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한국구조물진단유지관리공학회 논문집 KCI 등재 Journal of The Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection
- 발행기관 한국구조물진단유지관리공학회
- 자료유형 학술지
- 간기 격월간
- ISSN 2234-6937 (Print)2287-6979 (Online)
- 수록기간 1997 ~ 2020
- 주제분류 공학 > 안전공학 공학 분류의 다른 간행물
- 십진분류KDC 531DDC 624
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Vol.14. No.5. (2010년 9월) 16건
1.
2010.09
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본 논문은 프리캐스트 콘크리트 구조물의 조기강도를 촉진시키기 위한 양생공법 중에서 증기양생에 대한 연구내용으로서, 콘크리트 원주형 공시체와 목업체의 실험을 통하여 초기재령에서 요구되는 강도가 발현될 수 있는 증기양생주기와 최고온도를 정량화하여 최적 증기양생온도주기를 고찰 하였다. 또한 고온의 증기양생으로 인하여 발생된 콘크리트의 높은 온도와 거푸집 제거시에 발생되는 균열의 발생원인과 대책에 대하여 기술 하였으며, 궁극적으로는 PC 부재를 생산하는 과정에서의 조기강도발현과 품질확보를 동시에 만족하면서 경제성 있는 제작방법을 제시하였다.
2.
2010.09
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CFRP보강공법은 구조물에 내하력을 증가시키기 위해 사용되고 있으며 실제 교량에 적용빈도가 높고 연구 활용성에 대한 기대가 큰 공법이다. CFRP로 보강된 콘크리트 구조물은 외부에 에폭시 등으로 접착된 CFRP로 인하여 휨파괴 및 전단파괴 외에 부착파괴가 추가적으로 발생하게 되며 이러한 부착파괴가 전체거동을 지배하게 되는 경우가 대부분이며, 취성파괴를 유발하게 된다. 따라서 이러한 CFRP 부착파괴에 대한 모니터링은 매우 중요한 의미를 갖는다. 본 논문에서는 국부적인 손상 파악에 유리한 PZT센서를 이용한 임피던스 기반 손상검색 방법을 사용하여 콘크리트 균열과 CFRP 부착파괴 모니터링에 대한 적용가능성을 검증해 보았다.
3.
2010.09
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이 연구에서는 콘크리트 구조물의 섬유보강재인 하이브리드 섬유시트(HFC)와 하이브리드 섬유바(HFB)의 성능을 평가하였다. 실험결과에 의하면, 하이브리드 섬유보강재(시트, 바)로 보강된 보는 무보강보에 비해 약 60%~2배 이상의 높은 보강효과를 보였고 보강된 보는 항복점 이후 연성적인 거동을 보이며 파괴되는 이상적인 파괴모습을 보여주었다. 특히, 하이브리드 섬유바 보강의 경우 하이브리드 섬유바를 에폭시 주입과 접착제로 부착한 보강보는 비슷한 파괴거동을 보여줌으로써 부착방식에 따른 차이가 거의 없는 것으로 나타났다.
4.
2010.09
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본 연구에서는 실리카흄 대체재로 활용 가능한 실리카 흄 무혼입 결합재(SFFB)의 치환율에 따른 고강도 콘크리트의 품질특성을 비교․분석하기 위하여, 실리카흄, SFFB의 2수준과 물-결합재비는 25, 35% 치환율은 실리카 흄 10%, SFFB 5, 10 15(%)의 4수준으로 설정하였다. 실험을 실시한 결과, 목표 유동성을 확보하기 위한 고성능감수제의 첨가율은 물-결합재비가 낮을수록 증가하였으며, SFFB가 실리카 흄 보다 저흡수성을 갖는 재료적 특성으로 인해 고성능감수제의 첨가율이 감소하는 경향을 나타내었다. 압축강도에서는 SFFB 치환율이 10%일 경우 인장강도에서는 치환율이 15%일 경우 가장 우수한 강도를 나타내었으며, 자기수축에서는 W/B와 SFFB의 치환율과 상관없이 Plain(SF)에 비해 수축이 저감하는 것으로 나타났다.
