본 연구에서는 홍수시 교량에 발생할 수 있는 피해유형을 구분하였고, 피해메커니즘에 대해 분석하였다. 선행 연구로부터 주로 큰 피해가 발생했던 경기도와 강원도 지역을 중심으로 일반교량과 철도교량의 피해유형을 분류하고 위치, 사례 등을 조사하였으며, 수재해시 교량구조물에 대표적으로 일어날 수 있는 피해를 바탕으로 피해유형별 발생비율을 산정하였다. 중소하천의 홍수로 인한 피해유형에는 실제 구조적인 문제보다 기초적으로 세굴의 영향이 가장 크다고 볼 수 있지만, 세굴로 인한 교각과 상부구조에도 미칠 수 있는 영향과 피해메커니즘에 대한 분석을 위해 교각과 기초와의 관계가 서로 미치는 영향에 대하여 분석하였다. 또한 유송잡물의 집적은 교각의 세굴에도 영향을 미치는데, 유송잡물로 인해 교각하부에 내력이 발생하여 전단력과 모멘트, 횡압력이 작용하게 된다. 이외에도 교대와 교각의 부등침하가 발생할 수 있는데 상부구조 검토에 의한 허용각 변위를 적용하여 경간별로 부등침하에 의한 각 변위를 검토할 필요가 있다. 기본적으로 수재해 발생시 세굴과 유송잡물에 의한 교량의 기초부분 파괴가 교량의 붕괴에 가장 큰 원인이 될 수 있으므로 이러한 피해를 미연에 방지하기 위해 교량구조물 변형을 측정할 수 있는 산정방법에 대한 지속적인 연구가 필요하다.

백두산에서 폭발적인 플리니식 분화에 의해 분연주가 형성되고, 이 분연주의 붕괴에 의하여 화쇄류가 발생하는 조건을 가정하였다. 이 가정에 근거하여 Titan2D 모델을 적용하 여 모의하였다. 화산분화 시나리오에 근거하여 화쇄류의 영향 범위를 파악하기 위하여 화산 폭발지수별로 영향 범위를 산출하였다. 각 화산 시나리오별 결과를 비교하기 위하여, 화구의 위치는 산사면 8곳(8방위)과 칼데라 중심부 1곳 등 9곳을 선정하였다. 화쇄류 흐름의 내부 마찰각은 35°, 층저마찰각은 16°로 설정하였다. 각 화산폭발지수별 붕괴 분연주의 높이, 화 구의 직경, 분연주 붕괴에 의한 초기속도, 붕괴 화산재의 체적에 근거한 수치모의시간 등을 적절하게 가정하였다. 수치모의 결과를 비교하여 보면, 높은 화산폭발지수일수록 분화가 증 가하면 화쇄류는 더 멀리 퍼져 나간다. 칼데라 바깥쪽 북동쪽 산사면에 위치한 화구로부터 의 화쇄류 발생은 화산폭발지수가 2에서 7로 증가함에 따라 각각 3.3 km, 4.6 km, 13.2 km, 24.0 km, 50.2 km, 83.4 km로 멀어진다. 본 연구 결과가 DB로 구축되면 벡두산 인근 지역 에서 화쇄류 발생으로 인한 인적, 물적 피해를 최소화하는 것을 목표로 하는 재해 예방과 비상 관리 차원에서 매우 중요한 자료로 제공되어 질 것이다.

본 연구에서는 수평 곡선 박스 거더의 곡률에 따른 비보강 플렌지 강도를 유한요소 해석 프로그램인 Abaqus 6.13을 사용하여 분석하였다. 곡선보에서는 직선보와는 달리 단순한 수직 하중에도 휨 모멘트와 비틀림 모멘트가 동시에 발생한다. 그리고 이 비틀림 모멘트가 곡선보의 비틀림과 뒤틀림을 유발하여 최종적으로 플렌지에 응력이 비균등하게 분포하게 된다. 플렌지의 비균등한 응력 분포는 플렌지의 강도에 크게 영향을 미치는데, 곡률의 크기가 커질수록 비틀림 모멘트도 커지기 때문에 곡선보에서 곡률의 고려는 불가피하다. 날로 복잡해져 가는 교통 문제를 해결하기 위한 도로의 입체화 및 순환도로 건설의 증가 추세에 따라 곡선교의 수요는 지속적으로 증가하고 있는 추세이다. 곡선교에서는 구조적 안정성 측면에서 유리한 강박스 거더가 많이 사용된다. 그러나 현재 국내에서는 곡선보에 대한 뚜렷한 설계기준이 없고, 국외에서도 곡선보에 대한 설계기준을 포함하고 있는 것은 AASHTO(2012)가 유일하다. 하지만 AASHTO(2012)에서도 비틀림 뒴 응력과 뒤틀림 뒴 응력을 무시하고 직선보로 이상화할 수 있도록 곡률을 제한하여 설계식을 제시하고 있다. 곡선 I형 거더에 대해서는 많은 연구가 진행되고 있지만 박스형 거더에 대한 연구는 미비한 실정이므로 곡선 박스 거더의 곡률에 따른 강도 연구가 필요하다.

