์ ์ฉํ๊ณ , ๊ฐ ํ์ค๋ณ๋ก ์์์ ๋ฐ์ ์ํธ์ ๋น๊ต ๊ฒํ ํ๊ธฐ ์ํด Table 1๊ณผ ๊ฐ์ด ํญ๋ฐ, ํ์ฌ, ํญ๋ฐ ํ ํ์ฌ์ํธ์ผ๋ก ๋๋์ด ์ ์ํ์๋ค.
๋ค๋ง, ์์ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ ์ค๊ณ ์ ํ์ฌ๋ ๋ฐฉ์ฌ๋ฅ ๋์ถ๋ฐฉ์ง๋ฅผ ์ํด ํฌํจ๋์ด ์๋ ๋ผ์ด๋ํ๋ ์ดํธ๋ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ๊ทนํ์ํฉ์ ๋ฐ๋ฅธ ๋ถ์ฌ ๊ฑฐ๋์ ๋ชจ์ฌํ๊ธฐ ์ํ์ฌ
์ ์ธํ์๋ค. RC, PSRC ์ํธ์ ๊ฒฝ์ฐ D13 ์ฒ ๊ทผ์ ์ฌ์ฉํ์ฌ 100 mm ๊ฐ๊ฒฉ์ผ๋ก ์๋จ๋ฐฐ๊ทผ ํ์์ผ๋ฉฐ, ๋์๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊ฐ๋์ ๋์ผํ๋๋ก 40
MPa ๊ฐ๋์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ฐฐํฉ์ ์ฌ์ฉํ์๋ค. PS ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ์ฌ์ฉ๋ PS ๊ธด์ฅ์ฌ๋ ์ค์ ์์ ๊ฒฉ๋ฉ๊ฑด๋ฌผ์ ์ ์ฉ๋์ด ํจ์จ์ ์ธ ๊ตฌ์ํจ๊ณผ๋ฅผ ๋ฐํ์ํฌ ์ ์๋
ํญ๋ณต๊ฐ๋ 1,600 MPa, ๊ทนํ๊ฐ๋ 1,730 MPa, ๋จ์์ค๋ 1.101 kg/m3์ 15.2 mm PS ๊ฐ์ฐ์ ์ ์ฌ์ฉํ์ฌ ๊ธด์ฅํ์๋ค. ์์ ๊ฒฉ๋ฉ๊ฑด๋ฌผ์ ๋น๋ถ์ฐฉ ํฌ์คํธํ
์
์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ด๋ฏ๋ก, ๋์๊ตฌ์กฐ๋ฌผ ๋ํ 80 mm ์ฌ์ค๊ด์ ์ค์นํ์ฌ ๊ธด์ฅ ํ ๊ทธ๋ผ์ฐํ
์ ํ์ง ์์ ๋น๋ถ์ฐฉ ํ๋ฆฌ์คํธ๋ ์คํธ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ๋ก ์ ์ํ์๋ค. ๊ธด์ฅ ์ PS ๊ฐ์ฐ์ ์ ์ฃผ์ ์์น์ ๋ณํ๋ฅ ๊ฒ์ด์ง๋ฅผ
๋ถ์ฐฉํ์ฌ ๊ธด์ฅ๋ ฅ์ ๊ณ์ธกํ์์ผ๋ฉฐ, ์ค์ ๊ณ์ธก๊ฒฐ๊ณผ 520-610 kN์ ๊ธด์ฅ๋ ฅ์ด ๋์
๋์๋ค.
Fig. 3
Specimen geometries (unit: mm)
Table 1 Type of test specimens
|
2.4 ํญ๋ฐ์คํ ๊ตฌ์ฑ
ํญ๋ฐ์ ํญ์ฑ๋ฅ์ ๊ฒํ ํ๊ธฐ ์ํ ์คํ์ ๊ตญ๋ฐฉ๊ณผํ์ฐ๊ตฌ์ ๋ค๋ฝ๋์ํ์ฅ(ADD)์์ ์ํํ์์ผ๋ฉฐ, ๋๊ธฐ ์ค ์์ ํญ๋ฐ์ ์ ๋ํ ๋, ํญ๋ฐ์๋ ฅ์ ๊ฐ์ญํจ๊ณผ ๋ฐ ํ์ ํจ๊ณผ๋ฅผ
์ต์ํํ๊ธฐ ์ํ์ฌ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ์ํธ์ Fig. 4์ ๊ฐ์ด ์ง๋ฉด๊ณผ ๋์ผํ ์น์ ๊ฑฐ์น์ํค๊ณ , ์ํธ์ผ๋ก๋ถํฐ 1.0 m ๋์ด์ ANFO ํญ์ฝ์ ์ค์นํ์๋ค. ๋ฐ์ดํฐ๋
Dewe 1201๊ณผ Dewe 2600์ ํตํด 50-500 kHz์ ์ํ๋ง ์๋๋ก ๊ณ์ธกํ์์ผ๋ฉฐ, 5 m ๊ฑฐ๋ฆฌ์์ ๋๊ธฐ ์ค ํญ๋ฐ์
์ฌ์๋ ฅ(free field
incident pressure)์ ์ธก์ ํ์๋ค. ๋ํ, Fig. 5์ ๊ฐ์ด ์ํธ์ ์ยทํ๋ถ๋ฉด์ LVDT (Dynamic, residual)์ ๊ฒ์ด์ง๋ฅผ
์ค์นํ์ฌ ์๋ ฅ, ๊ฐ์๋, ๋ณ์, ๋ณํ๋ฅ ์ ๊ณ์ธกํ์๋ค.
Fig. 5
Sensor locations of the concrete specimen
2.5 ํ์ฌ์คํ ๊ตฌ์ฑ
RABT ํ์ฌ์๋๋ฆฌ์ค๋ 5๋ถ ๋ด์ 1,200ยฐC์ ๋๋ฌํ์ฌ, 60๋ถ๊ฐ ์จ๋๋ฅผ ์ ์งํ ๋ค, 120๋ถ๊ฐ ์จ๋๊ฐ ๊ฐ์ํ๋ ํน์ฑ์ ๊ฐ์ง๊ณ ์๋ค. ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋
ํ์ฌํ์ค ์๋๋ฆฌ์ค๋ฅผ ๋ชจ์ฌํ๊ธฐ ์ํด RABT ํ์ฌ์๋๋ฆฌ์ค๋ฅผ ์ ์ฉํ์ฌ Fig. 6๊ณผ ๊ฐ์ด ์ํ ๊ณ ์จ๊ฐ์ด๋ก๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ํ์ฌ ๋ฐ ํญ๋ฐ ํ ํ์ฌ์คํ์ ์ํํ์๋ค.