5.
2010.09
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열차의 제동 및 궤도의 조도가 교량의 동적 거동에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 교량구간에서 열차와 교량의 상호작용과 연행하중효과를 라그랑주 운동방정식을 사용하여 고려하였다. 뉴마크 직접적분법을 사용하여 유도한 운동방정식의 해를 구하였으며, 조도성분에 대한 고려는 레일의 조도성분에 대한 PSD 제안 곡선을 사용하였다. 열차의 급제동에 따른 제동효과에 대한 고려는 ASTM E503-82에서의 감속도의 변화량을 근간으로 미끄럼저항을 모형화하였으며, 제동시의 구름저항은 고려치 않았다. 단순지지된 교량과 열차 1량에 대한 예제를 통해 이 연구에서 제안된 방법에 대한 수치적 검증과 매개변수해석을 수행하였다.
6.
2010.09
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이 논문에서는 고강도 횡보강근을 가진 철근콘크리트 보의 부착 거동을 연구하였다. 제안된 비폐쇄형 U자 보강근의 부착 성능을 평가하기 위하여 총 4개의 철근콘크리트 보를 실험하였다. 제안된 비폐쇄형 U자 보강근은 쉽게 설치할 수 있는 구조를 가졌을 뿐만 아니라 부착 균열을 억제함으로써 철근콘크리트 보의 부착 성능을 증가시킬 수 있다.
이 연구에서는 실험체의 부착 응력과 미끄러짐을 구하기 위하여 Ichinose가 제안한 실험방법을 따랐다. 주요 실험변수는 횡보강근의 항복강도와 보강근비 및 구속의 형태로 하였다. 실험결과, 제안된 비폐쇄형 U자 보강근은 고강도 횡보강근을 사용한 철근콘크리트 보의 부착 성능을 효과적으로 향상시켰음을 확인할 수 있었다.
7.
2010.09
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본 연구에서는 초고성능 시멘트 복합체(Ultra High Performance Cementitious Composites, UHPCC)의 압축강도에 미치는 강섬유 보강효과에 관한 연구를 수행하였으며, 일반 강섬유보강 콘크리트에서의 경향과 비교․검토를 실시하였다. 다양한 크기의 압축강도에 대해 UHPCC에서의 섬유보강효과에 관한 실험을 수행한 결과, 일반 섬유보강 콘크리트에서처럼 섬유보강에 따른 압축강도의 향상을 확인할 수 있었다. 실험결과는 압축강도 100MPa 이하를 대상으로 하는 일반 강섬유보강 콘크리트에 관한 기존 연구결과들과 비교분석을 실시하였다. 그 결과 모든 범위의 압축강도에 대해 압축강도에 관계없이 와 이 일정한 선형관계를 가지는 것을 규명하였으며, UHPCC를 포함하는 광범위한 압축강도의 강섬유보강 콘크리트에 대해 적용이 가능한 포괄적 섬유보강효과의 관계식을 도출하였다.
8.
2010.09
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본 논문에서는 탄산화 콘크리트 구조물의 내구성을 예측하기 위한 새로운 접근 방법을 제시하였다. 제시된 예측 방법은, 새로운 계측 데이터가 있을 때 베이스 이론에 근거하여 지속적인 업데이팅이 가능하며 모델 매개변수의 확률론적인 특성이 고려된다. 탄산화 내구성 해석 모델의 절차는 라틴 하이퍼큐브 샘플 추출법(LHS)으로 간단하게 정리되고, 이를 통해 얻는 표본으로 결정된다. 이 방법은 콘크리트 구조물의 설계에 유용하게 사용될 수 있으며, 모니터링을 통한 콘크리트 구조물의 잔존수명을 예측할 수 있다. 본 논문에서 사전예측치는 탄산화에 노출된 국내 콘크리트 구조물 데이터(3700개 시편)를 이용하여 콘크리트 탄산계수의 확률 특성을 고려하여 나타내었으며, 우도함수는 현장 모니터링 데이터를 이용하였으며 사후예측치는 사전예측치와 우도함수를 조합하여 나타내었다. 또한, 몬테 카를로 시뮬레이션(MCS)과 LHS의 비교를 통하여 본 논문에서 수행된 LHS를 이용한 샘플링기법이 보다 효율적인 시뮬레이션 수행이 가능함을 확인하였다.
