본 연구에서는 철근 콘크리트 터널 구조물을 해상 대기중 비래염분이 침투하는 터널 내벽과 해수에 항시 접촉하는 터널 외벽으로 구분하여, 몬테카를로 시뮬레이션에 의해 철근 부식 개시 확률을 예측하였다. 염해관련 변수의 변동성을 평가하기 위하여 염소이온 확산계수, 표면 염소이온농도, 피복두께, 임계 염소이온농도를 실제 실험 및 문헌 조사를 통해 확률특성을 구하였다. 그 결과 염소이온 확산계수의 평균치는 3.77×10^(-12) ㎡/s 이었으며, 대상 부재인 터널 내벽과 외벽의 피복두께는 각각 45.5mm, 94.7mm으로 조사되었고, 임계 염소이온농도의 평균은 결합재 단위중량당 0.69%이었다. 각 변수의 확률적 특성에 근거하여 노출기간에 따른 철근위치에서의 염소이온 농도 분포를 구하였다. 재령이 증가할수록 침투 염소이온 농도의 평균값은 증가하며, 변동계수는 감소하게 됨을 알 수 있었다. 또한 확률론적 염해 해석기법을 적용하여 콘크리트 터널 내벽과 외벽에 대해 내구수명 및 부식개시 확률을 평가하였다. 염소이온 침투의 시간의존성을 고려하지 않은 경우 터널 내벽과 외벽에 대해 각각 8년, 12년의 내구수명이 도출되었으나, 시간의존적 모델에서는 178년, 283년의 내구수명이 계산되어 구조물의 설계내구수명(100년)을 만족하고 있음을 보였다. 또한, 시간의존성을 고려하지 않은 경우 100년에서의 부식 개시 확률은 터널 내벽과 외벽에 대해 각각 59.5, 95.5%였으며, 시간의존성 모델에서는 2.9, 0.2%로 계산되었다. 따라서 구조물의 과다설계를 방지하고 보다 합리적인 내구수명 설계 및 평가를 위해서는 염소이온 확산의 시간의존성을 고려하여야 한다. 마지막으로 본 연구에서 문헌 조사를 통해 구한 부식 발생 임계 농도를 현재 콘크리트 관련 기준에 제시한 값과 비교하여 분석하였다.

최근 사회 기반 시설물에서 구조물의 안전성 및 적정 성능 수준을 확보하기 위하여 구조물의 결함 빛 노후화에 의한 성능 저하 등을 상시적으로 모니터링하기 위한 관심이 높아지고 있다. 이 중 배관 구조물은 국가 주요 자원의 수송을 책임지는 핵심 사회 기반 시설물임에도 불구하고 지중에 매립된다는 위치적 특성 상 상시적으로 구조물의 상태를 모니터링하기는 매우 어렵다. 또한 배관 구조물에서는 내부 미세 균열에서부터 국부 좌굴, 볼트 풀림, 피로 균열 등과 같이 다양한 형태의 손상이 복합적으로 발생 가능하다. 따라서 본 연구에서는 이러한 복합 손상을 효율적으로 진단하기 위하여 압전센서를 이용한 자가 계측 회로 기반의 유도 초음파 계측 시스템을 복합 손상 진단에 적용하였다. 유도 초음파 자가 계측으로부터 특정 중심 주파수에 해당하는 구조물의 웨이블렛 응답을 계측한다. 복합 손상을 유형별로 분류하기 위하여 유도 초음파 계측으로부터 추출한 특성을 이용하여 손상지수를 계산하고 이를 지도학습 기반 패턴인식 기법에 적용한다. 제안된 기법의 적용성 검토를 위하여 배관 구조물에 인위적으로 다중 손상을 생성시켜 시험을 수행하였다.