본 연구는 균열을 인식할 수 있는 영상기반 균열검사 알고리즘을 개발하고 성능을 검증하기 위한 모의 균열을 생성하는 방법에 관한 것이다. 균열검사 알고리즘을 개발하기 위해서는 균열 영상 데이터가 필요하다. 이러한 균열 영상들은 실제 균열이 발생한 콘크리트 벽면을 촬영하거나 일정한 하중을 가해 시편에 균열을 발생시키는 방법으로 획득하고 있다. 하지만 균열을 검사하기 위한 영상처리 알고리즘을 검증하기 위해서는 균열 폭이 일정한 정량화된 균열 영상이 필요하다. 이러한 정량화된 균열을 생성하기 위하여 크랙게이지와 같이 검은 명암을 가지는 표면 부착형 모의 균열이 사용되기도 한다. 표면 부착형 모의 균열을 사용하면 원하는 형태와 크기를 가지는 균열을 묘사하기 유리하며, 다양한 콘크리트 표면에 부착하여 균열 영상을 획득하고 이를 균열검사 프로그램의 개발에 활용할 수 있다. 특히 균열의 정확한 크기 측정이나 인식률을 정량적으로 검증하는데 매우 효과적이다. 하지만 표면 부착형 모의 균열과 실제 균열의 유사성에 대해서는 아직 검증되지 않았다. 본 연구에서는 표면 부착형 모의 균열과 콘크리트 시편에 유도한 균열을 제작하여, 영상 촬영한 후 명암, 질감, 콘트라스트, 선명도를 분석하여 두 균열간의 특성을 분석하고 유사성을 검증하였다. 영상은 다양한 거리와 조도에서 촬영하여 거리와 조도의 변화와 두 가지 균열의 특성 변화와의 관계를 알아보았다.

신재생 에너지에 대한 세계적인 관심이 증대됨에 따라 풍력발전시장의 성장 및 대형화 또한 지속적으로 이루어지고 있으며 이에 대한 구조적 특성 분석 및 해석에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 풍력발전타워의 형식 가운데 가장 많이 이용되고 있는 원형 강관타워는 여타 토목구조물에 비해 상대적으로 간단한 모델로 구성되지만 구조물의 특성 상 불규칙적인 동적하중이 지속적으로 작용하며 이에 대해 적절한 동적 거동 분석이 필요하다. 구조물의 해석에 있어 정밀한 해석모델을 이용한 해석은 간단한 모델의 그것에 비해 정밀한 결과를 보일 수 있지만 상대적으로 많은 노력과 시간을 요구한다. 효율적인 구조해석을 위해 해석에 사용되는 모델은 가능한 한 간단해야 하지만 구조물의 특성을 반영하지 못 할 정도로 지나치게 간소화해서는 안 된다. 원형 강관 풍력발전타워에 대한 구조해석은 쉘 요소 및 보 요소를 통해 많은 연구가 진행되고 있으며 보 요소 모델에 대한 해석의 편의성을 이용한 해석 시 Tapered 쉘 요소를 주로 Stepped-Beam으로 묘사하여 해석에 이용한다. 본 연구에서는 원형 강관 풍력발전타워의 모델링 방법에 따른 동적 거동을 분석하고 간소화 모델에 대한 구조물의 특성 반영정도를 검토하였다.

