현재 이루어지는 구조물의 안전진단과 성능에 대한 정밀검사는 기술자에 의해 수행되어 측정된 데이터가 경험적 판단에 의해 변화될 수 있는 수준에 머물러 있는 실정으로 본 연구에서는 프리캐스트 콘크리트 구조물을 실제 현장에서 이루어지는 설치방법과 동일하게 설치 후 기존 동적센서와 3축(3측(X, Y, Z축) 가속도 측정 센서 부착하여 손상정도에 따른 가속도 응답과 FFT분석 결과를 비교하여 P.C구조물의 안전진단에 대한 데이터의 불확실성에 대한 개선과 교체시기, 손상예측 등에 대한 기초자료로 활용하기 위함이다.

최근 연달아 경주와 포항에서 발생한 지진 이후 국내에서는 지진파와 구조물 내진성능에 대한 사항을 새로운 문제로 인식하고 있다. 향후 매우 큰 지진이 발생할 가능성이 높아 내진보강 성능이 미흡한 석탄 화력발전소에 대한 내진 신뢰성 향상이 요구되고 있다. 본 연구에서는 화력발전소 보일러 구조물의 지진 시 거동을 파악하고자 축소모형을 통한 진동대 실험을 수행하였으며, 실험결과 보일러는 Pendulum 거동을 나타내어 구조물과 다른 주기거동을 보이는 것으로 나타났다.

석탑문화재는 오랜기간 야외에 노출됨으로써 자연재해, 인위적 훼손 등으로 인해 다양한 손상이 발생하고 있다. 이러한 다양한 손상유형에 따른 구조적 안전성을 확보하기 위해서는 체계적인 손상유형의 분류와 손상요인에 대한 분석이 필요하다. 이에 따라 본 연구에서는 석탑문화재에 발생하는 다양한 손상을 구조적 손상과 비구조적 손상으로 분류하고 손상유형에 따른 구조적 영향요인을 분석하고자 한다.

최근 건축물 진단기법 관련하여 관심이 높아지고, 건축물 안전진단 수요가 증가하고 있다. 국토교통부(2018)의 통계에 의하면 30년 이상 된 노후화된 건축물은 전국에 약 267만 동으로, 신속하고 정확한 안전진단을 할 수 있는 시스템 구축이 요구되는 실정이다. 본 연구는 비파괴 검사법인 초음파속도법, 반발경도법 및 충격법을 이용하여 철근콘크리트 구조물의 성능평가를 위하여 정립된 기법을 시스템화하여 구현하는 것 목표이다.

원전격납구조물, LNG 저장탱크와 같은 프리스트레스트 콘크리트 (Prestressed Concrete, PSC) 사회기반시설물의 경우 테러, 폭발, 충돌 사고로 인해 대량의 경제적, 인적 피해가 발생할 수 있으나 폭발, 충돌 등의 극한하중에 따른 방호 및 방재개념의 구조설계가 적용되지 않은 실정이다. 특히, 구조물 내부에서 발생하는 폭발하중은 압력이 외부폭발하중에 비해 월등히 크기 때문에 내부폭발하중에 대한 특성 및 내부폭발하중에 따른 PSC 구조물의 저항성능의 검토는 필수적이다. 따라서, 본 연구에서는 PSC 관형 구조물의 내부폭발저항성능을 검토하기 위해 이방향 PSC 축소모형을 제작하여 실험적으로 검토하였으며 실험 데이터를 기반으로 해석적 모델을 개발 및 검증하였다.

이 연구에서는 반복하중을 받는 ㄷ자형 강재 댐퍼의 거동을 평가 한다. 연구에 사용된 강재 항복형 댐퍼는 에너지소산부와 긴결부로 구성된다. 에너지소산부의 단면 크기는 15×20mm이며 폭은 120mm, 높이는 90mm이다. 제조가 간편한 ㄷ자 형태를 가지는 강재 댐퍼는 지진하중을 모사할 수 있는 실험기기에 장착되어 반복하중을 받도록 하였다. 목표변위까지 총 5회의 반복하중 실험을 수행한 결과, 강재의 항복 이후 에너지소산능력이 뛰어난 연성적인 거동을 보였을 뿐만 아니라 반복하중을 수행하는 동안 강도의 저하를 보이지 않음을 확인할 수 있었다.