조적조 구조물은 전 세계적으로 중·저층 주거시설, 상업시설, 종교용 건축물, 학교, 관공서 등의 용도로 폭넓게 사용되어 왔다. 그러나 조적벽체는 조적개체와 모르타르의 이질재료를 접착하여 쌓는 방식의 구조벽체로 지진과 같은 횡력 발생 시 접착력을 잃거나 미끄러지면서 파괴될 수 있다. 본 연구는 이러한 문제점을 해결하고자 조적식 구조물의 내진보강 기법을 제안하였으며, 진동대 실험을 통하여 내진 성능을 검증하였다. 진동대 실험 결과, 본 연구에서 제안한 내진보강 기법을 이용한 벽체는 한국 건축설계기준이 제시하는 내진 기준인 0.14g와 미국 IBC에서 제시하는 내진 기준인 0.4g에서 모두 최종 파괴에 도달하지 않았다. 그러나, 0.14g 이상의 지진을 경험한 면외방향 실험체의 경우 급격한 강성저하가 관찰되어, 적절한 보수·보강이 필요할 것으로 예측된다.

기존의 지하구조물 비개착축조공법은 구조물의 강성을 확보하기 위하여 가설구조인 강관에 철근을 설치하는데 시공시 좁은 공간으로 작업이 불편하고 배근작업으로 인한 자재비용이 과다하는 등 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하는 차원에서 스틸 세그먼트를 이음부로서 연결하여 지하구조물 축조시 가설구조물을 형성하고 철근대신 강선이나 강봉을 설치하여 긴장력을 도입하는 새로운 공법인 P.S.T공법(Prestressed Segment Tunnel Method)이 모색되었다. 본 연구에서는 P.S.T공법 구조물의 휨성능을 평가하고자 그에 대한 실험적인 연구를 수행하였다. 세그먼트 형상비, 우각부 원형강관의 크기, 긴장량의 크기 및 이음부의 용접 유무를 실험변수로 설정하여 구조물의 휨거동 특성을 규명하고 부동한 변수에 따른 구조물의 처짐에 대한 효과를 분석하였다.

본 연구는 부착재료의 변화 및 동결융해에 따른 FRP-콘크리트구조물 경계면의 거동을 조사하였다. 실험 시 고려된 연구변수로는 부착경계면의 부착강도, 경계면 유효부착길이 등을 조사하였다. 경계면 부착재료에 따른 거동변화 실험체의 경우 FRP-구조물 부착경계면에 사용되는 에폭시의 종류를 각각 3가지로 분류하며 FRP-콘크리트간 다양한 부착길이를 고려하여 시편을 제작하였으며 동결융해에 따른 경계면 거동조사의 경우 0 cycle에서 300cycle까지 계속적으로 증가되는 주기에 대하여 실험체들을 제작, 장기거동 부착실험을 수행하였다. 본 실험결과, 적용 부착재료의 종류에 따라 최대 유효부착길이는 5~7% 차이가 있었으며 동결융해 주기증가에 따른 최대부착하중 및 유효부착길이의 경우 초기에 나타난 급격한 거동변화 이후 상대적으로 불규칙한 변화를 장기적으로 나타내었다.

우리나라에서 발생하는 토석류는 주로 장마철과 태풍이 지나가는 여름철에 집중적으로 발생한다. 특히 최근 이상기후로 인한 국지성 집중호우는 계절과 무관하게 강우지역에서 사면재해를 더욱 증가시키고 있다. 이러한 피해는 산악지형이 발달한 강원도지역에서 극심하게 나타나는데, 강원도의 경우, 타시·도에 비해 산악지형이 매우 발달하여 지형성 강우의 가능성이 상존하고 긴 해안선에 접해 있어 호우의 원인이 되는 수분공급원이 근접해 있으며 대부분의 하천이나 계곡이 유로가 짧고 경사가 급한 자연환경조건으로 인하여, 단시간의 집중호우가 빈발함과 동시에 그로 인한 피해 또한 심각한 상황에 이르기 때문이다. 여기에 지역적 특성을 고려한 대책공법의 부족과 한정된 지방재정여건으로 인한 지역 수방인프라의 구축 미흡 등의 문제가 더하여져 집중호우에 의한 수해의 우려가 더욱 커지고 있는 실정이다. 이러한 강원지역의 산사태 재해 중 대부분을 차지하는 토석류는 산지하천도로에 피해를 주는 가장 중요한 원인중의 하나이지만 그 원인 및 발생 거동을 이해하고 이에 대한 대책을 세우기 위한 연구는 현재 매우 부족한 실정이다. 본 연구는 토석류 대책 구조물 설계에 필요한 충격력을 실험을 통하여 규명하고 토석류 대책 구조물 설계기준 개선 방안을 제시하는데 있다.

