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Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea KCI 등재 한국지진공학회논문집
- 발행기관 한국지진공학회
- 자료유형 학술지
- 간기 격월간
- ISSN 1226-525x (Print)2234-1099 (Online)
- 수록기간 1997 ~ 2024
- 주제분류 공학 > 토목공학 공학 분류의 다른 간행물
- 십진분류KDC 531DDC 624
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제11권 제3호 (통권 제55호) (2007년 6월) 9건
1.
2007.06
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현수교 행어케이블의 장력은 현수교의 상태점검에 있어 중요한 요소이다. 현재 케이블의 장력 추정에는 여러 이론식에 의한 간접적인 방법들이 사용되고 있으며, 케이블의 가속도신호로부터 고유진동수를 측정한 후 고유진동수와 장력과의 관계로부터 케이블의 장력을 추정하는 진동법이 대표적이다. 하지만 운동방정식을 기반으로 하는 진동법은 휨강성의 영향이 큰 짧은 케이블의 장력추정에는 적합하지 않다. 본 논문에서는 10m 미만의 짧은 케이블에 대해서도 전기 가능한 새로운 장력 추정 방법으로 단변분탐색법과, 최적화 기법을 이용한 역해석 기법을 제시하였다. 이론에 대한 검증을 위해 국내에 사용 중인 광안대교 행어케이블을 대상으로, 역해석과 진동법에 의한 추정장력들과 설계장력을 상호 비교하였고, 이를 통해 역해석기법이 길이에 상관없이 장력추정에 유용하다는 결론을 얻었다.
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2.
2007.06
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지진하중에 의한 구조물의 손상 및 피해는 지진에 의한 동적 하중을 고려한 구조물의 내진설계의 도입을 통하여 저감시킬 수 있으며, 이 때 내진설계 도입으로 인한 구조물의 내진성능 향상 및 그에 필요한 비용을 동시에 고려하여 내진설계 도입의 적합성을 검증해야한다. 본 연구에서는 내진성능의 확률적 평가를 위해서 지진하중과 구조물 자체에 내재되어 있는 불확실성을 고려하여 빌딩구조물의 지진취약도를 작성하였으며 시뮬레이션의 효율성을 높이기 위한 Latin Hypercube 샘플링 기법을 도입하여 해석을 수행하였다. 내진 설계 도입의 필요성 검증을 위해서는 구조물의 물리적 내진성능 이외에도 구조물의 사회적, 경제적 기능 및 가치에 대한 고려가 필요하며 이러한 요소를 고려한 의사결정해석 절차를 등가비용모델의 예를 들어 제시하였다.
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3.
2007.06
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건설여건의 변화에 따라 교량구조물의 급속시공에 대한 요구가 늘어나고 있다. 이 논문에서는 하부구조에서 교각의 프리캐스트화를 위한 준정적 실험을 수행하였다. 프리캐스트 프리스트레스트 콘크리트 교각 설계의 가장 주요한 항목이 내진성능의 확보에 있다. 7개의 프리캐스트 교각을 제작하였고 주요 실험변수는 긴장재의 양, 프리스트레스트의 크기, 이음부의 위치 및 수로 설정하였다. 실험결과 축방향으로 도입되는 프리스트레스에 의해 작은 횡변위하에서는 일부 손상이 발생하여도 변형의 복원력을 발휘하였지만 소성힌 지구간의 손상이 많은 경우에는 이러한 복원력이 효과를 발휘하지 못하는 것을 확인하였다. 실험을 통해 관찰된 손상의 형태로부터 판단할 때 조립식 교각의 이음부 설계는 기초부와 교각부 사이의 이음부에 대해서 실시되어야한다. 축방향 긴장재의 양은 RC 교각과 강재비를 일치시키는 것은 지나친 설계가 될 수 있고 주어진 하중조건에 대한 P-M 상관도를 만족시키는 수준에서 결정되어야 한다. 변위연성도 평가를 볼 때 프리캐스트 교각에서 횡철근비는 현재의 철근 콘크리트 교각과 동일한 수준에서 확보되어야 요구연성도를 만족할 수 있다. 에너지 소산능력은 강재비가 증가함에 따라 향상되었고 이음부의 수가 많은 경우가 다소 뛰어난 능력을 발휘하였다.
