간행물
복합신소재구조학회 논문집 KCI 등재 Journal of the Korean Society for Advanced Composite Structures
- 발행기관 한국복합신소재구조학회
- 자료유형 학술지
- 간기 격월간
- ISSN 2093-5145 (Print)2288-0232 (Online)
- 수록기간 2010 ~ 2024
- 주제분류 공학 > 토목공학 공학 분류의 다른 간행물
- 십진분류KDC 532DDC 624
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Vol. 10 No. 5 (2019년 10월) 7건
1.
2019.10
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철도침목은 일반적으로 목재 및 콘크리트 침목을 많이 사용하고 있다. 그러나 목침목은 수분과 충해등으로 인해 썩기 쉽다. 게다가 짧은 수명으로 인해 교체를 자주해줘야 하지만 자원고갈로 인한 공급의 어려움이 있다. 콘크리트 침목은 중량이 무거워 시공장소에 제한이 있고 운반이 어려운 단점을 갖고 있다. 또한 균열발생이나 파손이 일어났을 때 소음이 발생하고 심한 진동으로 인해 레일의 수용저하등의 문제가 있다. 그러므로 이번 연구에서는 전통적으로 사용하던 목재 및 콘트리트 침목을 대신할 합성침목을 개발하는 것이다. 합성침목의 주원료는 폴리올과 이소시아네이트로 구성된 폴리우레탄이다. 폴리우레탄을 수지로 사용하게 되면 강도가 약해 이를 보완해야 하는데 현재까지는 유리섬유나 석탄재와 같은 원료를 사용하였다. 유리섬유 는 인체에 유해하고 침목의 폐기 시 자연에서 분해되지 않은 단점이 있으므로 이 연구에서는 자연에서 분해될 수 있는 천연보 강재를 사용하여 기계적 물성은 유지하면서 가공성 및 경제성이 우수한 합성수지 침목을 개발하는 실험을 진행하였다.
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2.
2019.10
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최근 세장한 구조의 장경간 아치교의 시공 및 설계가 증가하고 있는 추세로서 아치부재에 적용되는 강재를 경량화시킬 수 있는 콘크리트 충전강관 부재에 대한 수요가 증가하고 있다. 이는 장경간 아치교량의 구조적 특성상 압축력 지지에 유리한 콘크리트를 강재와 같이 이용함으로써 구조적 효율성을 증대시킬 수 있다. 본 연구에서는 콘크리트 충전강관을 사용한 아치교 설계에 적용되는 초기변수를 고려하여 하로아치교를 대상으로 강관 단면 내 콘크리트 충전길이, 트러스타입의 아치리브 높이, 강관 단면의 재료강성 변화 등의 영향을 유한요소해석을 통해 비교분석하였다. 이를 토대로 콘크리트 충전강관의 아치교 최적화 설계 방법을 제안하고 콘크리트 충전강관의 아치교 적용성을 확보할 수 있도록 경제성 분석을 수행하였다. 분석결과 콘크리트 충전강관 아치리브단면 적용 시 기존 아치리브에 비해 하로아치교의 경우 22.0%의 강재절감이 가능하며 콘크리트 충전에 따른 비용증가는 발생하나 전체 공사비의 경우 18% 절감되어 경제적으로 효과를 보였다.
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3.
2019.10
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본 연구에서는 T형 박벽 보의 휨과 좌굴해석을 위해 직교좌표계에 근거한 전단변형을 고려한 적층복합 보 요소를 제안한다. 1차 전단변형 보 이론을 사용하여 유도된 유한요소는 휨 전단변형 및 뒴 비틀림과 재료 비등방성 성질에 따른 연계성을 고려한다. 전체 포텐셜 에너지 원리를 이용해 지배방정식을 유도하였다. 지배방정식의 해를 구하기 위해 변위법에 근거한 2절점, 3절점, 4절점 요소의 세 가지 보 요소를 제안하였다. 압축력을 받는 T형 보의 기하학적 강성은 좌굴하중을 산정하는 데 사용된다. 제안된 보 요소를 검증하기 위해 처짐과 좌굴 해석을 수행하였으며 ABAQUS 상세 유한요소 해석결과와 비교하였다. 최대 처짐에 대한 파이버 방향성과 높이 대 지간 비율과 대칭 적층복합 보의 임계좌굴하중 영향을 조사하였다.
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4.