노후화 된 구조물이 증가하고 장대교량, 초고층 빌딩과 같이 고성능, 고부가가치의 구조물이 증가함에 따라 이에 대한 구조물의 유지관리의 중요성이 점차 증가하고 있다. 구조물의 유지관리를 위해 구조물의 가속도, 변위, 변형률, 응력 등의 거동을 계측하기 위한 다양한 계측 기술이 적용되고 있다. 여러 거동 데이터 중 구조 건전도 평가를 위한 변위 계측에 대한 중요성은 많은 연구자들에 의해 강조되고 있지만, 구조물의 변위를 계측하는 것은 다른 거동 데이터의 계측에 비해 현재 많은 비용이 소모되고 있으며, 계측 또한 용이하지 않다. 이와 같은 이유로 실제 구조물에서는 변위 계측 개소에 제약이 있기 때문에 계측된 변위만을 이용한 구조물의 형상 관리에는 한계가 있다. 이런 한계를 극복하고자 본 연구에서는 운영 중인 구조물에서의 최소 계측 개소의 변위를 이용하여 변위 계측 지점 외 변위를 추정함으로써 구조물의 전체 형상을 추정하는 알고리즘을 개발하였다. 개발된 알고리즘을 이용하여 많은 연구자들이 구조물 형상 추정을 위해 사용한 보간법과 형상 추정 정밀도 비교 연구를 통해 보간법보다 적은 계측 개소의 변위 데이터로 정밀한 형상을 안정적으로 추정하였다. 또한 2경간 연속교, 2경간 트러스교 수치해석 모델을 대상으로 대표 휨모드 형상을 선정하여 변위 계측 개소와 알고리즘의 기저형상 함수에 따른 형상 추정 정밀도 분석 연구를 수행하였다.

본 연구에서는 Post-Tensioning System 정착 장치 구성품인 2 Piece Wedge와 3 Piece Wedge의 피로 특성을 파악키 위하여 시험체를 제작한 후 피로실험 및 피로해석을 시행하였다. 피로실험에서 3 Piece Wedge 시험체가 2 Piece Wedge 시험체에 비해 반복회수에 따른 잔류 변위량은 초기에 가장 크게 일어나 시험체에 가장 큰 손상을 초래한 후 미소한 변위를 발생시킨 뒤 파괴되기 전에 내구력의 감소로 급속히 증가하는 양상을 보였으며, S-N선도로부터 회귀 분석한 결과 백만회에대한 피로강도 범위내에 존재하는 것으로 나타나 필요한 강성을 갖고 있는 것으로 판단되어 지나 3 Piece Wedge 시험체는 2 Piece Wedge 비해 부족한 것으로 사료되었다. 또한 Weibull 분포에 의한 피로해석을 한 결과 응력 수준이 높을수록 2 Piece Wedge 시험체는 3 Piece Wedge 시험체에 비해 피로수명이 높았으며, 안전계수도 상대적으로 양호한 것으로 나타나 2 Piece Wedge가 피로하중에 효과적인 것으로 판명되었다.