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4.
2007.06
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본 연구에서는 원전내 주요 안전관련 기기중 비상디젤발전기를 대상으로 한 진동대 실험을수행하였다. 원전의 비상디젤 발전기는 원전 전체의 노심손상빈도에 미치는 영향이 매우 크며 또한 면진장치를 설치하여 지진력을 저감시킬 경우 큰 폭으로 노심손상빈도를 감소시킬 수 있으며, 가동중 발생하는 소음과 진동으로 인하여 주변 구조물과 기기에 영향을 미치기도 한다. 따라서 지진력 저감과 기계 진동의 저감효과를 동시에 고려하기 위한 면진장치를 적용하여 그 효과를 평가하여 보고자하였다. 면진장치로는 코일스프링과 점성 댐퍼가 결합된 형태의 면진장치를 선정하였다. 실험의 대상으로 하는 비상디젤발전기는 영광 5,6호기에 설치되어 있는 모델로서 축소모형을 제작하였으며, 제작된 모형에 적합한 코일스프링-점성댐퍼 시스템을 설계하여 제작하였다. 제작된 면진장치를 축소모형에 설치하여 설계지진을 이용한 진동대 시험을 수행하여 지진력 저감효과를 분석하였다 본 연구를 통하여 설계지진의 경우 20% 그리고 Scenario 지진의 경우 70% 까지의 지진력 저감이 가능한 것을 확인하였으며, 면진장치의 기계적 특성이 설계값과 일치하지 않음으로 인하여 실제 지진력 저감효과가 크게 변할 수 있음을 확인할 수 있었다.
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5.
2007.06
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본 논문에서는 기존 도로교의 합리적이고 일관적인 내진성능향상 방법 선정을 위한 가중치 평가기법을 제안하였다. 한반도의 증가하는 지진위험도를 반영하여, 현재 기존교량의 내진성능향상 작업이 다양한 공법을 이용하여 진행 중이나 최적의 공법을 선정하기 위한 적절한 판단기준이 부재한 형편이다. 이에 제안한 기존가중치 평가기법은 구조적 적합성, 경제성, 환경적 영향, 시공성, 유지관리 측면의 다섯 가지 영향인자의 가중치를 부여하여 최적의 내진 보강방안을 선정하는 방법이다. 제안된 가중치 평가기법을 공용중인 도로교 160개교에 적용한 결과 최고점수는 실제 최종 보강방안과 대부분 일치하여 적절한 가중치로 설정되었다고 판단된다. 제안하는 방법을 기존교량의 내진 보강방안 선정 시에 활용한다면, 사회적 비용을 최소화하는 보다 합리적이고 일관적인 보강이 가능할 것이다.
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6.
2007.06
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이 연구에서는 작용하는 하중특성에 따라 적절한 감쇠력을 발휘할 수 있는 복합감쇠기(complex damper)를 제안하고 그 유용성을 장대교량의 지진응답해석을 통하여 검토하였다. 제안한 복합감쇠기는 두개 이상의 탄소성감쇠기(elasto-plastic damper)와 오일 감쇠기(oil damper)의 조합에 의하여 구성되며, 탄소성감쇠기의 변위의존적인 특성과 오일감쇠기의 속도의존적인 특성을 적절히 결합함으로서 효율적인 감쇠시스템의 구성이 가능하게 하였다. 중소형의 지진이나 작은 진폭의 진동에서는 오일감쇠기가 주로 진동을 흡수하며, 발생 빈도가 낮으나 규모가 큰 지진 등에 대해서는 탄소성 감쇠기가 진동에너지를 흡수한다. 이와 같이 복합감쇠기는 두 가지 종류의 감쇠기 역할을 잘 구분시켜 경제적이고 제진효율성이 뛰어난 설계를 가능하게 한다. 복합감쇠장치의 수학적 모델을 정립하였고, 수치모사를 통하여 응답특성과 효율성을 평가하였다. 수치모사 결과, 복합감쇠기는 단일의 수동형감쇠기를 이용하는 경우보다 뛰어난 감쇠효과를 더욱 경제적으로 구현할 수 있으며 내진성능을 크게 향상시킬 수 있는 것으로 나타났다.