수문운영에 따라 상하류 수위차로 발생하는 압력변화는 수문 하단부 흐름에 변화를 주어 진동현상을 야기한다. 이러한 진동 현상이 발생할 경우, 구조적 위험성이 증가하여 치수의 기능을 상실할 수 있기에 진동에 대한 수문 안정성 및 위험성 검토에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 상하류 수위차에 의한 진동으로 Radial Sluice Gate에 작용하는 구조적 영향을 피로해석 기법으로 분석하였다. 피로해석 모형으로 ANSYS 구조물 해석 모형에 포함된 Fatigue analysis tool을 사용하였으며 피로해석을 위한 입력값은 ANSYS CFX의 유체-구조 연성해석(Fluid-Structure Interaction, FSI)을 이용하여 시간대별 작용 하중을 산출하였다. 시간대별 작용 하중 결과의 최소 단위 기간을 한달로 설정하여 대표값으로 가정한 후, Radial Sluice Gate의 내구도 연한을 50년으로 산정하여 수문 개방고에 따라 진동 경향이 다른 4가지 조건에 대해 응력변화와 피로해석을 수행하여 비교하였다. 진동 크기가 증가함에 따라 응력변화가 커지는 것을 확인하였으며, 피로해석을 통해 구조물의 잠재 위험성을 확인하였다. 현재 수문진동 검토가 선택 과업으로 적용되고 있는 국내에서 본 연구 결과를 기초 자료로 활용하여 진동에 의한 구조적 영향 검토가 충분히 수행될 경우, 수문 설계와 진동 검토에 있어 현장의 특수한 여건을 반영한 안전성 및 위험성 예측 방법으로 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

지반구조물의 동적특성은 미소변형률 수준에서의 변형계수나 이를 결정하기 위한 전단파속도나 압축파속도와 같은 물리적 의미의 체적파속도로 대표되며, 지진과 같은 동적 조건뿐만 아니라 공용상태의 정적 조건의 상태 또는 안정성 평가 과정에서의 중요한 변수이다. 특히, 이러한 체적파속도는 대상 지반 또는 지반구조물에서의 시추공 탄성파시험 수행을 통해 보다 신뢰성 높게 획득할 수 있다. 본 연구에서는 필댐 안정성 평가의 정량적 지표인 댐체 및 기초부의 동적 특성을 결정하기 위한 기법으로 현장 다운홀 탄성파 시험을 수행하고자 하였다. 댐 대상의 다운홀 시험은 추가적인 시추를 통해 시험공을 형성하여 실시하고, 일반적으로 시험 종류 후 시험공을 폐공한다. 이에 기존 댐 대상의 다운홀 시험 과정에 비해 경제적일 뿐만 아니라 댐에 대한 지속적이고 정기적인 동적 특성 평가가 가능한 기법으로서, 지하수위 관측공에 적합한 수진기를 활용한 다운홀 시험을 중심코어형 사력댐을 대상으로 실시하여 댐체와 기초 지반의 전단파속도를 평가하였다. 현장에서의 다운홀 시험은 지하수위 관측공의 초기 설치시 관측공과 지반의 접촉 불량 및 유지 관리 부실로 인해 일부 지하수위 관측공에서는 시험이 성공하지 못하였지만, 관측공 상태가 양호한 경우 깊이별 전단파속도 분포를 용이하게 결정할 수 있었다. 따라서 지하수위 관측공의 설치 및 유지 관리가 적절할 경우 다운홀 탄성파시험을 통해 필댐에 대한 지속적인 동적 특성 결정이 가능하고, 이로부터 중장기적인 안정성 평가와 관련 대책을 수립할 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구에서는 단면증대 보강된 무근콘크리트 기둥에 대한 압축강도 실험을 수행함으로써, 단면증대된 기둥의 단면 크기, 기존 콘크리트면의 표면거칠기 정도에 따른 단면증대된 기둥의 성능을 평가한 결과 다음과 같은 결론에 도달하였다. (1)표면거칠기 측정장치를 통해 표면의 거칠기 이력을 분석한 결과, 산술평균 거칠기, 최대높이, 상대높이는 거의 유사성을 갖는 반면, 이력길이와 평균 이력주기는 상관성이 떨어졌다. (2) 실험에서 나타난 최대하중을 비교한 결과, 단면증대공법을 수행할 경우, 축성능은 예상최대하중대비 최대 15%정도 감소하였으며, 거칠기 처리를 수행할 경우, 거칠기처리를 하지 않은 경우보다 최대강도가 약 4% 증가하였다. (3) 표면거칠기지표 5가지(산출평균거칠기, 최대높이, 상대높이, 이력길이, 평균이력주기)와 최대강도의 상관성을 선형추세선분석을 통해 비교한 결과, 이력길이와 최대강도의 선형추세선에 대한 값이 0.25로 다른 표면거칠기지표와의 값 (0.057~0.138)보다 훨씬 큰 값을 보여주어 거칠기이력길이가 축하중을 받는 부재의 거칠기 성능과 상관성이 가장 큼을 확인하였다. (4) 최대하중의 40%정도 수준까지는 탄성적인 거동에 의해 프와송비에 따른 횡팽창이 발생하였으나, 이후에는 실험체 내부적 손상의 진행과 균열양상에 따라 다르게 나타났으며, 최대하중의 80% 수준부터는 횡팽창에 의해 변형률이 급격하게 증가하였다.