LPG ๊ฐ์ค๋ก ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ์ํธ์ ํ์ชฝ ๋ฉด์ ๊ฐ์ด์ ๊ฐํ๋ ์์คํ
์ผ๋ก ํ์ชฝ ๋ฒฝ๋ฉด์์ ๊ฐ์ดํจ๊ณผ ๋์์ ๋๊ฐํฌ์ ํจ๊ป ์ด์ํจ์ผ๋ก์จ ์จ๋์ ์ง ๋ฐ ์จ๋ ์ฆ๊ฐ๋ฅผ
๋ฐฉ์งํ๊ณ , ๊ณต๊ธฐ์ํ์ ํ๋ ์ญํ ์ ์ํํ๋๋ก ํ๋ค. ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ์ํธ์ ๋ฐ๋ฝ ๋ฐ์์ผ๋ก ์ธํ์ฌ ํ๋ถ ๋ฉด์์ ๊ฐ์ด์ ํ๋ ๋ฐฉ์์ด ์๋ ์๋ฉด์์๋ถํฐ ๊ฐ์ด์ด
์ด๋ฃจ์ด์ง๋ ๋ฐฉ์์ด๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ํญ๋ฐ์ ๋ฐ์ ๋ฉด์ ํ์ฌ๊ฐ ๊ฐํด์ง๋๋ก ๊ฐ์ด๋ก ์๋ถ์ ์ํธ์ ๊ฑฐ์นํ์์ผ๋ฉฐ, ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ์ํธ์ ์ ๋ฌ๋๋ ์ด์ ๋ฌ์ ์ธก์ ํ๊ธฐ ์ํด
Fig. 7๊ณผ ๊ฐ์ด ํญ๋ฐ ๋ฉด์ผ๋ก๋ถํฐ 50 mm, 100 mm, 150 mm, 250 mm ์์น์ k-type ์ด์ ๋๋ฅผ ์ํธ ์ ์ ์ ์ค์นํ์๋ค. Data
acqu-isition์ผ๋ก๋ Dewetron์ฌ์ DS-NET์ ํตํด ์ธก์ ํ์๋ค.
3. ํญ๋ฐ ์ ํญ์ฑ๋ฅ ์คํ
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ํญ๋ฐ ํ ํ์ฌํ์ค์ ์ํ ๋ณตํฉ์์์ ๋ถ์ํ๊ธฐ ์ํด ๋จ์ผํ์ค์ ์ํ ํญ๋ฐ, ํ์ฌํ์ค์ ๋ํ ์์๋๋ฅผ ํจ๊ป ๋น๊ตยท๋ถ์ํ๊ณ ์ ํ๋ค. ํญ๋ฐํ์ค์
ANFO 25 kg์ ์ํธ์ผ๋ก๋ถํฐ 1.0 m ์ด๊ฒฉ์ํจ ํ ํญ๋ฐ์์ผ ์ ํญ์ฑ๋ฅ์ ๋ถ์ํ์๋ค.13)
ํญ๋ฐํ์ค์ ์คํ์์ ๋ณผ ์ ์๋ฏ์ด ํญ๋ฐ๋ฌผ์ด ๋งค์ฐ ๋น ๋ฅธ ์๋๋ก ์๋์ง๋ฅผ ๋ถ์ฐํ๋ ๊ฒ์ ๋ณผ ์ ์์๋ค. ํนํ, ANFO ํญ์ฝ์ ๊ฒฝ์ฐ ํ์ผ์ ํํ๊ฐ ๋น๊ต์
์๊ฒ ๋ํ๋ฌ์ง๋ง ์ ๋
๊ฐ์ค๊ฐ ์์ฌ๋ ๊ฒ์ ํตํด ์ฃผ๋ก ๊ณ ์จ๊ณ ์์ ๊ฐ์ค ํํ๋ก ์๋์ง๊ฐ ๋ฐ์ฐ ๋๋ค๋ ๊ฒ์ ์ ์ ์์๋ค. Table 2๋ ํญ๋ฐํ์ค์ ๋ฐ๋ฅธ
๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์ ๋ฆฌํ์ฌ ๋ํ๋ธ ํ์ด๋ค. UFC3-340-1์ ๊ธฐ์ดํ ๋ฌด๊ธฐ์ฐ์ ํ๋ก๊ทธ๋จ ConWEP์ ์ด์ฉํ์ฌ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ์ํธ์ ๊ฐํด์ก์ ๊ฒ์ด๋ผ ์์๋๋ ํญ๋ฐ์๋ ฅํ์ค๊ณผ
์ํธ์ผ๋ก๋ถํฐ 5 m ๋จ์ด์ง ์ง์ ์ free field incident pressure ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ Fig. 8๊ณผ ๊ฐ์ด ๋น๊ตํ ๊ฒฐ๊ณผ, ๋๊ธฐ ์ค ํญ๋ฐ์๋ ฅ์
ConWEP์ ์ํด ์์ธก๋ ๊ฒฐ๊ณผ์ ๋นํด ์๋ ฅํ์ค์ 4.3%, ์ถฉ๋ ฅ๋์ 6.12% ํฌ๊ฒ ๋ฐ์ํ์๋ค. ํญ๋ฐ์๋ ฅ ๋๋ฌ์๊ฐ์ ์ฝ 4.708 msec๋ก ConWEP์์
๋์ถ๋ 3.701 msec์ ๊ฑฐ์ ์ ์ฌํ์์ผ๋ฉฐ, ์ง์์๊ฐ ๋ํ ํญ๋ฐ ๋น์ ์ฃผ๋ณ ํ๊ฒฝ์ด๋ ๊ธฐ์์ํฉ์ ๋ฐ๋ผ ๋ฏธ์ํ๊ฒ ๋ณํํ์ง๋ง 0.8 msec ์ด๋ด๋ก
์ ์ฌํ์ฌ ์ฌ์ ์ ์ถฉ๋ถํ ๊ฒ์ฆ์ด ๊ฐ๋ฅํ๋ค๋ ๊ฒ์ ์ ์ ์์๋ค. ์ํธ์ ๋ถ์ฐฉ๋ ์๋ ฅ๊ฒ์ด์ง๋ฅผ ํตํด ์ธก์ ๋ Reflected pressure๋ ์์ธก๊ฒฐ๊ณผ์
์ ์ฌํ ๊ฒฝํฅ์ ๋ณด์ด๋ ์ค์ ์คํ ์ ์ฝ 11.3 MPa ๊ฐํ ํญ๋ฐ์๋ ฅ์ ๋ฐ์ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. ํญ๋ฐ์ ๋ฐ์ ์ํธ์ ์ธ๊ด์ ์ดํด๋ณด๋ฉด ์ํธ์ ์๋ถ๋ฉด์
๊ท ์ด์ด ๊ฑฐ์ ๋ฐ์ํ์ง ์์ ๋ฐ๋ฉด ์ํธ์ ํ๋ถ๋ฉด์ ๊ท ์ด์์์ด ๋ง์ด ๋ฐ์ํ์๋ค. RC ์ํธ์ ๋ฐฉ์ฌํ ๊ท ์ด์ด, PSRC ์ํธ์ PS ํ
๋์ผ๋ก ๊ธด์ฅ๋ ์ํธ์
๋จ๋ฐฉํฅ์ ๋ฐ๋ผ ์ฃผ๋ก ๊ท ์ด์ด ๋ฐ์ํ์๋ค.