지진 발생시 원자력 발전소의 안전성을 평가하기 위해 수행되는 확률론적 지진 안전성평가를 위해서는 원전의 기기별로 지진 수준에 따른 파괴확률로서 표현되는 지진취약도 평가가 필요하다. 지진취약도 평가를 위해서는 대상 기기의 설계정보와 함께 실제 설치 상태에 대한 현장조사 등을 통해 예상되는 파손모드를 결정이 필요하며 주요 변수에 대한 불확실성 및 임의성 등 변동성 요인을 반영하여 결정된다. 본 연구에서는 구조적 파손이 지배하는 경우에 대하여 각 변수별로 변동성 요인을 도출하고 분산도 반영에 따른 지진취약도 영향 요인을 분석하고자 한다.

이 연구에서는 철근콘크리트 부재에서 일반콘크리트를 대신하여 고인성 섬유보강 콘크리트를 사용하였을 때의 내진성능 향상효과를 평가하고자 하였다. 일정한 크기의 축하중을 받는 상태에서 단자유도 RC기둥 부재의 비선형 Push-Over 해석 방법을 적용하여 내진성능평가를 실시하였다, 일반콘크리트를 사용한 경우와 안장변형률성능에 따라 네 가지 고인성 섬유보강 콘크리트를 적용하여 그 거동을 비교하였다. 해석결과, 고인성 섬유보강 콘크리트를 사용한 철근콘크리트 기둥부재는 인장변형률성능이 거의 없는 일반 콘크리트를 사용한 철근콘크리트 기둥부재와 비교했을 때, 항복하중은 25~37% 크게 나타났으며, 변위연성도도 6.0~8.3% 크게 나타나는 것을 확인하였다.

2016년 원자력안전위원회는 스트레스테스트 추진계획 및 수행지침을 확정하였으며, 극한 자연재해에 대한 구조물 · 계통 · 기기 건전성 평가 시 현장점검을 실시하여 지진건전성에 영향을 줄 수 있는 변형 또는 상태 변화 발생여부를 확인하도록 하고 있다. 지진 현장점검은 ASME/ANS PRA Standard-2009 또는 EPRI NP-6041에서 제시한 방법을 활용하도록 하고 있다. 가동원전 스트레스테스트 수행 시 지진 현장점검은 극한자연재해에 대한 구조물 · 계통 · 기기 건전성 평가를 위해 필수적으로 수행되어야 한다. 본 논문에서는 국내 가동원전에 대한 구조물·계통 · 기기의 지진 현장점검 방법에 대해 기술하였다.

강아치교는 경간거리가 비교적 길고 거더 높이에 제약이 있는 가설조건에 자주 적용되는 교량형식이지만, 강아치교에서 강재 바닥틀(가로보, 세로보)이 차지하는 강중은 50% 이상으로 초기건설비용 증가의 원인으로 작용한다. 강아치교의 정체성은 살리면서 경제성 제고를 위해 강재 바닥틀을 콘크리트 부재로 대체시 획기적인 경제성 개선이 가능하다. 본 연구는 PSC 가로보의 아치교 적용을 위하여 PSC 가로보 시험체를 대상으로 정적시험 및 피로시험을 실시하고, 정적 구조 성능 및 피로성능을 분석함으로써 PSC 가로보의 구조안전성 및 사용성을 평가하였다. 그 결과 콘크리트 구조체, PS강선, 주철근, 브래킷, 연결부 모두 안정적인 구조거동을 보이고 있으며, 충분한 피로수명을 확보하고 있는 것을 확인하였다.

본 연구에서는 일반적으로 사용되는 직사각형 부재 대신 초고강도 콘크리트를 적용하여 비정형 형상으로 제작된 구조부재를 설계 하였다. 비정형 형상으로 부재를 실험체를 제작하기 위해 80-200MPa의 높은 압축강도, 10-20MPa 인장강도와 1.0-5.0%정도의 고인성인장변형률을 가진 초고강도 콘크리트를 사용하였다. 또한 정확한 비정형 형상을 제작하기 위해 비정형 거푸집 기술을 새롭게 고안하여 적용 검토하였다.

