파형강판 | 방호벽 | 리베트먼트 | 격납고 |군방호시설물 | 초대골형

Solution 軍방호시설물

파형강판 군사시설물은 경제성과 시공성도 중요하지만 더욱 중요한 것이 방호성입니다. 파형강판과 콘크리트로 구축된 방호시설의 비교를 하면, 콘크리트의 경우 폭발로 인해 구조물에 가해지는 충격 에너지의 세기에 따라 균열부터 파쇄까지 진행을 하는 반면 강재인 파형강판은 동일한 조건에서 변형에너지로 변화됩니다. 즉, 콘크리트는 정적인 압축력에는 상당한 저항을 발휘하지만, 폭발과 같은 순간적(Nano Second)으로 가해지는 동적충격에 대하여서는 그렇지 않습니다. 또한, 콘트리트는 내부 파쇄물로 인한 파편 피해의 가능성이 높으나, 파형강판 방호구조물은 2차 피해가 없거나 극히 낮게 됩니다.

Corrugated Steel Structure, Shelter, Magazine, Military Protection Facility

2002년 실험과 FEA를 통하여, 파형강판 강재 3.2mm로 조립된 원형 파형강판의 복토를 1m하였으며, 그 위에 155mm 포탄 (TNT 15lbs)을 폭발시킨 결과 천정 부위가 아래로 처지는 변형이 발생하였으나, 내부는 온전한 상태를 유지하였습니다. 만약 동일한 조건에서 콘크리트 400mm두께이면 큰 균열과 함께 배면파쇄로 인하여 발생하는 파편들이 내부의 인원과 장비에 피해를 미칠 수 있습니다.

결론적으로 파형강판의 두께는 비록 얇지만 일정한 파형으로 가공되어 있고 구조단면 형상이 원형, 아치형이므로 주변에 적절한 복토가 되어 있다면 콘크리트 이상의 방호 효과를 검증하였습니다. (ADD, 육군사관학교 화랑대 연구소,2003)

군사용 방호 구조물에서 폭탄이 구조물을 관입하여 내부에서 폭발하는 최악의 경우도 있을 수 있기 때문에 아주 중요한 구조물에 대해서는 폭탄에 의한 직격 관통을 가정하여 설계하기도 한다. 그러나, 일반적인 대개의 군사구조물은 경제성을 고려하여 지근폭발에 대한 설계를 합니다.

지상에서 폭발하는 경우 폭압에 의한 폭풍과 파편이 발생하지만 보통은 정량적 예측이 가능한 폭압에 의한 폭풍을 설계변수로 사용한다. 폭풍 효과는 "Blast overpressure"과 "Impulse"으로 구분되며 상황에 따라 둘중에 하나를 설계변수로 사용합니다. 한편, 지중에서 폭발하는 경우 폭발 심도에 따라 "Crater"가 형성되면서 폭풍이 지배적이 되거나 또는 "Ground shock"이 지배적인 것이 되어 구조물에 영향을 미치는데 만약 폭발 이격 거리가 동일하다면 폭발시의 "Tamping effect" 때문에 지중폭발이 구조물에 미치는 피해효과가 더 커질 수 있습니다.

파형강판 ECM(Earth Covered Magazine)은 높은 두께의 복토가 콘크리트 ECM과 대비하여 경제적으로 시공이 가능한 장점이 있습니다. 따라서 지상폭발이든 또는 지중폭발이든 구조물에 전달되는 하중은 주로 "Ground shock"이 됨으로써 폭발에 대한 구조물의 저항 거동을 고려함에 있어 지반충격이 주된 요인입니다.

DESIGN CODE 파형강판 ECM (Earth Covered Megazine)과 파형강판을 이용한 방호시설물은 국방설계기준 (DMFC), 미군설계기준 (UFC, ASTM)에 준하여 설계 및 공급이 됩니다. 또한, 국방부 주관으로 진행된 「군시설물 강재 적용방안」 연구 결과를 토대로 「파형강판 지중구조물」편이 「국방•군 사시설기준」 2009년도에 발간되었으며, 2012년에 발간된 「국방•군사시설기준」에 「탄약고 설계지침」, 「강재 방호수조물 설계 및 시공지침」에 파형 강판 설계지침이 수록하였으며 규격은 표준형 (150mmX50mm)과 대골형(380mmX140mm)이 등록되었으며 자재검수 기준 등 세부 내용을 포함하고있다.

Reference: https://www.wbdg.org/building-types/ammunition-explosive-magazines

파형강판 방호시설물은 ECM과 함께 2009년도부터 서북도서, DMZ 구간에 격납고, K-9 방호시설, 81mm 박격포 유개화, 레이더 방호시설 등에 적용되며, 민간 대피소에도 적용되었습니다.

결로방지 파형강판 ECM은 기존 콘크리트 탄약고 보다 탄약 저장 효율성 및 방호 성능이 향상 되었으며, 결로 연구를 통하여 결로 문제를 해소하였으며, 이산화탄소 배출량 감소 및 재활용 가능한 자연 친화적인 첨단 소재의 탄약고입니다.

파형강판 방호벽 적들과 가장 최전선에서 경계 근무하는 소대 단위의 작은 숙소는 조립식 숙소 위주로 설치되어 있고, 자체 방호성능은 가지고 있지 못하다. 이에 부대상황에 따라 흙벽이나 폐타이어 또는 폐 드럼통을 이용하여 군 숙소 방호벽을 설치하는 실정입니다. 이러한 기존 방호벽은 적의 박격포 위협에 노출되어 있으며 방호성능 또한 기대할 수 없고 적의 곡사포에는 방호벽 높이가 낮아 내무반 지붕에 대한 방호성능도 기대할 수 없는 상황이다. 이는 직격탄에 위험 한것은 물론이며 근접 폭발 시에도 대규모 사상자를 발생할 수 있습니다. 00공사에서는 파형강판 방호벽 적용 배경은 철근콘크리트 이상의 방호성능을 가지며 공사기간이 빠르고 적의 포격 시 발생하는 2차피해(배면파쇄)가 발생하지 않기 때문이다. 이에 강재 방호벽의 특징을 보면 아래와 같습니다.

○ RC 방호벽의 경우 포격에 따른 배면파쇄로 인명, 장비 등 2차 피해가 발생하나, 강재방호벽은 배면 파쇄에 대한 방호성능 확보하여 생존성 보장을 최대한 보장합니다.

○ 산악지형, 격오지, 동절기 공사에 적합합니다.

○ 거푸집, 비계, RC 양생 불필요로 공사기간 단축 (콘크리트 대비50%) 됩니다.

○ 공장 제작으로 사전 품질검수 및 손상시 현장에서 유지보수가 용이하며, 경제성이 우수합니다.