Table 2 Blast test results
|
Fig. 8
Blast pressure data from blast test
Table 2์์ ๋ณด๋ ๋ฐ์ ๊ฐ์ด RC ์ํธ์ ๊ฒฝ์ฐ ์ค์๋ถ์ ์ต๋ ์ฒ์ง์ 13.80 mm์ผ๋ก ์๋ฅ๋ณํ์ผ๋ก์ ํ๋ณต๋ฅ ์ 0.76๋งํผ ํ๋ณตํ๋ ๊ฒ์ ํ์ธํ
์ ์์๋ค. PSRC ์ํธ์ RC ์ํธ๊ณผ ๋น๊ตํ์ฌ ์ต๋์ฒ์ง์ 8.79 mm, ํ๋ณต๋ฅ ์ 0.81๋ก RC ์ํธ์ ๋นํ์ฌ ์ต๋์ฒ์ง์ ์ฝ 57%, ์๋ฅ๋ณ์๋์
28% ์ ๋ ํจ๊ณผ๊ฐ ์์์ผ๋ฉฐ, PS ํ
๋์ผ๋ก ๊ตฌ์๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ์ํธ์ด ์ผ๋ฐ RC ์ํธ์ ๋นํด ํญ๋ฐ์ ํญ์ฑ๋ฅ์ ํจ๊ณผ์ ์ธ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค.
์ํธ์ ์ยทํ๋ถ์ ์ค์นํ ๊ฒ์ด์ง๋ฅผ ํตํด ์ธก์ ๋ ๋ณํ๋ฅ ์ ๋น๊ตํ ๊ฒฐ๊ณผ, ์ธ ์ํธ ๋ชจ๋ ํญ๋ณต๊ฑฐ๋ ๋ฒ์ ๋ด์ ์์์ง๋ง, ์ฒ ๊ทผ์ ๊ฒฝ์ฐ ์ฒ ๊ทผ์ด ๋ณด๊ฐ๋์ด ์์ง
์์ PSC ์ํธ์ ์ ์ธํ๊ณ , PSRC ์ํธ์ด RC ์ํธ์ ๋นํ์ฌ ํฐ ๋ณํ์ด ๋ฐ์ํ์ง ์์๋ค. PS ๊ฐ์ฐ์ ์ ๋ณํ๋ฅ ์ ๊ฒฝ์ฐ ํญ๋ฐํ์ค์ ์ํ ์๋ ฅ์ผ๋ก
์ธํด ์ํธ์ ์ฅ๋ฐฉํฅ, ๋จ๋ฐฉํฅ ๋ชจ๋ ์๊ฐ์ ์ผ๋ก ๊ธด์ฅ๋ ฅ์ด ์ฆ๊ฐํ๋ค ์๊ฐ์ด ์ง๋จ์ ๋ฐ๋ผ ํ๊ท ์ ์ผ๋ก ์ฝ 10 kN ์ ๋ ๊ฐ์ํ๋ ๊ฒฝํฅ์ ๋ํ๋ด์๋ค.
ํญ๋ฐ์๋ ฅํ์ค์ ๋ฐ์ ์ํธ์ ๊ฐ์๋๋ RC ์ํธ์ด 31,223 g, PSC ์ํธ์ด 36,870 g, PSRC ์ํธ์ด 38,935 g๋ก ์ํธ์ ์ฒ ๊ทผ๋น๊ฐ
ํด์๋ก ์ํธ์ด ํก์ํ๋ ์ถฉ๊ฒฉ์๋์ง๊ฐ ๋ ์ปค์ง์ ๋ฐ๋ผ PSRC ์ํธ๊ณผ ๊ฐ์ด PS ํ
๋๊ณผ ์ฒ ๊ทผ์ผ๋ก ๋ณด๊ฐ๋ ์ํธ์ผ์๋ก ๋ ํฐ ์ง๋๊ฐ์๋๋ฅผ ๋ณด์ด๋ ๊ฒ์ผ๋ก
๋ํ๋ฌ๋ค.
4. ํญ๋ฐ ํ ํ์ฌ ์ ํญ์ฑ๋ฅ ์คํ
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์ ์ํํ๊ณ ์ ํ๋ ํญ๋ฐ ํ ํ์ฌ์คํ์ ๋ํ ๋น๊ตยท๋ถ์์ ์ํด ํ์ฌํ์ค ์คํ์ ํตํ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ๊ฑฐ๋์ ๋ณ๋๋ก ๋ถ์ํ์๋ค. ํญ๋ฐ ํ
ํ์ฌํ์ค์ ๊ฒฝ์ฐ ๊ทนํํ์ค์ ์ํด ํญ๋ฐ๊ณผ ํ์ฌ๊ฐ ์ฐ์์ ์ผ๋ก ๋ฐ์ํ๋ ๊ฒ์ด ์ผ๋ฐ์ ์ด๋, ์คํ์ ์ ํ์ผ๋ก ์ธํ์ฌ ํญ๋ฐ์ ๋ฐ์ ์ํธ์ ํ์ฌ์คํ์ฅ์ผ๋ก ์ด๋์์ผ
ํ์ฌ์คํ์ ์ถ๊ฐ์ ์ผ๋ก ์งํํ๋ ๋ฐฉ์์ผ๋ก ์ํํ์๋ค.
