충격력 흡수를 위한 댐핑 패널 구조의 완충 성능 평가 (Performance Evaluation of Damping Panel Structures for Impact Force Absorption)

서지정보

· 발행기관 : 한국산학기술학회
· 수록지 정보 : 한국산학기술학회논문지 / 26권 / 1호 / 148 ~ 155페이지
· 저자명 : 강재윤, 김원우

초록

도심지 수소 저장 시설의 지하화를 대비한 구조물 안전 및 방호 대책과 관련하여 가스 폭발 사고가 발생했을 때 저장시설 구조물 벽체에 작용하는 폭발 충격력을 감소시켜 구조물 파괴를 방지할 수 있는 대책이 필요하다. 본 연구에서는 구조물 방호 개념으로서 충격 흡수를 위한 댐핑패널 모듈을 구조 벽체에 부착하는 것으로 기본 개념을 설정하고, 댐핑패널 구성을 위해 사각 격자형 및 튜브형의 완충 구조를 통해 외부 충격력을 흡수하여 배면의 벽체로 전달되는 충격 에너지를 최소화하는 방안을 검토하였다. 댐핑패널의 에너지 소산 능력을 평가하기 위하여 Gas-Gun Test 장치를 이용한 충격 실험을 수행하였고, 실험 시편을 수치 모델화하여 유한요소해석으로 손상에너지 변화와 가속도 응답을 비교 평가하였다. 실험 및 해석 결과를 통해 댐핑패널이 충격 에너지를 효과적으로 흡수하여 콘크리트 구조의 파괴를 막을 수 있었고, 충격 에너지를 1/2 이하로 크게 감소시킬 수 있었으며, 특히 튜브형 댐핑 구조가 사각 격자형에 비해 충격압을 넓은 면적으로 분산시킴으로써 상대적으로 매우 우수한 완충 성능을 보였다. 본 연구의 댐핑패널 기본 구조 도출 결과를 토대로 튜브형 댐핑 구조의 다양한 설계 변수에 대한 완충 성능을 평가하여 최적화된 튜브형 댐핑패널 구조를 결정할 필요가 있다.

영어초록

This paper proposes a structural protection concept by attaching damping panel modules to structural walls for impact absorption. Methods to minimize the transmission of impact energy to the structural wall were evaluated using square grid and tube-type damping structures that absorb external impact forces to configure the damping panels. Impact experiments using gas-gun test equipment were conducted to assess the energy dissipation capacity of the damping panels. Numerical modeling of the test specimens was also performed. Finite element analysis was used to compare the changes in damage energy and acceleration response in the concrete panel. The experimental and analysis results showed that the damping panels effectively absorbed the impact energy, preventing severe damage to the concrete panel. The impact energy was reduced by more than 50%, and the tube-type damping structure showed better energy dissipation performance than the grid type by distributing the impact pressure over a larger area. Based on this basic structural concept of the damping panel, it is necessary to assess the energy dissipation performance of various design variables of the tube-type damping structure to determine the optimal damping panel configuration.

참고자료

· 없음