9.
2010.09
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폴리머시멘트 모르타르는 고강도 및 고내구성 등의 우수한 재료적 성질을 가지고 있어 철근콘크리트 구조물의 보수재료로 광범위하게 사용되어져 왔다. 폴리머시멘트 모르타르와 콘크리트 사이의 부착거동은 폴리머시멘트 모르타르에 의해 보수․보강된 철근콘크리트 부재의 보강성능을 좌우하는 매우 중요한 요소이다. 따라서 폴리머시멘트 모르타르와 콘크리트 접합면에서 발생되는 부착파괴의 메커니즘은 명확히 구명될 필요가 있다. 본 연구에서는 직접인발시험을 통해 국내에서 판매되는 폴리머시멘트모르타르와 콘크리트의 부착강도를 평가하였다. 표준, 침수, 온냉반복 및 동결융해 등의 전처리 조건에 노출된 폴리머시멘트 모르타르의 부착강도를 실내시험을 통해 평가하였으며, 2차에 걸친 시험시공을 통한 현장부착강도도 함께 평가하였다. 시험결과 현장부착강도는 표준조건에서 실시한 실내 부착강도 시험결과보다 낮은 수준이었으며, 열충격조건에서의 실내시험결과와 유사한 것으로 나타났다. 본 연구결과를 기초로 KS에 규정된 폴리머시멘트모르타르의 시험방법 및 품질기준의 타당성을 검토하였다.
10.
2010.09
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A Study on the Decision of Influence Range of External Temperature in the TunnelUsing Thermal Camera
터널에서 외기에 접촉되는 부분은 입, 출구부와 환기구가 있으며 이러한 부위의 열화와 그 진행속도는 외기의 영향을 받지 않는 구간과는 다른 차이를 보여준다. 실제로 터널에서 외기에 접촉되는 부분뿐만 아니라 외기의 영향을 받는 구간은 일반적인 구간과는 다른 관점에서 접근해야 할 필요가 있고 보수나 보강공법 적용시에도 우선 고려가 되어야 한다. 그럼에도 불구하고 터널의 유지관리시, 점검 및 정밀안전진단시 외부온도의 영향을 받는 구간의 결함 및 열화는 그 범위가 광범위함에도 불구하고 구조체의 안전성에 미치는 영향이 미소하다는 이유로 소홀히 되고 있는 실정이며 일시적인 계절영향, 온도 변화요인에 의한 것으로 판단하여 특별한 관리가 되지 않고 있는 실정이다.
이에 본 논문은 외부온도, 기온의 터널내 영향범위를 산출하기 위해 2개소의 도심지 터널에 대해서 적외선 열화상카메라를 활용하여 터널내의 외부온도 영향범위를 결정하고 그 영향범위에서 발생되는 콘크리트라이닝 또는 콘크리트 구조체의 결함 및 열화원인을 분석하고 유지관리시 중점을 두고 시행해야 할 사항을 제시하였다.
11.