1992년 신행주대교가 시공 중 붕괴되었고, 1994년 성수대교가 공용 중 붕괴되면서 많은 인명피해가 발생하였다. 그 이후 주요 사회시설물의 시공중 및 공용중 안전을 확보하고자 1995년 시설물의 안전관리에 관한 특별법이 제정되었다. 이 후 사회기반시설 중에서 사용이 빈번하고 지역적 랜드마크의 역할을 하는 교량구조물에 대한 유지관리 활동은 꾸준히 증가하고 있다. 특히 사장교와 현수교 같은 특수 구조물 중에서 사회·경제적 중요도가 높은 서해대교, 영종대교, 인천대교, 거가대교 등에는 교량의 유지관리를 위한 전산시스템이 구축되어 있다. 이 시스템은 교량 점검에서 발생되는 손상을 도면이미지에 기록하여 정보를 저장하고 체계적으로 관리하는 데 그 목적이 있다. 하지만 손상 정보를 생성하기 위해서는 대상 구조물에 대한 전개도를 구성하고, 그 전개도에 손상 정보를 입히는 과정이 요구된다. 이러한 일련의 과정에서 점검자는 다수의 2차원의 전개도 상에서 실제 3차원 구조물의 손상 위치를 정확하게 정의하여 기록하기가 어려울 뿐만 아니라 자료의 체계적인 관리도 쉽지 않다. 본 논문에서는 2차원적인 전개도가 아닌 실제 구조물의 형상을 반영하는 3차원 객체 모델을 활용하여 교량의 유지관리에 사용할 수 있는 방법에 대한 연구 내용를 제시하였다. 본 연구에서는 구조물 설계 시 일반적으로 이용되는 2차원 Cad 파일을 활용하여 3차원 객체모델을 구성하여 교량 유지관리에 활용하고자 하였다. 3차원 객체 모델을 이용하여 구조물에서 발생된 손상을 기록하고, 점검이력을 관리하고, 운영자의 업무를 보조하도록 일정 및 점검 경로의 관리도 가능하다. 유지관리에서 가장 중요한 구조물의 손상 정보를 체계적이고 시각적으로 표시하는 것도 가능하도록 개발하고 있다. 또한, 본 연구에서 개발된 방법을 활용하여 부재의 점검 진행 상태 여부를 확인할 수 있으며, 구조물 점검 후 손상 등급에 따른 구성 부재의 색상을 달리함으로써 부재의 상태 및 전체 상태에 대한 종합적인 확인이 가능하다. 그리고 전체구조계는 물론 세부 부재에 대하여 시설물의 현장과 동일한 정밀도로 탐색할 수 있도록 하여 손상에 대한 정보를 쉽게 확인하고 공유할 수 있다.

본 연구에서는 국내에서 국가 건설기반 시설물로 이용되는 지하차도를 소형의 프리캐스트 박스구조물을 개량하여 대단면을 가지면서 개착식 터널과 같은 공법에 적용하기 위해 아치형 단면을 이용하여 암거 및 지하차도를 개발함에 그 목적을 두고있다. 본 연구를 위해 3힌지 프리캐스트 아치 구조시험체를 제작하였으며, 콘크리트의 내구성 증진을 위해 고로슬래그 미분말을 50%적용하여 실험을 실시하였다. 실험결과 아치부 압축력으로 균열발생하중이 높은 것으로 나타났으며, 하중-처짐 결과 높은 하중에 따른 복원력이 우수하였으며, 우수한 연성거동을 확보하였다. 하중 800kN에서 다수의 균열이 발생 되었으며, 사용하중 DB-24의 바퀴하중에 해당되는 약 226.4kN에서 균열폭이 0.32mm발생되었다. 본 연구에서는 프리캐스트 콘크리트 3힌지 아치형 구조물을 제작하여 이에 대한 휨 실험을 통하여 아치단면의 우수성을 고찰하고자하였으며, 실험결과 높은 토피고에 대해 적용할 수 있는 아치형 구조물의 상부 아치단면이 가지는 특성으로 그 영향이 높은 것으로 생각되며, 아치형상의 프리캐스트로 제작하여 설치하면 상재 토압에 대한 내력이 우수하여 기존 사각형상의 현장 타설 공법에 비해 경제적인 단면 설계가 가능, 또한 운송/조립/설치가 빠름으로써 공사기간을 대폭 단축할 수 있는 장점을 가지고 있다.

오늘날 층고 절감과 다양한 평면을 위해 플렛 플레이트 구조시스템의 사용이 증가하고 있다. 최근의 건물의 고층화와 층고제약 등으로 커플링보의 춤은 줄어들고, 요구 성능은 오히려 높아지고 있어서, 일반 형태로는 요구 성능을 만족시키기 어려운 실정이다. 따라서 커플링보의 슬래브 강성을 고려한 연구가 관심을 갖게 되었고 지속적인 연구성과가 나오고 있다. 하지만 기둥과 보의 강성에 의해 저항하는 라멘구조에서의 커플링보와 슬래브의 두께 및 유효폭에 맞춰 연구를 하였다. 따라서 슬래브 부분에서는 작은 변형에 의해 크랙이 발생하게 되고 이 원인으로 슬래브 강성 효과는 초기에 없어지는 것으로 나타났다. 하지만 검토 결과, 플렛플레이트 구조물에서의 커플링보에 대한 슬래브 강성비는 일반 라멘구조물과는 명확히 차이가 있다. 또한 코어 가장자리에 놓이는 커플링보는 일반적으로 모멘트 접합이 아닌 핀 접합으로 설계를 하게 되지만 슬래브 강성을 고려하여 구조적 거동을 명확히 분석하는 것이 필요한 것으로 판단된다. 따라서 이 연구에서는 플렛 플레이트 구조물의 슬래브 강성을 고려한 코어 가장자리에 놓인 RC, SRC 커플링보의 거동 및 구조 성능을 규명하고자 하였다.