4.1 ์ํธ์ ์ธ๊ด ๋ถ์
ํ์ฌ ๋ฐ ํญ๋ฐ ํ ํ์ฌํ์ค์ ๋ฐ์ RC, PSC, PSRC ์ํธ์ ํ๋ฉด ์์๊ณผ ๊ท ์ด๋๋ฅผ Figs. 9~12์ ๋ํ๋ด์๋ค. Fig. 9๋ฅผ ์ดํด๋ณด๋ฉด,
ํ์ฌํ์ค์ด ๊ฐํด์ง ํ ์จ๋๊ฐ ์์นํ๊ณ ์ ์ง๋๋ ๋์ ํญ๋ ฌ๋ฐ์์ด ์ ์ RC ์ํธ์ ๋นํ์ฌ PSC ์ํธ์ ํญ๋ ฌ๋ฐ์์ด ๋๋ ทํ๊ฒ ์ฆ๊ฐํ์๊ณ , PSRC ์ํธ์
๊ฒฝ์ฐ ์๊ฐ์ด ์ง๋จ์ ๋ฐ๋ผ ํ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ด ๋
ธ์ถ๋์ด ์ฒ ๊ทผ์ด ์ด์ ์ํด ์์๋๋ ํ์์ ํ์ธํ ์ ์์๋ค. Fig. 10(a)์์ ๋ณด๋ ๊ฒ๊ณผ ๊ฐ์ด ํ์ฌํ์ค๋ง์
๋ฐ์ RC-F ์ํธ์ ํญ๋ ฌ์ ์ํด ํ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ด ๋๋ฌ๋ฌ์ผ๋ฉฐ, ์ต๋ ์์๊น์ด๋ 48 mm๋ก ํ๋ฉด์ ์ธ ์์์ด ๋ฐ์๋์ด ํผ๋ณต๋ถ๋ถ์ด ํญ๋ ฌ์ ์ํด ์์๋์์์
ํ์ธํ ์ ์์๋ค. Figs. 11(a), 12(a)์ PSC ์ํธ๊ณผ PSRC ์ํธ์ RC ์ํธ์ ๋นํ์ฌ ํญ๋ ฌ์ด ํฌ๊ฒ ๋ฐ์ํ์ฌ ์์๊น์ด๋ PSC ์ํธ์ด
199 mm๋ก ํ๋ถํ
๋์ด ์ด์ ์ํด ๋
ธ์ถ๋์ด ์ฌ์ค๊ฐ ์์๋์์ผ๋ฉฐ, ๋ด๋ถ ๊ฐ์ฐ์ ์ด ๋
ธ์ถ๋๋ ํ์์ด ๋ฐ์ํ์๋ค. PSRC ์ํธ์ ๊ฒฝ์ฐ ์์๊น์ด๋ 167
mm๋ก ํ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ ๋ชจ๋ ๋
ธ์ถ๋์์ผ๋ ์ฌ์ค์ ์์์ ์์์ผ๋ฉฐ ์๋ถ์ฒ ๊ทผ์ ์ผ๋ถ๋ถ์ด ๋
ธ์ถ๋์๋ค. ํ์ฌํ์ค์ ๊ฐํ ์ํธ์ ์โคํ๋ถ๋ฉด์ ๊ท ์ด์์์ ์ดํด๋ณด๋ฉด,
PSC, PSRC ์ํธ์ Figs. 11~12์ ๊ฐ์ด RC ์ํธ์ ๋นํ์ฌ ์ํธ ์๋ถ ๋ฉด์์์ ๊ท ์ด๋ฐ์์ ์ ์์ผ๋ฉฐ, PSC ์ํธ๊ณผ PSRC ์ํธ ๋ชจ๋
์ํธ ์ค์ ์ผ๋ถ, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์ํธ์ ๋จ๋ฐฉํฅ์ ๋ฐ๋ผ ๊ท ์ด์ด ๋ฐ์ํ์๋ค. ํนํ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ๊ฐํด์ง ์์ถ๋ ฅ์ผ๋ก ์ธํ์ฌ ํ๋ถ์ฒ ๊ทผ ๋ํ ์์ถ์ผ๋ก ์ธํ ์์ ํ์์ด
๋ฐ์ํ์๋ค.
Figs. 10~12๋ฅผ ํตํด ๊ฐ ์ํธ๋ณ๋ก ํ์ฌํ์ค์ ์ํ ํ๋ฉด ์์๋ฉด์ ์ ํ์ธํ์ฌ Table 3์ ๋ํ๋ด์๋ค. ํ๋ฉด์ ์์๋ ๋ฉด์ ๋ง์ ํ์ธํ ๊ฒฐ๊ณผ
RC ์ํธ๊ณผ PSC ์ํธ, PSRC ์ํธ ๋ชจ๋ 7.46 ร 105 mm2~8.82 ร 105 mm2๋ก ๋น์ทํ ์์๋ฉด์ ์ ๊ฐ์ง๋, ์ต๋ ์์๊น์ด๋ฅผ ๊ณ ๋ คํ์ฌ ์์ ๋ถํผ๋ฅผ ๊ตฌํด๋ณด๋ฉด, PSC ์ํธ์ด 175.58 ร 106 mm3, PSRC ์ํธ์ด 63.53 ร 106 mm3๋ก PSC ์ํธ์ RC ์ํธ์ ์ฝ 4.9๋ฐฐ, PSRC ์ํธ์ ์ฝ 1.8๋ฐฐ ์ด์ ์์๋ถํผ๊ฐ ๋ฐ์ํ๋ ๊ฒ์ ํ์ธํ ์ ์๋ค. ์ฌ๊ธฐ์, ์์๋ถํผ๋ ์์๋ฉด์ ์
๋ํ์ฌ ์ต๋์์๊น์ด๋ก ์์๋์๋ค๊ณ ๊ฐ์ ํ์์ผ๋ฉฐ, PSC ์ํธ์ ์๋ถ์ฒ ๊ทผ์ด ๋
ธ์ถ๋ ๋ถ๋ถ์ธ ์ค์๋ถ์ ํ๋ถ์ฒ ๊ทผ๋ง์ด ๋ณด์ด๋ ์ธ๋ถ๋ถ๋ถ์ผ๋ก ๋๋์ด ๊ฐ๊ฐ์ ๋ํ
์์๋ฉด์ ๊ณผ ์์๋ถํผ๋ฅผ ๊ณ์ฐํ์๊ณ , ์์์จ์ ์ ์ฒด๋ถํผ์ ๋ํ ์์๋ถํผ์ ๋น์จ์ ๊ณ์ฐํ์๋ค.
Fig. 9
Damaged surface of blast-fire combined tested concrete panels
Table 3 Approximate calculation of maximum damage surface from fire and blast-fire
loading
|
Fig. 10
Damaged surface and crack profile of fire and blast-fire tested RC panel
Fig. 11
Damaged surface and crack profile of fire and blast-fire tested PSC panel
Fig. 12
Damaged surface and crack profile of fire and blast-fire tested PSRC panel
๋ฐ๋ฉด, ํญ๋ฐ ํ ํ์ฌํ์ค์ ๋ฐ์ ์ํธ์ ํ์ฌํ์ค๋ง ๋ฐ์ ์ํธ์ ๋นํ์ฌ ํญ๋ ฌํ์์ด ์ ๊ฒ ๋ฐ์๋ ๊ฒ์ ํ์ธํ ์ ์์๋ค. RC ์ํธ์ ์ต๋ ์์๊น์ด๋
34 mm๋ก ๋จ์ผํ์ค์ ๋นํด ์ฝ 14 mm ์ ์ ํญ๋ ฌ์ด ์ผ์ด๋ฌ์ผ๋ฉฐ, PSC ์ํธ๊ณผ PSRC ์ํธ ๋ํ ๊ฐ๊ฐ 183 mm, 71 mm๋ก ํ์ฌํ์ค๋ง ๋ฐ์
์ํธ๊ณผ ๋น๊ตํ์ฌ ํญ๋ ฌํ์์ด ์ ๊ฒ ์ผ์ด๋จ์ ์ ์ ์์๋ค. Fig. 10(e)์ Table 3์์ ๋ณผ ์ ์๋ฏ์ด ํญ๋ฐ ํ ํ์ฌํ์ค์ ๋ฐ์ RC-BF
์ํธ์ ์์์จ์ 6.22%๋ก ํ์ฌํ์ค๋ง ๋ฐ์ RC-F ์ํธ์ 8.52%์ ๋นํ์ฌ 0.73๋ฐฐ ์ ์ ์์์ ๋ณด์์ผ๋ฉฐ, ํญ๋ฐ ํ ํ์ฌํ์ค์ ๋ฐ์ PSC
์ํธ๊ณผ PSRC ์ํธ์ ๊ฒฝ์ฐ, ๋ง์ฐฌ๊ฐ์ง๋ก PSRC ์ํธ์ ์์์จ์ 12.4%, PSC ์ํธ์ด 32.58%๋ก, ํ์ฌํ์ค๋ง ๋ฐ์ PSRC ์ํธ์ 15.12%,
PSC ์ํธ์ 41.81%์ ์์์จ์ ๋นํด ๊ฐ๊ฐ 0.77๋ฐฐ, 0.82๋ฐฐ ๋ ์ ์ ์์์ ๋ฐ์ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. ์ด๋ ํญ๋ฐํ์ค์ ์ํด ๋ฐ์๋ ๊ท ์ด๊ณผ
๋ฐ๋ฝ๋ ๊ณณ ๋ฑ์ผ๋ก ๊ณ ์จ์ ์ด์ด ์ธ๋ถ๋ก ๋ฐฉ์ถ๋์ด ๋ณตํฉ๊ทนํํ์ค์ ๋ฐ์ ์ํธ์ด ์๋์ ์ผ๋ก ๊ท ์ด ๋ฐ ํญ๋ ฌ์ด ์ ๊ฒ ๋ฐ์ํ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จํ ์ ์๋ค.
