Abstract
In this study, a comparison was made between the resulting behaviors of scaled model test and particle flow analysis for blasting demolition of a reinforced concrete structure. For the test and analysis, a progressive failure of a five-story structure was considered. The dimension analysis was carried out to properly scale down the real structure into the laboratory size. The test model was made of the mixture of gypsum, sand and water along with soldering lead to analogy reinforcing steel bars. The ratio of mixing components was chosen to best represent the scaled down strength and deformation modulus. The columns and girders of the structure were precasted in the laboratory and assembled right before the blasting test. The numerical analysis of the blasting demolition was carried out using PFC2D (Particle Flow Analysis 2-Dimension by Itasca). The results of the blasting of concrete lahmen structure showed roughly identical demolition behavior between scaled model test and numerical test. For the blasting of the reinforced concrete structure, the results were more identical and closer to the real demolition behavior, since the demolition behavior was better represented in this case due to the increased tensile strength of the component.
본 연구에서는 철근콘크리트(reinforced connote) 구조물에 대해 발파해체 축소모형실험을 수행하고 이를 전산실험결과와 비교하였다. 적용된 발파해체 공법은 파괴거동을 비교적 쉽게 확인할 수 있는 점진붕괴공법이며, 차원해석(Hobbs(1969))을 실시하여 축소모형실험에 적용될 강도특성을 계산하였다. 이에 따라 석고, 모래, 물의 혼합하여 콘크리트를 대용할 재료로 사용하였으며, 연성을 지니며 축소강도가 철근과 유사한 땜용 납선을 철근 대용 재료로 사용하였다. 이 때 모래와 석고의 중량 비를 다양하게 변화시키면서 이에 따른 강도의 변화를 측정하고 최적의 강도 값을 갖는 배합 비를 결정하여 사용하였다. 모형의 제작은 실내에서 미리 양생된 부재들을 현장으로 옮겨 연결부만을 타설하여 일체화시키는 방법으로 구조물을 축조하였다. 축소모형실험을 전산실험결과와 비교하기 위하여 요소의 파괴거동을 육안으로 확인할 수 있는 개별요소법에 의해 수행되는 상용코드인 PFC2D(Particle Flow Code 2-Dimension)를 사용하여 전산해석을 수행하였다. 먼저 3차원 무근 콘크리트 라멘 구조의 모형을 설계하고 그 축소모형을 발파해체하여 거동을 촬영하였다. 이를 전산실험결과와 비교하여 2차원 해석의 한계는 존재하나 대체로 유사한 형태의 거동을 보임을 알 수 있었다. 그리고, 무근 콘크리트 라멘 구조 해석의 경험과 철근콘크리트 보의 실내 굴곡실험결과를 근거로 하여 철근콘크리트 구조모형의 발파해체 사전해석을 실시하였다. 그 결과, 2차원 해석이라는 한계에도 불구하고 900ms 까지는 거의 유사한 거동을 보이며 붕괴됨을 확인하였다.