필로티 구조는 인구 및 산업시설의 도시 집중화로 인해 부족한 택지 및 용지의 해결을 위하여 도입된 이래, 국내 기존 저층 다세대 주택 및 근린생활시설 등의 주차공간 및 기준층 공간 확보를 위하여 주로 채택되고 있으나, 이들 필로티 구조는 지진발생시 필로티 층의 내진성능 부족으로 층 전체가 붕괴될 가능성이 높다. 하지만 이에 대한 파괴모드 및 손상 메커니즘에 관한 연구가 부족한 실정으로, 본 연구에서는 필로티 구조의 손상 메커니즘을 파악하기 위하여 저층 철근콘크리트 필로티 건축물을 모사한 실험체를 제작하여 실제 지진파를 이용한 진동대 실험을 수행하였다. 실험체는 기존 저층 다세대 주택 및 근린생활시설의 도면을 수집·분석하여 실제 대상 건축물의 구조적 특성 및 동적 응답특성을 가장 잘 모사할 수 있도록 기둥과 코어간 전단력비, 강성비 등을 고려하여 계획하였으며, 총 2개 층으로 1층은 4개의 필로티 기둥과 1개의 계단실 코어벽으로, 2층은 1층에서 연장된 코어벽과 전단벽으로 구성되었다. 실험에 사용한 지진파는 El-Centro NS파(1940년, PGA=350gal)로, 최대가속도를 기준으로 국내 내진설계기준의 지진하중 기준을 고려하여 Scale을 증가시키며 동적가력 하였다. 실험결과, 필로티층에 손상이 집중되었으며 상층부는 강체로 거동하면서 거의 손상이 발생하지 않았다. 필로티 층에서는 가진방향 코어벽체에 최초로 전단균열이 발생한 후 점차 균열이 확대되어 최종 전단파괴 된 반면, 기둥은 상·하부에 미소 휨균열만이 발생하였다. 이는 코어벽체가 기둥보다 전단내력은 더 크지만 단면 형상에 따른 수평강성 또한 커지게 되어 코어벽체와 기둥이 병렬적으로 연결된 본 실험체 경우, 강성이 큰 코어벽체에 하중이 집중되었기 때문이다. 따라서 필로티 구조를 가지는 건축물이 지진하중을 받을 시, 필로티 층에 손상이 집중되며 필로티 층에서는 강성이 큰 코어벽체의 전단파괴가 선행되고 이후 내력을 상실하면 상대적으로 기둥의 내력이 부족하여 전제 수직·수평하중을 부담하지 못하고 층붕괴에 이르는 손상 메카니즘을 가지는 것으로 판단된다.