선행 연구를 통해 개발된 반구형 접합부(HAT Joint)는 상부 하중이 축력으로만 기둥에서 PHC 파일로 전달되도록 한다. 이는 하중 전달 메커니즘이 단순하지 못해 휨 발생의 문제가 있는 기존 접합부의 단점을 보완한다. 또한 PHC파일과 철골기둥을 보다 빠른 기간 내에 연결이 가능하도록 해주어서, 공기 단축 및 시공의 편리함으로 인해 야기되는 경제성 또한 뛰어날 것으로 기대된다. 본 연구에서는 PHC파일과 철골기둥을 연결하는 반구형 접합부(HAT Joint)의 실제 시공 프로세스와 이로 인해 얻을 수 있는 경제성을 검토하였다. HAT Joint는 PHC파일과 현장에서 볼트로 설치되므로 이에 맞는 시공 프로세스가 요구된다. 우선적으로 HAT Joint와 상부 기둥의 일부는 공장에서 접합하여 시공 현장으로 이동된다. 현장에서 말뚝기초로 사용된 PHC 파일은 절단 후 파일캡을 이용한 절단면 보완을 통해 균일한 높이로 조절한다. 파일캡과 PHC파일, 그리고 파일캡과 HAT Joint는 각각 볼트로 결합된다. 경제성 검토는 실제 현장의 시공 방법 변경을 통해 비교하였으며, 이러한 단축효과를 여러 현장 케이스들을 통해 확인하였다. 또한 공기 단축 효과에 따른 경제성을 실질적으로 확인하고자 시공 중인 현장의 일부분을 대체하여 기존 습식 시공방법보다 유리함을 검증하고자 한다.

폭발사고나 테러 등이 증가함에 따라 구조물 방폭성능의 요구가 증가되고 있다. 국내에서도 폭발사고 등에 대비하기 위한 방폭구조물의 수요가 증가할 것이며, 이를 위해서는 다양한 측면의 관련 연구가 수행되어야 할 것이다. 본 연구에서는 철근상세가 보-기둥 접합부의 방폭성능에 미치는 영향에 대해 분석하였다. 표준 시험체는 보-기둥 설계매뉴얼을 바탕으로 정하중에 대해 설계되었으며 이 외에 철근상세에 따른 영향을 분석하기 위해 휨, 전단, Diagonal철근 등이 보강된 시험체와 비교하였다. 접합부의 방폭성능을 평가하기 위해 유한요소해석 프로그램인 LS-DYNA에 의한 해석적 연구가 수행되었다. 해석결과는 시험체의 파괴형상, 변형, 지점회전각 그리고 철근의 응력을 포함하고 있다. 추가적인 휨철근이 보강된 시험체의 방폭성능을 표준 시험체와 비교하여 큰 차이를 보이지 않았으나, Diagonal 철근이 보강된 시험체는 보 영역에서 발생하는 소성힌지영역을 이동시켜 접합부의 안전성을 확보하는 등 방폭성능을 향상시켰다. 따라서 동일한 철근비에서 휨철근보다 Diagonal철근이 폭발하중에 더 효율적으로 저항하는 것을 확인하였다. 이에 더하여 전단철근이 배근된 시험체는 우수한 방폭성능을 보였으며, 이를 통해 폭발하중을 받는 콘크리트 구조에서 휨 성능과 함께 전단성능 역시 중요한 고려사항임을 확인할 수 있었다.