4.2 ์ํธ์ ์จ๋ ๋ถํฌ
RABT ํ์ฌ์๋๋ฆฌ์ค์ ๋ฐ๋ฅธ ํ์ฌ ๋ฐ ํญ๋ฐ ํ ํ์ฌํ์ค์ ๋ฐ์ 2๋ฐฉํฅ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ํจ๋๋ถ์ฌ์ ์จ๋์ด๋ ฅ๊ณก์ ์ Fig. 13๊ณผ ๊ฐ์ผ๋ฉฐ, ๊ฐ ์ํธ์ k-type
์ด์ ๋๋ฅผ ์์น๋ณ(50, 100, 150, 250 mm)๋ก ์ค์นํ์ฌ ํ์ฌ ๋ฐ์ ์ ์ด์ ๋ฌ์ ๋ถํฌ๋ฅผ Fig. 14์ ๋ํ๋ด์๋ค.
Fig. 13
Temperature-time history curve of fire, blast-fire damaged concrete panels
Fig. 14
Temperature-distance from surface history curve of fired and blast-fire damaged concrete
panels
Table 4 Maximum measurement temperature and fire damaged criteria of tunnels and PCCVs
(Unit: ยฐC)
|
ํ์ฌํ์ค๋ง์ ๋ฐ์ ์ํธ์ ๊ฒฝ์ฐ ๊ฐ์ด ๋ฉด์ผ๋ก๋ถํฐ ์ฒ ๊ทผ ํผ๋ณต๋๊ป์ธ 50 mm ์ ๋ ์์น์ ๋จ๋ฉด์์ค์ด ๋ฐ์ํ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ์ผ๋ฉฐ, PSC ์ํธ๊ณผ PSRC
์ํธ์ ๊ฒฝ์ฐ 150 mm์์ 250 mm ์ฌ์ด์์ ๋จ๋ฉด์์ค์ด ๋ฐ์ํ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. ํนํ PSC ์ํธ์ ๊ฒฝ์ฐ ๊ฐ์ด ๋ฉด์ผ๋ก๋ถํฐ 200 mm๊น์ง ํญ๋ ฌ์ด
์ฌํ๊ฒ ๋ฐ์๋์ด ์ด์ ๋ฌ์ด ์ด๋ฃจ์ด์ง ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. ์ํธ ๋ชจ๋ ๊ฐ์ด ๋ฉด์ผ๋ก๋ถํฐ 50 mm(์ฒ ๊ทผ ํผ๋ณต๋๊ป) ๋จ์ด์ง ์ง์ ์์๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ๊ฐ ํญ๋ ฌ๊ณผ ํ๋ฝ์ผ๋ก
์ธํด ํ์ฌ๊ฐ ๊ฐํด์ง๋ ๊ฑด์กฐ๋ก ๋ด๋ถ์ ์จ๋์ ์ ์ฌํ๊ฒ ๊ฑฐ๋ํ์์์ ํ์ธํ ์ ์์๋ค. ์ด๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊ฐ์ด ๋ฉด์ด ํ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ด ๋
ธ์ถ๋ ๋งํผ ์์๋์์์ ์๋ฏธํ๋ฉฐ,
RC ๋ถ์ฌ์ ๋ฌ๋ฆฌ PSC ๋ถ์ฌ๋ ์ด์ ๋ฌ์ด ์๋ถ์ฒ ๊ทผ๊น์ง ์ ๋ฌ๋์์์ ์ ์ ์๋ค. PSC ์ํธ์ ๊ฐ์ด ํ 20๋ถ ํ์๋ ์ฒ ๊ทผ์ด ํญ๋ ฌ์ ์ํด ๊ณ์์ ์ผ๋ก
๋
ธ์ถ๋๋ ๊ฒ์ ํ์ธํ ์ ์์์ผ๋ฉฐ, ๊ฐ์ด์ด ์ข
๋ฃ๋ ํ์๋ ํ๋ฆฌ์คํธ๋ ์ฑ์ ๋ณํ๋ก ์ธํ ์ํธ ์์์ด ๋ฐ์ํ์๋ค. ๋ํ ๊ทธ๋ํ ์์์ 1์๊ฐ ์ด๋ด์ ๊ฑด์กฐ๋ก
์จ๋๊ฐ ๋ถ๊ท์นํ ์ด์ ๋ ์ค์ ๋ RABT ํ์ฌ ์๋๋ฆฌ์ค์ ๋ฐ๋ผ 1,200ยฐC๊น์ง ์จ๋๊ฐ ์์น๋๋ฉด์ ์ํธ์์ ๋ฐ์๋๋ ํญ๋ ฌํ์์ผ๋ก ์ธํด ์ฝํฌ๋ฆฌํธ๊ฐ ๋ฐ๋ฝ๋์ด
๋จ์ด์ ธ๋๊ฐ ๋ฐ์๋๋ ํ์์ด๋ฉฐ, PSC ์ํธ์ด ํญ๋ ฌํ์์ด ์ฌํ๋ค๋ ๊ฒ์ ๊ทธ๋ํ๋ฅผ ํตํด์๋ ํ์ธํ ์ ์๋ค. ITA (Internatio-nal Tunnelling
Association, 2004)์์๋ ํ์ฌ ์ด๊ธฐ์ ํญ๋ ฌ์ ์ฃผ๋ก ๋ฐ์ํ๋ฉฐ, ์ด๋ ์ ๋ ํ์ฌ๊ฐ ์งํํ๊ฒ ๋๋ฉด ํญ๋ ฌํ์์ ์ค๋จ๋๋ค๊ณ ์ธ๊ธํ์๋ค. ๋ณธ ์คํ์์
RC ์ํธ์ ๊ฒฝ์ฐ๋ ITA์์ ์ธ๊ธํ ๊ฒ์ฒ๋ผ ํ์ฌ ์ด๊ธฐ์ ๊ฐ์ด๋ฉด์ด ํผ๋ณต๋๊ป ์ ๋์ ํญ๋ ฌ์ด ์งํ๋๋ค๊ฐ ์ฝ 15๋ถ ์ดํ๋ถํฐ๋ ๊ฐ์ด๋ฉด์์ ์ฒ ๊ทผ์ ๋
ธ์ถ์ด
๋ ์ด์ ์ผ์ด๋์ง ์์์ผ๋ฉฐ ํญ๋ ฌํ์ ๋ํ ๋ฐ์ํ์ง ์์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ํ๋ฆฌ์คํธ๋ ์ค ํ
๋์ผ๋ก ๊ธด์ฅ๋ ฅ์ด ๋์
๋ PSC ์ํธ, PSRC ์ํธ์ ๊ฒฝ์ฐ ๊ฐ์ด ์ด๊ธฐ๋ถํฐ