콘크리트 구조물은 시간이 지남에 따라 다양한 원인에 의해 성능이 저하된다. 국내 수많은 구조물들은 1970년대에 급속히 건설되어 현재 노후구조물로서 성능이 저하되어 이에 따른 안정성 문제에 관심과 우려가 발생하고 있다. 이에 따른 성능이 저하된 구조물에 대하여 FRP를 활용한 보강 공법은 구조적인 단점과 경제적인 단점 등 부정적인 요인이 존재하여 현재 새로운 건설소재 및 보강공법 개발의 필요성이 증가하고 있다. 본 연구에서는 우레탄계 코팅제를 적용하여 2mm이하 현무암 단섬유를 함침, 새로운 보강방법을 연구하였으며 이들 보강공법의 휨 성능개선에 대하여 실험을 통해 평가하였다.

본 연구는 U형 복합보의 단부형태에 따른 구조성능을 비교하기 위한 것이다. U형 복합보는 강재의 재료물량 감소로 경제적이지만 철골기둥과의 접합에 대해서는 별도의 노력이 필요하다. 이에 본 연구에서는 U형 복합보 단부에 H형강을 접합시킨 실험체, H형강을 접합하지 않고 U형 복합보 만으로 된 실험체, 그리고 U형 복합보 단부에 H형강을 접합시킨 실험체에 데크스팬을 결합시킨 실험체를 제작하여 실험을 실시하였다. 실험결과, U형보 단부에 H형강을 접합한 실험체의 구조성능이 가장 우수하게 나타났으며, 실험체의 실험값과 이론값의 비율(Mtest/Mtheo.)은 각각 1.06배, 1.16배, 1.13배로 나타났다.

강판콘크리트구조 설계기준(KEPIC SNG)에서 RC-SC구조 이종부재 접합방식은 기계적이음방법인 베이스플레이트형 접합 방식과 미겹침이음 접합방식을 제시하고 있다. RC구조간의 동일부재 접합부는 설계기준에서 철근의 직경에 따라 이음방식 을 별도로 규정하고 있지만, RC-SC구조 접합부는 철근의 직경에 따른 접합방식이 설계기준에 별도 구분되어 있지 않기 때문에 대구경 철근에 대해서도 미겹침이음 접합방식을 적용할 수 있을 것으로 예상된다. 베이스플레이트형 접합방식의 경우, RC-SC접합부 구조가 복잡하여 향후 적용성 측면에서 불리할 것으로 예상된다. 그러나, 미겹침이음 접합방식은 구조가 단순하여 적용성 측면에서 유리할 것으로 판단되나, 추가 실증실험과 전산해석을 통해 적용성 확보가 필요한 상황이다. 본 연구에서는 미겹침이음 접합방식의 주요 설계변수인 타이바와 철근정착의 구조거동을 분석하였으며, 철근의 정착성능을 강화할 수 있는 방안을 도출 및 적용하여 구조거동분석을 수행하였다.

사회 인프라 시설물 중 발전 플랜트 시설물에 있어 외부 하중 유입 즉, 지진하중 등에 의한 구조물의 구조 건전성은 보장 되어야 하며, 구조물 내부에서 운용되는 전기기기와 같은 비구조요소의 기능적 안전성 또한 확보되어야 한다. 이에 따라 플랜트 구조물 및 내부 기기의 지진 안전성에 관한 연구가 활발히 수행되고 있으나 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 지진동에 의한 구조적 및 기능적 건전성이 확보되어야 하는 전기기기 캐비닛 구조물을 대상으로 3방향 역학적 계산이 가능한 유한요소를 이용하여 상세하게 모델링하였으며, 지진 해석의 방법론으로 응답스펙트럼해석과 시간이력해석을 진행하였다. 또한, 두 해석법을 통해 도출된 전기기기 캐비닛의 응답수준을 파악하고 그 값을 비교하여 내부 기기 등에 대한 내진해석 방법론을 제시하고자 하였다.