건축물들의 화재와 안전사고 등의 철저한 관리와 불특정 다수인들의 피해를 예방하기 위하여 주요 시설물에 대한 점검, 유지, 관리교육 등 기존 건축시설물의 관리현황들을 조사ㆍ분석하였다. 그 결과는 1. 조직적인 측면에서 시설관리자들의 자발적인 재난예방과 재난수습의 원활한 추진을 위해서는 높은 통솔력과 지휘감독권이 절실히 요구된다. 그것은 시설관리자에게 실질적인 예산의 편성 및 운용을 할 수 있는 권한을 주고 또한 실무자에게도 맡은 부분에 관하여 책임과 권한을 주는 제도적 장치도 필요하다. 2. 인력적 측면에서 시설물의 관리자 대부분은 30대와 40대가 대다수를 차지하고 있고, 실무자는 30대(48％)에서 40대(24％)로 가면서 절반으로 줄어들었다. 관리자 및 실무자의 경력에 있어서도 7～10년 미만과 15～20년 미만의 분포가 낮은 것은 건축물의 시설관리의 전문 인력이 부족한 현상으로 실무자들이 현장에 남아서 정년을 맞을 수 있는 대책이 필요하다. 3. 시설관리자 및 실무자들의 근무 조건에서 시설관리자나 실무자 대다수는 근무형태가 불규칙한 근로 조건(71%)에서 근무하고, 급여의 조건도 미비하며 근무환경 역시 열악하였다. 따라서 이의 개선이 필요하며 현실적인 급여 등의 개선도 중요할 것이다. 4. 시설관리의 측면에서 시설물 관리자의 74%가 두 가지 이상의 시설관리업무를 수행하고 있고, 또한 넓은 관리면적을 담당하고 있었다. 이렇듯 시설물의 안전이나 충실한 관리 점검을 위해서도 관리자나 실무자들의 잡무 등은 줄여야 할 것으로 사료된다. 5. 교육의 측면에서 시설관리자들은 법정교육에 대해 89%가 상당한 도움이 된다고 하였다. 그러나 교육의 내용을 살펴보면 이론위주의 교육이 83％로 대부분을 차지하며, 시설관리현장에 바로 적용할 수 있는 실무위주의 교육은 17％밖에 되지 않아 아쉽다고 하였다. 이렇듯 실무교육시간의 확대가 필요하다.

미국과 영국을 비롯한 선진국에서는 학교안전을 위해 학교에 범죄예방 환경설계 (CPTED)를 적극적이며 체계적으로 도입하고 있다. 이 결과 미국과 영국 등에서는 교내 학생들의 공간 사용비율이 증가하고, 흡연률이 감소하였으며 절도와 같은 범죄도 75%가 감소하는 등의 효과가 있는 것으로 나타났다. 한국에서도 나날이 증가하는 교내폭력, 절도사건등을 예방하기 위해 교육부 주관으로 2013년부터 범죄예방 환경설계 시범 적용학교를 선정하여 CPTED의 보급을 진행하고 있지만 한정된 예산으로 인해 ‘범죄예방 진단시스템’을 사용하여 우선지원학교를 선정하여 예산을 지원하고 있다. 그렇지만 해당시스템은 문답과 지문의 난해함, 정량적인 평가의 어려움 등으로 인해 정확한 학교의 상황을 확인하기 어려운데, 이를 해결하기 위해선 교육현장에서 체크하기 쉽고 학교의 CPTED 수준을 확인할 수 있는 새로운 학교 CPTED 체크리스트의 개발이 필요하다 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 셉테드 학회 학교안전 체크리스트, 서울시교육청의 초등학교 계획·설계 지침 등 기존에 사용되던 국내외 학교 방범 및 CPTED 체크리스트를 비교분석하여 유사지표를 통합하고 중복된 지표를 삭제하여 정리하였다. 그리고 정리된 자료를 사용하여 위험성 및 효과, 체크의 용이성 등에 대해 우선도를 나눠 정리하여 우선지원학교의 선정을 위한 지표를 제시하였다. 또한 도출된 정보를 기본으로 한 우선지원학교 선정에서 변별력을 가질 수 있는 체크리스트 개발에 대한 방향을 제시하였다.