ํญ๋ ฌํ์์ด ์์๋์ด ๊ฐ์ด์ด ์ง์๋๋ 30๋ถ ์ดํ์๋ ์ง์์ ์ธ ํญ๋ ฌํ์์ด ๋ฐ์ํ์๊ณ , ํ์ฌ๊ฐ ๋๋๋ 60๋ถ ์ดํ์๋ ๊ธด์ฅ๋ ฅ ๋ณํ์ ๊ท ์ด๋ซํ ํ์ ๋ฑ
์ํธ์ด ํ์ฌ์ ์ํด ์์๋๋ ํ์์ ํ์ธํ์๋ค. ์ด๋ ์์ ITA์์ ์ธ๊ธ๋ ๊ฒ๊ณผ ๋ฌ๋ฆฌ PS ๊ธด์ฅ์ฌ์ ์ํ ์์ถ๋ ฅ์ ๋ณํ์ ๋ฐ๋ผ ํ์ฌ์ ์ํ ํ๋ฆฌ์คํธ๋ ์คํธ
์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ถ์ฌ์ ํญ๋ ฌ๊ฑฐ๋์ด ์ถ๊ฐ์ ์ผ๋ก ๋ฐ์ํ ์ ์์์ ํ์ธํ์๋ค.14)
ํญ๋ฐ ํ ํ์ฌํ์ค์ ๋ฐ์ ์ํธ์ ์จ๋ ๋ถํฌ๋ฅผ ์ดํด๋ณด๋ฉด Fig. 13์ ํตํด RC-BF ์ํธ ๋ํ 50 mm์ ๋จ๋ฉด์์ค์ด ๋ฐ์ํ์ฌ RABT ํ์ฌ์๋๋ฆฌ์ค์
๋ฐ๋ฅธ ๊ฑด์กฐ๋ก์ ์จ๋์ ์ ์ฌํ๊ฒ ๊ฑฐ๋ํ๋ ๊ฒ์ ํ์ธํ ์ ์์๋ค. PSC ์ํธ์ ๊ฒฝ์ฐ ๊ฐ์ด ๋ฉด์ผ๋ก๋ถํฐ 100 mm ์ด์์ ์์น๊น์ง ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ํญ๋ ฌ๊ณผ
ํ๋ฝ์ผ๋ก ์ธํด ์ด์ ๋ฌ์ด ์ด๋ฃจ์ด์ก์ผ๋ฉฐ, ์ด๋ ํ์ฌํ์ค์ ์ํด ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊ฐ์ด๋ฉด์ด ํ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ด ๋
ธ์ถ๋ ๋งํผ ์์๋์์์ ์๋ฏธํ๋ค. ๋ค๋ง, Fig. 13๊ณผ
Table 4์์ ๋ณด๋ ๋ฐ์ ๊ฐ์ด ์์น๋ณ ๋ฐ์๋ ์ต๋์จ๋๋ฅผ ๋น๊ตํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ํตํด ํ์ฌํ์ค๋ง์ ๋ฐ์ ์ํธ์ ๋นํ์ฌ ํญ๋ฐ ํ ํ์ฌํ์ค์ ๋ฐ์ ์ํธ์ ์ต๋์จ๋๊ฐ
์ ์์ ํ์ธํ ์ ์์๋ค. PSRC ์ํธ์ ๊ฒฝ์ฐ ํผ๋ณต๋๊ป๋ฅผ ์ ์ธํ 100 mm ๊ตฌ๊ฐ์์ ๋ฐ์๋ ์จ๋๋ ํ์ฌ์ํธ์ด 1,148.67ยฐC์ธ ๋ฐ๋ฉด, ํญ๋ฐ
ํ ํ์ฌ์ํธ์ 289.9ยฐC๋ก ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ์จ๋์์น์ด ์ ๊ฒ ๋ฐ์ํ์ผ๋ฉฐ, PSC ์ํธ์ ๊ฒฝ์ฐ ๊ฐ์ด ๋ฉด์ผ๋ก๋ถํฐ 150 mm ๊ตฌ๊ฐ์์ ํ์ฌ์ํธ์ด 1,080.5ยฐC,
ํญ๋ฐ ํ ํ์ฌ์ํธ์ด 556.96ยฐC๋ก ์จ๋๊ฐ ์ ๊ฒ ๋ฐ์ํ์์ ํ์ธํ์๋ค. ์ด๋ฅผ ํตํด ํญ๋ฐ๋ก ์ธํด ๋ฐ์๋ ๊ท ์ด์ ํตํด ๊ณ ์จ์ ์ด์ด ์ธ๋ถ๋ก ๋ฐฉ์ถ๋๋ฉด์
์ํธ ๋ด๋ถ์ ์จ๋๊ฐ ๋ค์ ๋ฎ์์ง๋ ํจ๊ณผ๊ฐ ์๋ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค. Fig. 14์์๋ ๋ณผ ์ ์๋ฏ์ด ์ด์ ๋๊ฐ ์ค์น๋ ์์น ๋ณ ์จ๋๋ถํฌ๋ฅผ ์ดํด๋ณธ ๊ฒฐ๊ณผ,
ํญ๋ฐ ํ ํ์ฌ์ํธ์ด ํ์ฌ ์ํธ์ ๋นํ์ฌ ํญ๋ฐ์ ์ํด ๋ฐ์ํ ๊ท ์ด ๋ฐ ์์๋ถ์๋ฅผ ํตํด ์ด์ด ๋ฐฉ์ถ๋จ์ผ๋ก ์ธํด ์ ์ ๋จ๋ฉด์์ค์ด ๋ฐ์ํ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จํ ์
์๋ค. ๋ํ, Table 4์ ๋ํ๋ธ ๊ฒ๊ณผ ๊ฐ์ด ํฐ๋๊ตฌ์กฐ์ฉ ๋ถ์ฌ์ ์ฌ์ฉํ๊ณ์จ๋์ ์์ ๊ฒฉ๋ฉ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ์ ์ฉํ๋ ์ค๊ณ์จ๋๋ฅผ ํจ๊ป ๋น๊ตํด๋ณด๋ฉด, ํฐ๋๊ตฌ์กฐ์ฉ ๋ถ์ฌ์
๋ํด ๊ฐ๊ตญ์์ ์ ์ํ๋ ์ฌ์ฉํ๊ณ์จ๋์ ๋ํ์ฌ RC ๋ฐ PSC ์ํธ ๋ชจ๋ ๋ดํ์ฌ ์์ด๋ ์ํํ๋ค๊ณ ํ๋จ๋๋ฉฐ, ์์ ๊ฒฉ๋ฉ๊ฑด๋ฌผ ์ฌ๊ณ ์ ์ ์ํ๋ ์ค๊ณ์จ๋์
๋น๊ตํด๋ณด๋ฉด PSC ๋ฐ PSRC ์ํธ์ด ์ฝ 3.12~8.68๋ฐฐ ๋๊ฒ ์ธก์ ๋์๋ค. ์์ ๊ฒฉ๋ฉ๊ฑด๋ฌผ ์ค๊ณ ์ ์ ์ฉํ๋ ํ์ฌ์๋๋ฆฌ์ค๋ ISO 834์ด์ง๋ง, PSC
๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ํ์ฌ ์ฌ๊ณ ์ ๋์ํ๋ ์ค๊ณ๋ฅผ ํ ๋์๋ ๋ดํ์ฌ์ ์ฌ์ฉ ๋๋ ์ค๊ณ์จ๋์ ๋ํ ๊ฒํ ๊ฐ ์ถํ ์ฐ๊ตฌ๋ฅผ ํตํด ํ์ํ๋ค๊ณ ํ๋จ๋๋ค.