2008년 3월에 지진재해대책법이 제정되었고, 지진가속도계측기의 배치를 계획하고 성능과 시스템 구성에 있어서 표준안이 될 수 있는 ‘지진가속도계측기 설치 및 운영기준’ 이 2010년에 고시되었다. 하지만 지난 1년여 간의 지진가속도계측시스템 운영 결과 ‘지진가속도계측기 설치 및 운영기준’ 에 대한 현실적·기술적 부분에 대한 문제점이 발견되었고 지진가속도 계측이 체계적으로 수행될 수 있도록 ‘지진가속도계측기 설치 및 운영기준’에 대한 개선이 필요하다고 판단되었다. 이에 본 연구는 토목구조물에 대한 지진가속도계측기의 효율적인 설치, 운영에 대한 연구를 수행하였다. 현행 ‘지진가속도계측기 설치 및 운영기준’의 제3장 지진가속도계측기 설치대상 시설 중 제8조(설치대상 시설)의 4항에 ‘「건설기술관리법」 제34조에 따른 현수교 및 사장교’ 의 고시 내용 중 민자로 건설된 현수교 및 사장교를 설치의무대상으로 지정하고, 제8조(설치대상 시설)의 11항을 신설하여 항만시설을 계측대상에 포함시켰다. 또한 ‘지진가속도계측기 설치 및 운영기준’의 제4장 지진가속도계측기의 설치 위치 중 제5절 현수교 및 사장교, 제7절 고속철도 교량의 경우 동적 해석을 통하여 지진가속도계측기 설치 위치와 개수를 결정할 수 있다. 하지만 동적 해석을 수행하지 않을 경우 현행 고시가 정한 위치와 개수에 따라 지진가속도계측기를 설치도록 되어 있다. 따라서 본 연구에서는 공학적 검토를 통해 동적 해석을 수행하지 않은 경우 지진가속도계측기 설치 위치와 개수에 대하여 개정안을 제시하였다. 본 연구를 통해 1. 국내 이미 설치 완료된 지진가속도계측시스템을 통해 ‘지진가속도계측기 설치 및 운영기준’의 문제점을 분석하였고 개선사항을 도출하였으며, 2. 본 연구에서 도출된 개선사항을 적용하여 보다 효율적인 센서의 배치와 계측을 통해 정확하고 신뢰성 있는 지진가속도데이터를 축적할 것으로 판단된다.

최근 전 세계적으로 대규모 지진피해가 연이어 발생함에 따라 지진재해에 대한 국가적인 대책을 마련하기 위해 미국과 일본을 중심으로 한 선진국들에서는 지진가속도 계측 및 활용에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 광범위하게 설치된 지진가속도 계측기를 통해 지진 발생원리 및 피해분석 등 각 분야에서 활용하고 있으며 웹서비스를 통해 정보를 제공하고 있다. 한편 국내에는 지진가속도 계측자료의 정보가공 및 제공방법이 확립되지 않았으며 일부 기관에서 안전관리를 위한 지진가속도 모니터링을 실시하고 있으나 이 또한 단순한 계측 수준에 불과하다. 또한 국내·외적으로 가속도신호 계측을 이용한 건축물 안전성 평가 연구가 진행되고 있으나 실용화 단계에 이르지 못하고 있기 때문에 향후 대책 마련을 위해 지진 데이터 축적 및 안전성 평가 방안을 마련하기 위한 연구가 필요하다. 본 연구는 지진가속도 계측기 설치 사업을 통해 계측된 지진가속도 응답신호를 활용하여 건축물의 안전성을 평가하기 위한 연구의 일환으로 구조물의 손상에 따른 동특성 변화를 분석하고자 한다. 이를 위한 방법으로 해외사례 분석 및 기존 실험결과를 바탕으로 구조물 손상과 고유진동수와의 상관관계에 따른 안전성 평가 방안을 분석하고자 한다. 지진 발생이 많은 미국과 일본에서는 건축물에서 계측된 정보를 제공하고 있으며 이를 통해 지진 발생시 건물의 동특성 변화를 알 수 있다. 본 연구에서는 지진이 계측된 관측소의 데이터를 이용하여 지진의 크기 및 건물 손상에 따른 고유진동수 변화를 분석하였다. 또한 국립방재연구원에서 수행한 조적조와 목조 구조물의 벽체 정적실험을 통해 각각의 부재에 대한 파괴패턴과 강성저하에 따른 고유진동수 변화를 분석하였다. 실험 방법은 각 하중 스텝에 따라 고유진동수 변화를 측정하였다. 조적벽체의 경우 전단파괴에 의한 강성저하로 고유진동수가 감소하는 것으로 나타났으며 목조벽체의 경우 흙벽 탈락에 따른 강성 저하와 프레임 접합부 강성 저하에 의한 고유진동수가 감소하는 것으로 나타났다. 건축구조물의 진동계측 결과를 이용하여 향후 지진 발생시 안전성 평가를 수행할 수 있을 것으로 사료된다.