2010.09
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콘크리트 구조물의 FRP를 이용한 보수보강 시 유기계 접착제인 에폭시 수지를 활용한 부착 공법이 일반적으로 사용되고 있으나 터널이나 하수박스 같은 습기가 많은 지역에서는 부착력이 발현되지 못하여 구조물의 보강 및 내구성에 문제가 있는 것으로 나타나고 있다. 이에 본 연구에서는 시멘트계 충진제를 사용하여 습윤 상태에서 콘크리트 구조물을 보강하고자 하였다. 먼저, 각각의 부착력을 알기 위하여 직접 부착실험을 실험을 통해 무기계 충진제가 습윤상태에서도 KS F 4716 규정에 만족함을 알 수 있었다. 반면, 에폭시 접착제는 포화율 100%에서 부착강도가 0.73, 14일 0.84로 습윤 상태에서의 부착성능에 문제점을 나타내었다. 또한 2차 실험으로 진행된 충진제 두께별 GFRP보강 보의 휨 강도측정에서는 충진제 두께가 10mm, 20mm, 30mmd일 때 각각 113%, 66%, 75%의 보강효과를 보였다. 이에 따라 충진제의 두께가 10mm일 때 안정적인 부착성능을 발휘하는 것을 알 수 있었다.
12.
2010.09
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고로슬래그 미분말을 순환골재 모르타르 및 콘크리트의 제조에 활용할 경우, 순환골재에서 용출된 Ca(OH)2가 고로슬래그에 대한 자극제 역할을 수행하여 수화반응을 개선할 수 있을 것으로 판단되고 고로슬래그를 통해 알칼리 저감 효과를 얻을 것으로 예상되어 본 연구를 진행하게 되었다.
그 결과 고로슬래그 미분말을 혼입․사용한 순환 잔골재 모르타르는 재령 3일에서는 고로슬래그 혼입율에 따라 강도가 감소하는 결과를 나타냈다. 이는 고로슬래그의 수화반응이 일어나지 않았기 때문으로 판단되며 또한, 순환 잔골재 혼입률에 관계없이 고로슬래그 미분말의 혼입률이 증가함에 따라 재령 3일 측정한 수화활성도도 저하되는 것으로 나타났다.
재령 7일에서는 순환 잔골재에서 용출된 수산화칼슘(Ca(OH)2)이 자극제 역할을 수행하여 고로슬래그 미분말을 혼입한 배합의 압축강도 발현이 천연 잔골재를 사용한 모르타르보다 서서히 증가하는 결과를 보이기 시작하였으며 이로 인해 재령 7일 측정한 고로슬래그 미분말을 단계별로 혼입한 배합의 수화활성도가 고로슬래그를 혼입하지 않은 배합보다 높아지는 것으로 나타났다.
재령 28일에서는 고로슬래그 미분말 혼입률 30% 배합에서는 고로슬래그의 수화반응으로 인해 천연 잔골재를 사용한 배합보다 높은 압축강도를 보이기 시작하였으며 이때 측정한 수화활성도는 천연 잔골재를 사용한 배합과 특별한 차이를 보이지 않았으며, 이는 지속적으로 수산화칼슘(Ca(OH)2)이 공급되지 못하였기 때문으로 판단된다.
13.
2010.09
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실무 및 연구에 있어서 반복하중을 받는 콘크리트 벽체의 변형 및 저항능력 그리고 재료의 변형율 등을 정확하게 평가할 수 있는 방법이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 비선형 트러스 부재를 이용하여 반복 횡하중을 받는 철근콘크리트 벽체 또는 철근콘크리트 면부재를 모델링하였다. 콘크리트와 배근된 철근은 각각 수직, 수평 그리고 대각선 비선형 부재를 이용해 모델링되었다. 본 논문에서는 높이/폭 비가 1.2인 벽체를 예제로 선택하여 실험의 결과와 비교하였다. 비교를 위하여 주대각선 부재의 경로에 따른 4가지의 형상과 대각선 부재들의 배열에 따른 3가지 형상이 채택되어 실험 결과와 가장 근사한 모델링의 선택을 위해 평가를 실시하였다.
14.