2019.10
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최근 FRP 보강공법의 보강성능 저하 요인으로 발생하는 박리파괴를 방지하고자 다양한 앵커리지 시스템이 개발되고 있다. 본 연구는 기존 사용되고 있는 기계식 정착 앵커와 FRP 앵커를 복합하여 새로운 메커니즘의 Hybrid 앵커모델을 개발하였다. Hybrid 앵커를 개발하기 위해 다양한 종류의 기계식 앵커와 Carbon 및 Aramid 섬유를 조합하였다. 개발된 다양한 앵커모델에 대한 특성을 평가하고자 Pull out 강도 실험을 수행하였다. 예비 실험 결과 Drop-in 앵커와 Undercut 앵커의 경우 낮은 정착력으로 적용에 한계가 있었다. Stud 앵커는 높은 정착력을 확인하였으며, 앵커와 FRP를 결합하기 위해서는 일체화가 중요한 것으로 나타났다. 일체화를 위해 앵커 내부에 홀을 천공하여 FRP rod를 결합하는 형태로 I-Hybrid 앵커를 제작하였다. I-Hybrid 앵커 의 경우 앵커 내부 홀에서 뽑히는 거동을 보였다. 따라서 향후 연구에서 I-Hybrid 앵커가 일체화된다면 FRP 박리파괴 저감에 효과적일 것으로 사료된다.
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5.
2019.10
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일반적으로 피로수명은 예측모델과 외부하중 및 기타 환경조건에서의 불확실성으로 인해 정확한 예측이 어렵다. 정확하고 신뢰성 있는 피로균열 예측을 바탕으로 강구조물의 수명관리가 효율적으로 수행될 수 있는데, 이를 위해서는 피로균열 성장 예측과 관련된 정보의 효과적이고 지속적인 업데이트가 필수적이다. 피로균열 예측 업데이트는 기존 예측모델의 변수들을 가용한 현재의 정보와 통합하는 과정을 의미하는데, 업데이트되는 변수들에 따라 예측모델의 결과가 달라진다. 본 연구에서는 피로균열 예측 업데이트에 필요한 가장 적절한 변수들을 결정하는 기법을 제시한다. 이를 위해 피로균열 예측 모델의 모든 변수들의 조합을 고려하여, 발견된 균열의 크기와 업데이트된 변수들의 차이를 평가한다. 피로균열 예측모델의 변수 업데이트를 위해 Markov chain Monte Carlo 시뮬레이션 기반 Bayesian 업데이트 기법을 적용하며, 발견된 균열의 크기와 업데이트된 예측균열의 크기 비교를 위해 평균절대오차(Mean absolute error) 기법과 Kullback-Leibler(KL) divergency 기법을 적용한다.
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6.
2019.10
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최근 지진가속도 계측기의 활용성에 대하여 많은 관심이 대두되고 있다. 하지만 계측데이터를 활용하지 않거나 최대 가속도 데이터만 이용하고 있는 실정으로 계측한 데이터의 활용을 위한 방안 마련이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 지진가속도계측기 설치대상 구조물 중 사장교의 지진가속도 계측자료를 활용한 교량의 긴급 안전성평가 방법에 대하여 조사하고, 대상 교량을 선정하여 최근 연구동향 중 대표적인 3가지 안전성평가 기법을 적용하여 적용의 문제점과 개선사항에 대하여 분석하였다. 분석결과 첫째로 변위를 통한 안전성평가에서는 계측 지점의 변위산출에서 장주기 특성이 오차를 증가시키는 경향을 확인하였다. 둘째로 통계지표를 통한 안전성 평가를 통해서 표준편차의 증가에 따라 첨도가 일정하게 유지되는 특성을 확인하였고, 이를 활용하여 차량통행이 많은 주간시간에 첨도를 활용한 안전성 평가가 가능할 것으로 분석하였다. 마지막으로 고유주기 변화를 통한 안전성 평가는 계절적인 요인으로 고차모드에서 고유주기 변화가 크게 나타나는 특성을 확인하였고, 1차 모드의 고유진동수를 통해서 구조물의 손상을 평가할 수 있을 것으로 분석하였다.
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7.
2019.10
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정확도 높고, 실용적으로 손쉽게 사용될 수 있는 온수양생 방법을 표준화하고 이를 통한 콘크리트 압축강도 예측방법을 제시하고자 변수 실험을 진행하였다. 전양생 시간, 온수양생 온도, 온수양생 시간에 대한 변수실험을 통해 18시간 전양생 시간, 70℃ 온수양생 온도, 24시간 온수양생시간의 온수양생시험 표준 조건을 제시하였다. 온수양생시험 표준 조건에 대한 추가적인 배합시험을 통해 콘크리트의 압축강도를 조기에 산정할 수 있는 선형 추정식을 산정하였고, 압축강도 추정식의 높은 신뢰도를 확인하였다. 또한, 혼화재 종류 및 혼화재 치환율 변수에 대한 온수양생시험을 통해 온수양생을 통한 콘크리트 압축강도 조기 추정방법은 시멘트 종류, 혼화재 종류 및 치환율, 골재의 종류가 동일한 배합에 대해서만 그 적용이 가능하다는 결론을 도출하였다.
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