본 논문에서는 가장 일반적인 해상풍력구조물의 동적거동해석을 위해 실제 해양환경에 유사한 하중을 모형화 하고 지반의 종류에 따른 경계조건을 주어 다양한 지반에서의 동적거동을 파악하고 내진에 대한 안정성을 검토한다. 지지조건은 기초부 강성을 고려하기 위해 등가 스프링 모델을 사용한다. 지지구조물에 작용하는 해양환경은 파랑, 조력을 설계기준에 따라 모형화하여 구조물에 적용하였고 이 중 가장 큰 파랑하중의 경우, 에너지스펙트럼을 이용하여 불규칙 파랑하중을 시간이력으로 적용하였다. 타워에 작용하는 하중은 풍하중 및 블레이드의 추력으로 설계기준에 따라 모형화 하여 적용하였다. 연구를 통해 실제에 근사한 해상풍력구조물과 하중을 모형화하여 지반의 강성, 구조물의 종류 등 주요요인을 달리하여 해석한 결과 구조물의 거동이 이들의 변화에 큰 영향을 받음을 확인하였고, 이에 따른 안정성을 검토했다.

최근 태국의 수도 방콕의 장기화된 홍수로 인하여 인명 및 국가 기간시설물에 대한 피해가 발생하였고, 전 세계적으로도 지구온난화 및 이상기후 현상으로 태풍 및 홍수에 대한 피해가 증가하고 있는 추세이다. 이로 인해 국내외에서 해마다 홍수로 인하여 많은 교량들이 붕괴되고 있으며, 교량파괴의 주요 원인은 홍수와 세굴인 것으로 분석되었다. 교량에서 중요한 부분인 교각처럼 수중에 위치한 구조물에 대해서는 결함을 찾아내고 이를 유지 관리하는 제반 기술적 사항이 미흡한 실정이다. 또한 교각수중점검을 수행하는 용역방식이 외부 비전문적인 용역방식과 인력 위주의 점검으로 인하여 안전관리 부재 및 점검자의 주관성 개입 등 데이터 획득과 결함 평가의 신뢰성에 나쁜 영향을 미치고, 형식적인 점검이 이루어지고 있는 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 교량의 수중구조물점검을 위해 무인 수중 점검 장비 중 하나인 수중음파탐지기(Side Scan Sonar : SSS)를 이용한 실험으로 무인점검의 가능성에 대해 조사하였고 사용성 검증을 위한 수중촬영도 함께 실시하였다. 실험결과를 통해 Sonar를 이용한 교량 수중구조물 점검이 탁도가 불량이거나 대규모 교량의 세굴 탐지에 있어 효율적이라고 판단된다.

우리나라의 연안은 갯벌, 사구, 해안습지 등 독특한 자연적 특성을 갖고 있는 지역으로 다양한 생물의 서식과 함께 인간의 생산 활동에 이용되는 중요한 공간이다. 그러나 최근 연안 지역의 산업화 및 관광화로 인하여 침식 저감을 위한 연안정비사업으로 각종 호안구조물이 건설되었고, 대부분의 구조물은 성장위주의 경제 정책으로 그 기능이 상실되어 연안의 해안침식을 저감시키지 못하고 있다. 연안 해안침식 저감을 위해서는 해수와 사석과의 마찰면적 및 공극률과 관계가 깊으나, 기존에 설치되어져 있는 호안구조물은 피복사석 설계 시 연안 침식 저감에 효과적인 사석의 형상 및 배열을 고려하지 않은 상태로 설치되고 있다. 본 연구에서는 사석 호안구조물 설계 시 연안침식 저감에 효과적인 사석의 형상 및 배열을 결정하고 천연자원의 고갈을 사전에 방지하기위해 건설폐기물을 규정에 맞추어 재활용한 순환골재를 사용하여 연안 침식방지를 위한 인공사석 호안구조물의 사석 설계 방안을 결정하였다. 사석의 형상은 반사파의 크기를 저감하기 위해 해수와의 마찰면적을 최대로 할 수 있으며 제작성과 안정성을 고려하여 정26면체의 형상으로 설계하였다. 또한 피복사석의 크기는 안정계수를 사용하는 경험공식인 허드슨공식을 사용하여 결정하였으며 피복사석i H 지름의 55%와 50%에 해당하는 크기의 사석을 내부사석으로 결정하고 사석의 배열을 달리하여 사석 호안구조물을 설계하였다. 사석의 부피 및 면적과 사석개수의 관계를 계산한 결과, 배열에 따라 해수와 사석과의 마찰면적 및 공극률이 다르게 나타났으며 마찰면적이 작을수록 단위부피당 공극률이 크게 나타났다. 해수와 사석과의 마찰면적이 클수록 반사파가 감소하여 연안침식 저감에 효과적일 것으로 예상되나 공극률이 작을수록 해수의 침투가 불리하므로 이에 대한 상관관계를 추후 수행할 수리모형실험을 통해 밝혀 연안침식 저감을 위한 호안구조물의 사석 형상 및 배열을 결정해야할 것으로 판단된다.