4.3 ๊ธด์ฅ๋ ฅ ๋ณํ
๋น๋ถ์ฐฉ ํ๋ฆฌ์คํธ๋ ์คํธ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ์ฌ์ฉ๋๋ PS ๊ฐ์ฐ์ ์์ ์ฌ์ฉ๋๋ ๋๊ฐ์์ฐ๊ฐ(cold-rolled steel)์ ์ผ๋ฐ ์ฒ ๊ทผ(mild steel)์
๋นํ์ฌ ์จ๋์์น์ ๋ ์๋ฏผํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ํ์ฌํ์ค์ ๋ํ ๊ธด์ฅ๋ ฅ ์์ค์ ๋ํ ๊ฒํ ๊ฐ ํ์ํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์ ์ ์ ํ RABT ํ์ฌ์๋๋ฆฌ์ค์ ๋ฐ๋ฅธ
PS ๊ฐ์ฐ์ ์ ๊ธด์ฅ๋ ฅ์ ๊ฒํ ํ์์ผ๋ฉฐ, ์๊ฐ์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ธด์ฅ๋ ฅ ๋ณํ๋ Fig. 15์ ๊ฐ์ด ๋ํ๋ฌ๋ค. ํ์ฌํ์ค๋ง์ ๋ฐ์ ์ํธ์ ๊ฒฝ์ฐ, ์ฒ ๊ทผ์ด ๋ณด๊ฐ๋์ด ์์ง
์์ PSC ์ํธ์ ๊ธด์ฅ๋ ฅ์ด ์์นํ๋ 1์๊ฐ ๋์ ์ํธ์ด ๊ฐํ ์์ถ๋ ฅ์ผ๋ก ์ธํด ํญ๋ ฌํ์์ด ๋ฐ์ํ๋ฉด์ Fig. 16๊ณผ ๊ฐ์ด ๊ฐ์ฐ์ ์ ๋ณดํธํ๊ณ ์๋ ์ฌ์ค๊ฐ
์์์ด ๋์ด ์ํธ์ ๋ถ์ฐฉ๋ strain gauge๊ฐ ๋๋ถ๋ถ ์์์ด ๋๋ฉด์ ์ธก์ ์ด ๋ถ๊ฐ๋ฅํ์๋ค. ํ์ง๋ง PSRC ์ํธ์ ๊ฒฝ์ฐ PSC ์ํธ๊ณผ ๋ฌ๋ฆฌ ์ฒ ๊ทผ์ผ๋ก
๋ณด๊ฐ๋์ด ์์ด ํญ๋ ฌํ์์ PSC ์ํธ๋ณด๋ค ์ ๊ฒ ๋ฐ์๋์ด ํ์ฌ๊ฐ ๋ฐ์ํ๋ 180๋ถ ๋์ ๊ธด์ฅ๋ ฅ ์ธก์ ์ด ๊ฐ๋ฅํ์๋ค. 1,200ยฐC์ ํ์ฌํ์ค์ด ๊ฐํด์ง๋
1์๊ฐ ๋์ ๊ฐ์ฐ์ ์ด ์ด์ ์ํด ํฝ์ฐฝํ๋ฉด์ ๊ธด์ฅ๋ ฅ์ด ๋ฏธ์ํ๊ฒ ์ฆ๊ฐํ๋ ๊ฒ์ ํ์ธํ ์ ์์์ผ๋ฉฐ, 1,200ยฐC๊ฐ ์ง์๋ ํ ์จ๋๊ฐ ํ๊ฐํ๋ 2์๊ฐ๋์
๊ธด์ฅ๋ ฅ์ด ๊ธ๊ฒฉํ ๊ฐ์ํ๋ ๊ฒ์ ํ์ธํ ์ ์์๋ค. Tables 5~6์์ ๋ณด๋ ๋ฐ์ ๊ฐ์ด PSC ์ํธ์ ๊ฒฝ์ฐ ์ํธ์ ๋จ๋ฐฉํฅ(PS-1~4)์ ์์นํ
๊ฐ์ฐ์ ์ ์ธ์ฅ๋ถ(PS-2, 4)๋ ํ๊ท 223 kN~306 kN ์์ค๋์์ผ๋ฉฐ, ๋จ๋ฐฉํฅ์ ์ค์๋ถ(PS-1, 3)์ ์ฅ๋ฐฉํฅ(PS-5~8)์ ์ผ์๋ ํ์ฌํ์ค์ผ๋ก
์ธํด ์์๋์๋ค. PSRC ์ํธ์ ๋จ๋ฐฉํฅ ๊ฐ์ฐ์ ์ ์ค์๋ถ๋ 78 kN~93 kN, ์ธ์ฅ๋ถ์๋ 75 kN~118 kN์ ๊ธด์ฅ๋ ฅ ์์ค์ด ๋ฐ์๋ ๊ฒ์ ํ์ธํ์๋ค.