최근 건축물 붕괴사고 빈도수가 증가하면서 안전진단에 대한 수요가 증가하고, 신뢰도 높은 안전진단기법에 대한 요구가 확대되고 있다. 국토교통부(2018) 자료에 따르면 노후건축물 수에 비해 안전진단관련 전문기관이 부족한 실정이다. 본 연구에서는 초음파속도법을 이용한 압축강도 추정 값과 코어 시험을 이용한 콘크리트 압축강도 측정값을 비교하여 추정오차율 비교와 신뢰도 구간 추정을 하고, 최소인원으로 신속하게 효율적인 구조물 안전진단 기법을 제안하는 것을 목표로 한다.

The synoptic structural characteristics associated with heavy snowfall (Bukgangneung: 31.3 cm) that occurred in the Yeongdong area on 20 January 2017 was investigated using surface and upper-level weather charts, European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) reanalysis data, radiosonde data, and Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) cloud product. The cold dome and warm trough of approximately 500 hPa appeared with tropopause folding. As a result, cold and dry air penetrated into the middle and upper levels. At this time, the enhanced cyclonic potential vorticity caused strong baroclinicity, resulting in the sudden development of low pressure at the surface. Under the synoptic structure, localized heavy snowfall occurred in the Yeongdong area within a short time. These results can be confirmed from the vertical analysis of radiosonde data and the characteristics of the MODIS cloud product.

토도로카이트(todorokite)는 3 × 3 망간 팔면체로 이루어진 상대적으로 큰 나노공극(nanopore)을 가지는 터널구조의 산화망간광물로 나노공극에 다양한 양이온 함유가 가능하기 때문에 금속이온 거동에 큰 역할을 할 수 있다. 주로 결정도가 낮고 다른 산화망간광물들과 함께 집합체로 발견되어 나노공극 내부 양이온의 배위(coordination)구조는 실험만으로 여전히 규명하기 매우 어렵다. 이번 논문에서는 고전분자동력학(classical molecular dynamics, MD) 시뮬레이션을 이용하여 토도로카이트 터널에 함유된 Mg2+ 이온의 배위구조에 대한 연구결과를 처음으로 소개한다. 기존 실험에서는 토도로카이트 내부에 함유된 Mg2+가 공극의 중앙에 우세하게 자리한다고 알려져 있다. MD 시뮬레이션 결과, Mg2+ 이온의 약 60 %가 나노공극의 중앙에 위치하지만, 약 40 %의 Mg2+는 광물의 표면에 해당하는 공극의 코너에 위치하였다. 공극 중앙의 Mg2+는 수용액에서처럼 물 분자와 6배위수를 보였다. 공극 코너의 Mg2+ 역시 6배위수를 보였는데, 물 분자 이외에도 망간 팔면체 표면 산소와 배위를 보였다. Mg2+ 이온의 동적 거동을 파악하기 위해 계산한 평균 제곱 변위(mean squared displacement) 결과에서는, 수용액 벌크(bulk) 상태에서 갖는 물 분자와 양이온의 동적 성질이 토도로카이트 1D 나노공극에서는 유지되지 못하고 잃어버리는 것을 확인할 수 있었다.

중층 철근콘크리트 주거형 건물은 국내에서 많은 비중을 차하며, 이러한 건물의 시공단계에서 발생 될 수 있는 문제에 대한 구조성능 분석이 필요하다. 이를 위하여, 25층 규모의 중층 철근콘크리트 주거형 건물을 예제모델로 선정해 구조성능 분석을 진행하였다. 예제모델을 5층, 10층, 15층, 20층, 25층의 시공단계 모델과 설계가 완료된 완공단계 모델로 구분해 구조해석을 수행하였다. 완공단계와 시공단계 모델들에 대하여, 고유치해석, 횡력저항성능, 완공단계에서의 설계강도비와 시공단계에서의 설계강도비를 비교를 통한 단면성능 검토를 수행하였다. 검토 결과, 시공단계와 완공단계 모두 횡변위와 층간변위비에서 건축구조기준 제한을 초과하지 않았는 것을 확인하였고, 단면성능 검토에서는 벽체의 일부 데이터를 제외한 모든 부재에서 구조적 안전성을 확인하였다. 따라서, 중층 철근콘크리트 주거형 건물의 완공단계에서 구조적 안정성이 확보되면 시공단계에서도 구조적 안정성 학보가 이루어진다는 결론을 도출할 수 있었다.