2010.09
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해체공사는 건설행위에 의해 건립된 건축물의 수명이 평균 22년 이상 경과한 후에 시행되는 후행 건설공종이다. 90년대 이후 해체대상물이 고층화, 대형화됨에 따라 그에 대한 중장기적인 대비가 없었으며, 해체산업 관련 제도나 법 등이 체계적으로 마련되어 있지 않았다. 본 연구에서는 국내 해체공사 안전관리 관련법의 개선방안을 마련하고자 3가지 법령 개선(안)을 제안하였으며 그 내용은 다음과 같다. 첫째, 건설기술관리법의 안전관리계획 수립에서 해체공사 대상의 기준에 대하여 방안을 제시하였다. 둘째, 산업안전보건법의 해체공사표준안전작업지침의 문제점을 보완한 개선방안을 마련하였으며, 셋째, 건설기술관리법의 안전관리계획과 산업안전 보건법의 유해․위험방지계획의 중복성에 대한 통합화 방안을 제시하였다.
15.
2010.09
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한 구조물이 손상을 입으면 그 구조물의 동적응답(고유진동수, 가속도, 변형률)이 변하게 된다. 이와 같이 변하는 동적응답을 응답신호로 계측하고 이들 데이터를 신경망에 적용하여 구조물의 손상을 평가하는 방법이 신경망손상평가법이다. 현재까지 정형화된 특정한 경우의 연구가 주로 이루어져 있지만 일반적인 신경망손상평가법의 특성에 관한 연구나 실용 가능성과 장단점에 관한 충분한 연구가 부족하다. 따라서 본 연구는 신경망에 다양한 동적응답을 적용하는데 있어 신경망손상평가법의 일반적인 특성과 적용의 문제점을 연구하였다. 신경망손상평가법은 일정한 가진력을 손상이 있는 구조물에 가하고 그로부터 얻은 응답신호를 이용하여 신경망을 학습을 시킨 후, 임의의 손상이 있는 구조물에 동일한 가진력을 가하여 얻은 응답신호를 이용하여 손상의 위치와 정도를 찾는 것이 현재까지의 연구였다. 그러나 일반적으로 구조물에 작용하는 가진력은 일정하지 않다. 따라서 동일한 가진력에 의해 학습된 신경망에 가진력의 변화가 있는 경우에도 손상을 파악하는지 평가하였다. 모든 응답신호는 모형실험을 통하여 획득하였다.
16.
2010.09
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산악터널과 달리 도심지 지하도로는 대부분 평야지대에 위치하고 충적층이 두껍게 분포하고 있으며 특히 터널 입․출구부는 병렬터널로 분기되는 지점인 동시에 하향굴착을 하는 관계로 터널 시․종점의 위치선정에 따라 공사비에 미치는 영향이 매우 크게 된다. 또한 병렬터널의 필라폭(PW)은 지하 보상비와 직결 되기 때문에 병렬터널의 안정을 확보하면서 동시에 최소의 필라폭(PW)으로 터널을 계획하여야 한다. 국내 도로터널의 필라폭(PW)은 일반적으로 1.5D(D: 터널 최대폭)를 기준으로 하며 일부 터널의 경우 입․출구부 극히 한정된 구간에서만 1.5D(D : 터널 최대폭)이내의 필라폭을 적용한 사례가 있으나 보상비 문제가 아닌 선형계획측면에서 불가피하게 발생한 사례들이다. 본 논문은 NATM형식으로서 국내최초 도심지 지하도로 설계사례를 통해 선형 계획단계에서부터 지하 보상비 및 지반특성을 함께 고려하여 적정 필라폭을 설계한 사례를 소개하고 도심지 병렬터널의 적정 필라폭 결정방법에 대해 기술하였다. 적정 필라폭 결정은 설계 및 시공사례 분석과 수치해석을 통한 강도 감소법과 강도/응력비 방법을 이용하였으며 터널간 초근접으로 인해 필라의 안정성이 불량한 터널 입․출구부는 안정성 확보를 위한 보강 방법을 제시하고 수치해석을 통해 안정성을 확인하였다.