Fig. 15
Tensile force history curves under RABT fire loading
Table 5 Prestress losses of PSC specimens
|
Table 6 Prestress losses of PSRC specimens
|
Fig. 16
Fire damage of PS tendon and sheath tube
ํญ๋ฐ ํ ํ์ฌํ์ค์ ๋ฐ์ ์ํธ๋ ๋ง์ฐฌ๊ฐ์ง๋ก ๊ธด์ฅ๋ ฅ ์์ค๋์ ๊ฑฐ์ ์ ์ฌํ์์ผ๋, ์ต๋ 60% ์ด์๊น์ง ์์ค์ด ๋ฐ์ํ PSC ์ํธ๊ณผ ๋น๊ตํ์ฌ PSRC
์ํธ์ ๋จ๋ฐฉํฅ(PS-1~4) ์์ค์จ์ 20% ๋ด์ธ๋ก ์ ๊ฒ ๋ฐ์๋์๋ค. ์ฅ๋ฐฉํฅ(PS-5~8)์ ์์ค์จ์ PSC ์ํธ๊ณผ PSRC ์ํธ ๋ชจ๋ 32~68%๊น์ง
๋๊ฒ ๋ฐ์ํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. ๊ธด์ฅ๋ ฅ ๋ณํ๋ฅผ ํตํด ํ์ฌํ์ค์ด ๊ฐํด์ง ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ๊ธด์ฅ์ฌ๋ ์ด์ด ๊ฐํด์ก์ ๋ ๊ธด์ฅ๋ ฅ ํ๋ณต์ด ๋ฐ์ํ์ง ์์ผ๋ฉฐ,
๊ณ ์จ์ ์ทจ์ฝํ๋ค๋ ๊ฒ์ ๋ณธ ์คํ์ ํตํด ํ์ธํ ์ ์์๋ค.
5. ๊ฒฐ ๋ก
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ PSC ์์ ๊ฒฉ๋ฉ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ๋์์ผ๋ก ํญ๋ฐ ํ ํ์ฌ ๋ณตํฉ์์์ ๋ฐ๋ 2๋ฐฉํฅ ํ๋ฆฌ์คํธ๋ ์คํธ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ํจ๋ ๋ถ์ฌ์ ๋ํด ์ถ์๋ถ์ฌ๋ฅผ ์ ์ํ์ฌ ์คํ์ ์ผ๋ก
๊ฒํ ํ์์ผ๋ฉฐ, ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ ์ฐ๊ตฌ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋์ถํ์๋ค.
1)๋ณตํฉ๊ทนํํ์ค์ ์คํ์ ํ๊ฐ ๊ฒฐ๊ณผ, ๊ธด์ฅ๋ ฅ ์ ๋ฌด, ์ฒ ๊ทผ ๋ณด๊ฐ ์ ๋ฌด์ ๋ฐ๋ผ RC ๋ฐ PSC, PSRC ์ํธ์ ์์์ ๋๊ฐ ์์ดํ์์ผ๋ฉฐ, RC ์ํธ์
์์๊น์ด๋ 48 mm ์ธ ๋ฐ๋ฉด, ๊ธด์ฅ๋ ฅ์ด ๋์
๋ PSC, PSRC ์ํธ์ ๊ฒฝ์ฐ ์ต๋ 199 mm ๊น์ด๊น์ง์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ํ๋ฝํ์์ด ๋ฐ์ํ์ฌ, ์ํธ์
๊ตฌ์ํจ๊ณผ์ ๋ฐ๋ผ ํญ๋ ฌํ์ ๋ํ ํฌ๊ฒ ๋ฐ์ํจ์ ํ์ธํ์๋ค.
2)๋ณตํฉ๊ทนํํ์ค์ ๋ฐ์ ์ํธ์ ํ์ฌํ์ค๋ง ๋ฐ์ ์ํธ์ ๋นํด ํญ๋ ฌํ์์ด ์ ๊ฒ ๋ฐ์๋์์ผ๋ฉฐ, ๋จ๋ฉด์ด ๋ฐ๋ ์จ๋ ์ญ์ ์ ๊ฒ ๋ฐ์ํจ์ ํ์ธํ์๋ค. ์ด๋ ํญ๋ฐํ์ค์
์ํด ๋ฐ์๋ ๊ท ์ด๋ก ์ธํ์ฌ ํ์ฌ ์ ๋ฐ์๋๋ ๊ณ ์จ์ ์ด์ด ๊ท ์ด๊ณผ ๋ฐ๋ฝ๋ ๋ถ๋ถ์ ํตํด ์ธ๋ถ๋ก ๋ฐฉ์ถ๋จ์ ๋ฐ๋ผ, ์๋์ ์ผ๋ก ํญ๋ ฌ์ด ์ ๊ฒ ๋ฐ์ํ๊ฒ ๋ ๊ฒ์ผ๋ก
ํ๋จ๋๋ค. ํญ๋ ฌํ์์ ์ํด ์ยทํ๋ถ ์ฒ ๊ทผ์ด ๋ชจ๋ ๋
ธ์ถ๋ ํ์ฌํ์ค๋ง ๋ฐ์ ์ํธ์ ๋นํด ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋จ๋ฉด์ด ๋ฐ๋ ์จ๋๋ณํ ๋ํ ์ ๊ฒ ๋ฐ์ํ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
๋ค๋ง, ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ํญ๋ฐ ํ ํ์ฌ๋ฅผ ๋์์ ์ ์ฉํ ๊ฒ์ด ์๋ ๋ถ๋ฆฌ๋์ด ์งํ๋ ์คํ์ด๊ธฐ ๋๋ฌธ์, ํญ๋ฐ๊ณผ ํ์ฌ ์ฌ์ด์ ๋ฐ์๋๋ ์ํธ์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์ฑ์ง ๋ณํ์
๋ํ ๋ถ๋ถ์ ์ถ๊ฐ์ ์ธ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ์ด๋ฃจ์ด์ ธ์ผ ํ๋ค๊ณ ํ๋จ๋๋ค.
3)๊ฐ ๊ตญ๊ฐ๋ณ ํฐ๋ ๊ตฌ์กฐ์ฉ ๋ถ์ฌ์ ์ฌ์ฉํ๊ณ์จ๋์ ์์ ๊ฒฉ๋ฉ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ์ค๊ณ์จ๋๋ฅผ ๋น๊ตํ์๊ณ , ๋ณธ ์คํ์์ ํ์ฌํ์ค์ ๊ฐํ ์ํธ์ ๊ฒฝ์ฐ ์ฌ์ค ๋ฐ ๊ฐ์ฐ์ ์ด
์์๋์ด ๊ธด์ฅ๋ ฅ์ด ๊ธ๊ฒฉํ ๊ฐ์๋๋ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ํตํด PSC ์์ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ๋ํ ์ค๊ณ ์, ์ค๊ณ์จ๋์ ๋ํ ๊ฒํ ๊ฐ ๋ฐ๋์ ํ์ํ๋ค๊ณ ํ๋จ๋๋ค. ๋ํ ํญ๋ฐ ํ
ํ์ฌ ๋ณตํฉ๊ทนํํ์ค ์์์ฐ๊ตฌ๋ฅผ ํ ํ ๋ฐ์ดํฐ ํ๋ณด๋ฅผ ํตํด ํฅํ ํญ๋ฐ ๋ฐ ํ์ฌํด์์ ์ํ ์ ๋ฐํด์๊ธฐ๋ฒ ๊ธฐ์ด์๋ฃ๋ก ํ์ฉ์ด ๊ฐ๋ฅํ๋ค๊ณ ํ๋จ๋๋ค.