건축물은 사용자의 부주의, 전기적, 기계적 요인 등에 의해 화재가 발생할 수 있고, 화재 발생 시 각 재료의 특성에 따라 강성 및 강도가 감소하여 구조 성능이 저하될 수 있다. 이러한 상황에서 적절 한 성능 복구가 되지 않으면 후에 지진 등의 큰 하중이 가해질 때 건축물 붕괴 등 치명적인 피해가 발생할 수 있다. 현재 내화성능을 높이는 방법으로 내화피복을 사용하는 등 수동적인 방법에 머물러 있으며, 꾸준한 유지관리 등이 필요하다는 단점이 있다. 따라서 변형 후 열을 가하면 원래의 형상으로 돌아가는 성질을 가진 형상기억합금을 사용하여 콘크리트 보를 보강하고, 화재 시, 화재 후에 프리스 트레스트 콘크리트와 유사한 방식으로 콘크리트에 압축응력을 발생시켜 구조 성능을 향상시킬 수 있 는지 ANSYS 구조해석 프로그램을 통해 그 효과를 확인해보고자 한다.

최근 광주 화정아이파크, 인천 검단 신도시 아파트 사고 등 국내에서 건축물 안전사고가 잇따라 발 생하고 있다. 시공 중 발생한 구조물 붕괴로 인해 인명·재산 피해가 수반된 대형 건설사고가 다수 발 생하였다. 건축물 안전사고의 발생 원인으로 무단 구조변경, 설계 및 시공 시 철근 누락 등이 제시되 면서 부실 감리에 대한 우려가 증가하고 있다. 하지만 현실적으로 건설 현장의 모든 장소에서 감리직 원이 상주하며 확인하는 것은 불가능하며 시공 정확도 검사 역시 감리자의 경험에 근거하여 육안 판 독 및 일부 수작업 계측으로 진행되고 있다. 감리 작업의 효율성을 높이기 위해 최근에는 3D 스캐너, Depth Camera 등을 구조 감리 기법 연구가 진행되고 있다. 철근 길이와 철근 배근 간격에 대한 연구 는 많이 진행되었지만 철근 직경의 검출 정확도는 아직 미흡한 상황이며, 특히 직경이 작은 D10과 D13의 구별에서는 한계를 나타내고 있다. 따라서 본 연구에서는 접근성이 용이한 스마트폰을 사용하 여 영상을 획득하고 이를 기반으로 3D 포인트 클라우드를 제가한 다음 철근 직경, 철근 길이, 철근 배근 간격 등의 자동 검측 기술을 개발하고 건설현장에서의 적용 가능성을 확인하고자 한다. 검증을 위한 실험체는 길이 2100mm, 폭 195mm, 높이 395mm의 철근 조립 상태의 보이다. 포인트 클라우드 제작을 위한 영상 촬영은 iPhone SE (3rd generation)을 사용하였다. 이후 MATLAB과 METASHAPE 를 사용하여 포인트 클라우드를 생성하고 Computer Vision과 Image Processing 기술을 활용하여 구 하고자 하는 철근 정보를 자동 검출하였다. 이후 실제 측정한 값과 자동 검출한 값을 비교하여 개발한 기법에 대한 적합성을 확인하였다.

The current study investigates the seismic performance of shear-dominant RC columns retrofitted with iron-based shape memory alloy (Fe SMA). Three RC columns with insufficient transverse reinforcement were designed and fabricated for lateral cyclic loading tests. Before testing, two specimens were externally confined with carbon fiber-reinforced polymer (CFRP) sheets and self-prestressed Fe SMA strips. The test results showed that both CFRP and Fe SMA performed well in preventing severe shear failure exhibited by the unretrofitted control specimen. Furthermore, the two retrofitted specimens showed ductile flexural responses up to the drift ratios of ±8%. In terms of damage control, however, the Fe SMA confinement was superior to CFRP confinement in that the spalling of concrete was much less and that the rupture of confinement did not occur.

본 연구에서는 양생물주기 및 보양을 하지 않은 구조체의 압축강도와 표준 양생 공시체의 압축강도를 비교 평가하였 다. 코어채취를 위해서 980x2090x200mm3 철근콘크리트 슬래브를 준비하였으며, 콘크리트 공시체 25개를 KS F 2405에 따라서 표준 양생, 20개를 구조체와 동일한 환경에서 대기중 양생을 하였다. 실험 결과, 28일 표준공시체 압축강도 대비 코어 채취 압 축강도는 약 4MPa 낮게, 대기중 양생 공시체의 압축강도는 약 7.6MPa 낮게 측정되었다. KCS에서는 양생기간의 온도가 낮을 경 우 온도보정강도를 제시하고 있으며, 실험결과로부터 제시된 값이 적정함을 확인하였다. 7일, 14일에 측정된 대기중 공시체의 압축강도는 코어채취 공시체의 압축강도와 유사하였지만, 28일 압축강도는 현저하게 차이가 나타났다. 초기 구조체의 초기 압축 강도 예측에 대기양생 공시체를 이용하는 것은 가능하지만, 28일 압축강도를 추측하는데 대기중 양생 공시체를 사용하는 것은 무리가 있다고 판단된다.