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7.
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비상디젤발전기는 원전의 안전성에 큰 영향을 미치는 매우 중요한 기기이다. 본 연구에서는 세 종류의 비상디젤발전기를 대상으로 가동중 진동을 계측하여 기초시스템에 따른 가동중 진동의 저감효과를 비교하였다. 대상 원전은 영광 5호기, 울진 2호기 및 울진 3호기 원전의 비상디젤발전기로 하였다. 영광 5호기와 울진 3호기의 비상디젤발전기는 동일한 종류의 비상디젤발전기로서 기초형식만 앵커볼트 고정과 스프링-댐퍼시스템을 이용한 면진으로 구분된다. 울진 2호기 비상디젤발전기는 기초부분에 seismic block을 설치하고 코일스프링을 이용하여 진동저감효과를 고려하였으므로 좋은 비교가 될 것이다. 이러한 진동계측의 목적은 기초형태에 따른 진동저감 효과를 비교해 보기 위함이다. 결과적으로 스프링-댐퍼 시스템이 진동저감과 시스템의 안정적 거동측면에서 좋은 효과를 보이고 있음을 알 수 있었다.
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8.
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본 논문에서는 제4세대 소듐냉각고속로(Sodium-Cooled Fast Reactor)의 후보 노형으로 선정된 KALIMER-600에 대한 단순 지진해석모델을 개발하고 시간이력 지진응답해석을 수행하여 수평 면진설계(Seismic Isolation) 기술이 적용된 원자로건물의 주요기기 및 구조물에서의 지진응답 성능을 분석하였다. 개발된 단순 지진해석모델은 원자로건물, 원자로시스템, 주요 기기, 중간 열전달계통 배관, 그리고 면진장치를 포함하며 각각은 상세 유한요소해석을 통한 동특성 비교검증을 통하여 정확성을 검증하였다. 안전정지기준 0.3g의 설계인공지진 하중에 대한 시간이력 지진응답해석을 수행하여 면진설계와 비면진 설계조건에 따른 원자로 주요 부위에서의 층응답스펙트럼을 비교분석한 결과 KALIMER-600의 면진성능이 우수한 것으로 나타났다.
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9.
2007.06
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최근 지진하중에 대한관심이 높아져 가는 가운데 내진설계가 되어 있지 않은 기존 교량의 내진성능 향상 및 신설될 교량의 구조적 기능성과 안전성을 증대시키기 위한 방안으로 희생부재형 에너지소산장치(Energy-Dissipating Sacrificial Device, EDSD)가 개발되었다. 본 연구에서는 제안된 장치가 내진성능 향상을 위한 기법으로 실제 교량에 적용될 수 있도록 실험을 통해 EDSD의 성능 및 안정성을 검토하였다. 유사동적실험 결과, EDSD는 지진하중 시 양호한 에너지 소산능력을 발휘할 것으로 예상되며 충분한 소성거동을 통해 교량의 주거더에는 손상을 거의 주지 않으며 주부재간의 연결부 또한 안전함을 알 수 있었다. 또한, 강합성 플레이트 거더교를 대상으로 EDSD를 적용하고 교각의 에너지, 수평력 및 상 하부 구조간의 상대변위 등의 지진응답특성을 분석한 결과, EDSD는 지진력을 효과적으로 감소 및 분산시키고 상 하부 구조간의 상대변위를 상당히 감소시키는 것으로 나타났다. 따라서, EDSD는 설계 지진하중 또는 그 이상의 지진하중 하에서 특별한 유지관리 없이 그 기능을 발휘할 수 있을 것으로 예상되며 우리나라와 같이 지진이 빈번히 발생하지 않는 지역에서 기능적 경제적 효과를 기대할 수 있을 것으로 판단된다.
4,000원