일반적으로 철근콘크리트 구조물에서는 철근의 정착을 위하여 갈고리 철근을 주로 사용하고 있다. 원전 구조물과 같은 특수 구조물에 갈고리 철근을 사용할 경우, 배근되는 철근간의 간섭이 심해져 배근이 어려워지며, 조밀한 배근 간격으로 인하여 콘크리트 타설이 어려지는 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 원전 구조물에 대한 확대머리철근의 적용이 필요하다. 현행 구조설계기준에서는 철근의 직경, 항복강도 등에 대하여 확대머리철근의 적용범위에 제한을 두고 있다. 현행 기준으로는 대구경 확대머리철근에 대한 적용이 사실 상 어렵다. 이에 따라 본 연구에서는 대구경 확대머리철근의 정착 성능 평가 및 원전구조물에 대한 적용성 평가를 위하여, 대구경 확대머리철근을 적용한 외부 보-기둥접합부 실험을 수행하였다. 실험체는 확대머리철근의 정착길이, 측면피복두께, 횡보강근 및 파괴유형을 실험변수 설정하여 설계하였으며, 반복하중을 가력하여 외부 보-기둥접합부의 성능평가를 수행하였다. 성능평가 결과, 정착성능에 큰 영향을 미치는 요인은 측면피복두께 및 횡보강근 지수임을 확인할 수 있었으며, 외부 보-기둥접합부에서 대구경 확대머리철근은 충분한 정착성능을 보여줌을 확인할 수 있었다.

최근 건설산업은 소득수준의 향상, 산업구조의 고도화, 교육수준의 향상 등에 따라 청년층의 3D산업 진입기피, 기능 인력의 노령화 등의 이유로 인해 단순ㆍ기능인력 등 인력난이 심화되고 있다. 이로 인해 많은 건설현장에서는 부족한 노동력의 수급을 위해 외국인 근로자의 건설업으로의 유입은 꾸준히 증가하고 있다. 외국인 근로자가 증가함에 따라 언어 및 문화의 차이와 외국인들을 위한 안전교육 프로그램 부족 등 여러 이유로 인하여 산업재해가 많이 발생하고 있다. 외국인 근로자의 산업재해 증가에 따라 국내에서도 외국인 근로자들의 효율적인 안전 교육 및 관리 방안과 외국인 건설 근로자를 대상으로 연구가 이루어지고 있으나 실제 안전사고 예방에 필요한 재해발생 매커니즘 규명에 대한 연구는 전무한 실정이다. 본 연구에서는 건설 현장의 재해발생 매커니즘을 분석하기 위해 하인리히의 사고발생 연쇄성이론과 건설현장에서의 재해에 관한 개인적 사회적 요인들을 도출하기 위해 건설현장에서 발생한 사례 84건을 분석하고 이를 바탕으로 외국인 근로자 재해발생 매커니즘을 작성하였다. 본 연구의 결과는 건설현장에서 발생할 수 있는 재해분석의 자료의 활용이 되고 더 나아가 외국인 근로자의 안전교육 및 안전관리에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

Historical villages are a highly valuable historical and cultural resource to directly/indirectly recognize and experience unique traditional culture in our daily lives. There are eight historical villages worldwide designated by UNESCO's ICOMOS. Preserving and passing these historical villages down to future generations is one of the key imperatives. Such natural disasters as earthquake, heavy snow and damage from storm and flood are potential risk factors of historical villages. Manmade disasters like theft also pose a risk to historical villages. But, it is fire that poses highest risk to historical villages particularly when folk structures in the villages are built by accessible wood, silver grass and straw. Hahoe Village and Yangdong Village in Korea have straw-roofed houses and Shirakawa-go in Japan has silver grass-roofed houses. Combustion characteristics of these roof materials need to be identified in order to enhance fire safety in historical villages. This study used cone calorimeter (ISO 5660-1) to measure combustion characteristics of straw in Korea and silver grass in Japan. It also analyzed Time to Ignition (TTI), Effective Heat of Combustion(EHC), Heat Release Rate(HRR), Total Heat Release(THR), Mass Loss Rate(MLR) and temperature and time of natural ignition. Database on combustion characteristics of straw and silver grass will be used to predict fire property of buildings and structures in historical villages.