수상구조물을 물위에서 직접 시공하는 것은 공기 및 비용 측면에서 거의 불가능하다. 일반적으로 지상 제작장에서 구조체와 부유체를 제작한 뒤 물위에 진수하는 것이 가장 효과적이다. 물 위에 구조물을 진수하는 가장 일반적인 공법은 제작장에 도크를 만들고 부유체를 제작한 후 물을 채워 부유시킨 뒤 바지선을 이용해 해당위치로 끌고나가는 드라이도크공법이다. 이 도크공법은 굴토를 하고 도크를 만들어야 되기 때문에 건설비용이 증가할 뿐만 아니라 수변 주위에 환경적인 문제를 발생시킬 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 에어백을 이용해 지상에서 조립된 구조체를 물위에 진수공법을 고안하였다. 에어백은 특수 고무재료의 공기튜브로서 부유체 하부에 설치되어 조립된 구조물을 부양시켜 굴러가게 하는 역할을 한다. 부양된 구조물은 윈치를 이용해 수변 경사로로 이동되고 자중에 의해 활강함으로써 물위에 진수된다. 이러한 이동과 진수과정에서 구조물에 충격하중과 부가적인 변형이 발생하게 되므로 고급 구조해석 시뮬레이션 기술을 이용해 진수 중 발생 가능한 상황을 예측하고 이에 대한 대비를 수행하였다. 또한 이동과정에서 구조체에서 발생하는 충격과 이에 따른 변형을 인공지능을 이용한 실시간 구조안정성 평가 시스템을 통하여 모니터링함으로써 사전에 계획된 시나리오대로 진수과정이 진행되고 있는지 확인하고, 진수 중 돌발상황에 대한 신속한 판단이 이루어져 즉각적인 대처가 가능하도록 계측관리 시스템을 구축하였다. 개발된 인공지능 실시간 계측관리 시스템을 이용한 에어백 진수 공법은 한강 플로팅 아일랜드 진수에 적용되었다.

해양환경 하에서 염화물의 침투를 억제하여 부식 위험을 최소화함으로써 콘크리트 구조물의 공용기간을 연장할 수 있다. 효과적으로 구조물을 관리하기 위해 적절하게 유지관리하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 효과적인 유지관리 전략을 세우기 위한 보수된 구조물의 유지관리비용 평가와 연계하여 구조물의 사용수명을 정량적으로 평가하는 방법을 제안하였다. Fick의 제2법칙으로부터Crank-Nicolson법에 기초한 유한 차분법을 제안하여 보수되지 않은 콘크리트 구조물과 보수된 콘크리트 구조물의 염화물 이온 분포를 예측하였다. 이를 이용하여 보수에 의해 연장 가능한 사용수명과 목표한 공용기간 동안에 필요한 보수 횟수를 평가하였다. 게다가보수 횟수와 콘크리트 교체 비용을 고려하여 총 유지관리 비용을 산출하였다. 마지막으로 제안된 방법의 적용성 검토를 위해 수치해석예제를 제시하였다.

변전소 구조물은 가스절연개폐기의 개폐로 유발되는 주기적인 충격하중을 받게 된다. 이러한 주기적인 충격하중은 구조물의 노후화 및 열화를 가속화하여 구조물의 일부 부재 혹은 전반적인 강성 감소를 초래할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 주기적인 충격하중이 구조물에 미치는 영향을 정량적으로 평가하고, 손상 정도를 평가하는 방법을 선정하고자 한다. 따라서, 개략적인 손상 정도를 파악할 수 있는 효율적인 방법으로 인지되고 있는 시스템식별기법을 선정하였다. 선정된 기법에 대한 신뢰성을 검증하기 위해 3층 1경간 축소 모형을 대상으로 모의 손상실험 및 해석을 통해 모드형상 및 고유진동수를 산정하고 결과를 비교하였다.