본 연구는 형상기억합금을 이용한 능동구속기법의 콘크리트 기둥 내진보강효과를 실험적으로 평가하였다. 이를 위해 기존 니켈-티타늄계 형상기억합금보다 저렴한 철계 형상기억합금(Fe SMA)을 선정하여 능동구속기법에 적용하였다. 비내진 상세 를 가진 네 개의 동일한 원형 콘크리트 기둥을 제작한 후 기둥 하단부에 각기 다른 외부구속(무구속, CFRP 구속, Fe SMA 구속) 을 적용하였다. 정적수평반복가력실험 결과, 구속이 적용된 모든 기둥은 콘크리트 기둥의 연성적 휨거동을 이끌어내는데 효과 적인 것으로 밝혀졌다. 특히 Fe SMA 구속은 CFRP 구속에 비해 기둥 하단부 소성힌지에서 콘크리트의 박락 및 손상을 줄이는데 더욱 효과적이었다.

본 논문에서는 철계형상기억합금(Fe SMA) 스트립으로 능동구속된 콘크리트 기둥의 실험적, 해석적 연구결과를 제시한다. Fe SMA과 탄소섬유보강시트(CFRP)로 각각 구속된 콘크리트 공시체의 압축실험을 통해 형상기억합금 기반 능동구속기법의 효과성을 평가하였다. 실험결과, Fe SMA 스트립으로 구속된 콘크리트 공시체가 낮은 구속력에도 불구하고 CFRP 시트로 구속된 공시체에 비 해 더 우수한 변형능력을 가지는 것으로 밝혀졌다. 실험을 통해 얻은 구속된 콘크리트의 압축거동 결과를 이용해 소성힌지 영역이 각 각 Fe SMA 스트립과 CFRP 시트로 보강된 콘크리트 기둥의 유한요소모델을 구축하였다. 기존 수행된 콘크리트 기둥의 수평반복가력 실험결과를 바탕으로 구축된 기둥 모델을 검증하였고, 각각의 기둥 모델에 대한 수평반복가력 해석을 수행하였다. 해석결과, Fe SMA 스트립으로 보강된 콘크리트 기둥이 CFRP 시트로 보강된 기둥모델에 비해 변형, 에너지 소산능력 향상에 효과적임을 확인하였다.

본 연구는 기존 이력댐퍼와 프리스트레트 철계 형상기억합금(Fe SMA)을 결합한 새로운 하이브리드 댐퍼를 제안하고 이용가능성을 해석적으로 평가한다. 하이브리드 댐퍼는 강진 발생 시 모멘트 프레임의 에너지소산능력을 향상시키고 잔류변형 을 감소시키기 위한 목적으로 제안되었다. 구조해석 프로그램인 OpenSees를 통해 댐퍼의 각 요소에 대한 해석모델을 구축하였 고, 세가지 형식의 강재 가새프레임에 대해 시간이력해석을 수행하였다. 해석결과, 제안된 댐퍼는 모멘트 프레임의 최대 및 잔 류변형을 줄이는데 우수한 것으로 나타났다. 본 연구에 사용된 Fe SMA는 니켈-티타늄(Ni-Ti) 형상기억합금에 비해 5-10%에 해 당하는 낮은 재료 비용을 가지면서도 지진에 취약한 프레임 구조의 내진보강에 효과적인 결과를 보였다.