본 연구에서는 대공간 구조물에 보편적으로 사용되는 직접기초의 단점을 보완하기위해 PHC 파일기초와 철골기둥의 접합부에 대한 개발을 진행하였다. 기존의 제안된 접합부들이 플레이트를 이용하여 휨으로 인한 처짐을 막기 위해 해당 부분에 과도한 보강이 필요한 것과는 달리, 개발된 반구형 접합부(HAT Joint)는 반구의 형상으로 인해 기둥에서 파일로 전달되는 하중이 축력으로만 작용하게 되어 휨에 대한 우려를 최소화 하였다. 또한 H형강용 기본 타입인 H-Type 외에도 각형, 원형, 왕형 철골기둥에 설치가 가능하도록 다양화 하였다. HAT Joint는 공장에서 상부 철골 기둥의 일부와 결합된 상태로 현장에 운반되어 PHC 파일과 볼트로 결합하게 되므로 공기 단축 및 시공품질 관리 향상에 큰 이점이 있다. 기둥과 기초파일의 접합부인 HAT Joint는 압축력과 휨에 대해서 성능이 검증되어야 한다. 압축력은 φ1000 PHC파일의 허용압축강도인 967ton의 1.5배인 1500ton을 충분히 만족하는 것을 실험을 통해 확인하였다. 본 연구에서는 시공 시의 현장상황 혹은 갑작스러운 지진 등 예상하지 못한 횡하중에 대한 안정성을 검토하기 위하여 휨 실험을 통해 성능을 검증하였다. 실험은 두 개의 PHC파일과 연결된 접합부의 철골 기둥을 연결하여 그 중심점을 가력하는 형태로 성능평가를 진행하였다. 이를 통해 개발한 접합부가 압축 성능뿐만 아니라 휨에 대한 성능도 만족하였음을 검증하고자 한다.

도시철도망의 확장 및 고속철도 노선 확대로 인하여 도심지에서의 철도 운행이 증가하고 있으며 이에 따른 진동/소음으로 인한 역사 주변 지역 주민의 불만이 높아짐에 따라 진동 · 소음 제어 기술은 철도의 미래를 좌우할 수 있는 핵심기술로 부상하고 있다. 그러나, 선로 소음/진동저감에 가장 효율적인 대책으로 알려진 플로팅 궤도기술의 경우 국내기술은 미비한 실정다. 마찰 쐐기거동을 통한 감쇠를 이용한 방진장치의 동적 성능 검증은 시제품을 적용한 콘크리트 블록에 대한 연직방향 가진시험을 통하여 수행되었다. 시험에는 진동수별, Stroke 별로 구분하여 가력하였으며, 시험결과를 통해 방진장치의 동적 거동특성과 진동저감 효과를 확인하였으며, 개발품의 개선점을 도출할 수 있었다.

위기상황이 발생하면 철도승무원은 신속하고 정확한 판단 및 대응을 도모하는 비상대응 매뉴얼을 토대로 대처한다. 본 연구에서는 도시철도 운영기관의 비상대응 매뉴얼을 관제사·기관사·역무원으로 구분하여 각 직무별 현장에서 수행해야 하는 사항에 대해 고찰하였으며, 이를 통해 개선되어야 하는 점을 도출하여 개선방안을 모색하였다. 총 12개의 도시철도 운영기관의 매뉴얼을 종합하여 분석하였으며, 연구 결과 현재 비상대응 매뉴얼대로 진행되지 않을 가능성, 즉 문제점이 존재한다는 것을 확인할 수 있었다. 종합적으로 매뉴얼 상 가장 큰 문제는 기관사에게 모든 방재계획이 집중되어 있다는 것이다. 이는 기관사가 모든 상황을 인지 후 파악하여 조취를 취해야 한다는 것을 의미하며, 이를 다시 말하자면 기관사가 부상을 입거나 사망하였을 경우에는 관제소에서 사고를 인지할 수 없다는 것을 의미한다. 부차적으로는 기관사 및 차장과 관제사 간의 소통이 일부 시스템에서 일방 채널로 소통이 이루어지고 있다는 점을 문제로 들 수 있다. 이처럼 일방 채널로 형성되면 정보 공유에서 차장이 우선순위에서 밀리게 되어 차장이 사고를 인지하는 데 늦어질 수 있다는 것이다. 이러한 경우 사고의 특성 및 규모에 따라 피해가 확대될 우려가 있다. 사고의 피해 정도는 철도승무원 간의 소통에 달려있다고 해도 과언이 아닐 것이다. 그러므로 이를 개선하기 위해서는 비상상황에 대한 직무 연계성과 업무 특성, 대응 시간 등을 고려하여 기관사에게 집중된 역할을 분산시켜야 할 것이며, 전반적으로 매뉴얼 개선이 어려운 경우에는 최소한 기관사의 안전을 확보할 수 있는 패닉룸 설치를 고려하여야 할 것이다. 아울러 철도운행 환경의 변화를 고려할 필요가 있다. 철도운영 종사자 수는 감소하고 한 사람당 수행하는 직무의 범위가 확대되고 있으므로, 비상상황에서 매뉴얼이 이와 같은 여건 하에서 정상적으로 작동할 수 있을 것인가에 대한 검토가 필요할 것으로 사료된다. 특히 무인운전 시스템의 경우에는 수분 동안 승객이 외부로부터 고립될 수 있으므로 이를 보완할 수 있는 방안이 마련되어야 할 것이다.

