Autodyn-3D를 이용한 철근콘크리트 강판콘크리트 구조물의 항공기 충돌에 대한 거동해석

Abstract

본 논문은 RC(Reinforced Concrete), SC(Steel-Plate Concrete)격납구조의 대형 민항기 충돌 응답해석을 위해 항공기-구조물 상호작용 해석방법을 적용하였다. 항공기 충돌 시뮬레이션은 Autodyn-3D를 통해 수행하였다. 이전에 연구된 대부분의 항공기 충돌해석의 충격하중은 국부적인 부분(동체면적의 약 2배)에 대해 Riera의 충격하중함수를 적용하는 방법을 이용하였다. 하지만 본 논문에서는 실제와 유사한 Boeing 767 모델을 구현하여 항공기 충돌면적을 고려하여 대상구조체인 RC와 SC 격납구조에 직접 충돌 시켜 발생하는 응답현상을 비교 분석 하였으며, 항공기 모델은 강성 벽(Rigid Target)에 대해 항공기를 충돌 시켰을 시 발생되는 충돌하중이력곡선과, Riera 함수를 이용한 충돌하중이력곡선과의 비교를 통하여 검증하였다. 항공기 충돌 시, RC, SC 격납구조에 대한 충돌저항능력 및 안전성 등의 효과를 평가하기 위해 두께 1.2m의 무근 콘크리트(PC), 두께 1.2m의 철근 콘크리트(RC_1.2m), 두께 1.2m 철근 콘크리트와 완전 부착된 내부 Liner Plate(RC+CLP), 두께 2.0m의 철근 콘크리트(RC_2.0m), 콘크리트 두께 1.2m와 내∙ 외부 Liner Plate 두께 19.04mm의 SC격납구조(SC_19.04mm), 그리고 콘크리트 두께 3.0m의 철근 콘크리트(RC_3.0m)에 대한 충돌해석을 수행하였다. 따라서 항공기 충돌과 같은 비정상 충격하중이 RC와 SC 격납구조에 가해질 경우에 대한 대상구조체의 충돌 후 거동 예측이 가능하며, 보수적인 안전성이 요구되는 RC원전 격납건물 등에 SC구조를 적용하면 안전성 증대 효과를 기대 할 수 있을 것으로 보여진다.