최근 이상기후로 인한 집중호우에 의해 발생하는 도심지에서의 내수침수에 대한 구조적 대책으로 지하방수로가 고려되고 있다. 따라서 국외에 기설치된 지하방수로 사례에서 발생되는 문제인 맨홀 분출사고를 예측하여 적절한 설계를 유도하기 위해서는 관 내부에 갇힌 공기의 압력을 고려한 관 흐름 해석 모형이 필요하다. 지하방수로 내에 급격한 빗물 유입에 따른 유속 증가와 수위변동에 의한 단파 현상이 나타남과 동시에 공기의 부피가 수축되어 관내에 큰 압력이 발생한다. 본 연구에서 급격하게 변화하는 관수로 내의 단파 현상을 재현하기 위해 수치모형을 구축하였다. 기존 연구의 실험결과와의 비교를 통하여 보정 및 검증하고자 하는 것이 본 연구의 목적이다. FVM(Finite Volume Method)을 사용하여 1차원 Saint-Venant 방정식을 이산화하여 대수 방정식으로 변환하고, 이를 Roe Approximate Riemann 수치 기법의 알고리즘을 사용하여 방수로의 동수역학적 거동을 해석하였다. 단파의 발생을 모의하기 위해 불연속점을 다루는 수치기법인 제한자(Limiter)를 활용하였고, 공기의 압력흐름과 개수로의 혼합흐름 해석이 가능한 Preissmann slot model을 적용하였다. 기존의 운동량 방정식에 기체의 압력항을 추가하여 유체와 기체의 흐름을 고려한 수치모의를 수행하여 분출(gushing)현상을 모의하였다. 관수로 내의 단파거동 해석에 적합한 1차원 모형을 개발하였고, 추후에는 지하방수로의 위험 시나리오 관리 시스템을 개발하여 설계 및 시공에 기여하고자 한다.

농촌지역은 주민의 대부분이 농업을 생산하는 지역으로 최근 이촌향도현상, 도시화 등 사회·환경변화로 인해 농촌인구의 고령화가 심화되고 있으며, 도시지역과 달리 재난 발생 시 자체적인 예방, 대비, 대응, 복구 등의 재난관리 체계가 도시에 비해 효율적으로 구축되었다고 보기가 어려워 재난으로 인해 많은 피해가 발생하고 있다. 이러한 농촌지역은 대부분이 반복된 형식의 유사재난이 다수를 차지하고 있으며 특히 태풍, 집중호우로 인해 농작물 피해는 매년 발생하고 있다. 또한 농촌지역의 지리적 특성상 고립되거나 산악지역과 함께 어우러져 있는 경우는 화재(산불)나 기타 재난발생 시 의료·응급 및 소방기관이 내부로 신속하게 접근하여 대응하는데 많은 시간이 소요되어 초기대응이 어렵고 자체적으로는 재난안전 인프라가 부족하여 재난대응에 미흡한 부분이 존재하고 있다. 그리고 최근 소방서 건물만 남아 있고 근무 인력이 없는 ‘폐쇄 지역대’는 전국에 189곳이었으며 경북에서 63곳, 충남과 전남에서 각각 51곳과 37곳이 폐쇄되는 등 농촌지역의 소방서 지역대가 줄어들고 있는 실정이다. 이는 도시지역에 비해 농촌지역이 상당히 재난관리적 측면이 부족한 것을 알 수 있다. 이에 본 연구에서는 농촌지역의 재난안전마을 구축을 위해 농촌지역 재난안전마을 개념을 정립하고 농촌지역에 재난유형별로 발생현황을 조사하여 농촌지역 재난특성을 알아보았다. 이를 바탕으로 농촌지역 특성에 맞는 재난안전대책을 제시하였다.