PURPOSES : The purpose of this study is to suggest a thermal expansion coefficient measurement method using an embedded strain transducer (EST) and vibrating wire gauge (VWG), as well as to evaluate the reliability of the proposed methods by comparing them with the AASHTO T 336-10 standard method. METHODS : To apply the AASHTO 336-10 test method, which is the criterion for reliability evaluation, a reference specimen using stainless steel (sus304) is manufactured, and a thermal expansion coefficient of 17.308με/°C is obtained based on ISO regulations. Using the reference specimen, the correction factor of the thermal expansion coefficient measurement equipment is measured to be 2.93με/°C, and using this value, the thermal expansion coefficient of the mortar specimen containing the embedded gauges is measured accurately. The reliability of the proposed experimental method is evaluated by measuring the thermal expansion coefficient of the embedded gauge with temperature compensation and then comparing it with that of the reference specimen. RESULTS : The coefficient of thermal expansion of the mortar specimen is measured to be 12.423με/°C based on AASHTO 336-10, 11.963με/°C using the EST method, and 12.522με/°C using the VWG method. Based on the results obtained using the AASHTO method, the embedded gauges show a difference of 1%~3% in terms of the average results, as well as a difference in the standard deviation of 0.059~0.186. Therefore, our level of confidence in the thermal expansion coefficient experiment using the embedded gauges is high. CONCLUSIONS : When using the AASHTO 336-10 test method, the thermal expansion coefficient should be obtained by measuring the length change of the specimen; however, some engineering judgment of the experimenter is required when the measurement values fluctuate during the temperature stabilization period. In the thermal expansion coefficient test using embedded gauges (EST and VWG), temperature compensation must be performed. Furthermore, it is assumed that the temperature difference between the water tank and test specimen does not significantly affect the thermal expansion coefficient measurement because the important point is not the actual temperature value but the temperature gradient. For reliability evaluation, a statistical significance review of the strain distribution by measurement method is performed via a T-test comparing with the AASHTO test result (12.423με/°C) and the reliability level for each measurement method remains confidential.

Communication facilities play an essential role in disaster situations. Therefore, communication facilities need to have structural and functional safety during and after earthquakes. Recently, technology for partial seismic isolation has been increasing to protect data facilities and communication equipment installed in buildings from earthquakes. However, excessive displacement may occur in the seismic isolator during an earthquake due to the resonance between the building and the seismic isolator having long-period characteristics, which may cause overturning and separation of the installed equipment. In this study, analytical and experimental studies were conducted to evaluate the safety of seismic isolators installed in high-rise buildings. It was confirmed that damages might occur in buildings' seismic isolator, with resonance characteristics of less than 1 Hz.

지난 수십 년간 발생한 강진으로 인해 철근의 내부 구속력이 부족한 철근 콘크리트(RC) 기둥에 수많은 심각한 피해가 발생하였다. 다양한 보수공법 중 형상기억합금(SMA)을 이용한 능동구속 기법은 지진에 취약한 RC기둥의 휨 연성을 높이는 데 유의미한 결과를 보였다. SMA로 구속된 RC기둥의 동적거동에 관한 연구는 선행 연구자들에 의해 실험적으로 수행되었지만 구조적인 모델 개발은 거의 수행되지 않았다. 따라서 본 연구에서는 다양한 조건에서 능동구속된 RC기둥의 지진 시 거동을 확보하기 위해 SMA와이어로 보강된 RC 기둥의 진동대 실험 결과를 바탕으로 한 능동구속된 RC 기둥의 해석 모델을 제안한다. 제안된 해석모델은 양방향 지진력에 의한 SMA- RC기둥의 동적 거동 및 손상 정도를 확인할 수 있는 것으로 나타났다.

PURPOSES : The purpose of this study is to verify the effectiveness of the developed ultra-thin-continuously reinforced concrete partition (UT-CRCP) overlay method through a comparative analysis of the early-behavior of the UT-CRCP with a 100 mm cutting overlay of the existing JPCP. METHODS : This study aims to minimize the vulnerability of the existing JPCP (joint section behavior) by overlaying the continuous reinforcement form to constrain joint behavior. For this purpose, the early-behavior of the JPCP section was measured and the early-behavior of the UT-CRCP section was compared with that of the cutting overlay of the same section. The testbed was constructed for comparative analysis of the two types of pavements and the early behavior was measured using the pure environmental loads, i.e., situations where there was no traffic load. For the UT-CRCP, which is a comparative test group, UT-CRCP was constructed approximately one year after the JPCP was constructed by milling the top of the existing JPCP by 100 mm. RESULTS : 1) UT-CRCP was shown to effectively reduce the amount of crack width change on the surface by 17 %, compared to JPCP, by placing reinforcement inside the pavement. 2) The restricting effect of the UT-CRCP was analyzed by comparing the strain generated by the cross-section depth for the two pavement types. As a result, the restricting rate by depth (20, 80, 120, and 280 mm) was 68.4 %, 80.2 %, 89.2 %, and 26.7 %, respectively. 3) We reviewed the comprehensive gauge restricting rate at depths of 80 mm and 120 mm (80.2 % and 89.2 %, respectively) and the absolute value of behavior that is located at the ±20 mm of the interface of JPCP and UT-CRCP. Thus, it was possible to estimate that both layers of pavements exhibit the same behavior (tied) at the interface between the two pavement layers. CONCLUSIONS : In this study, the early behavior of the BCO concept UT-CRCP overlay technique was analyzed and quantitatively presented to overcome the limitations of JPCP with relatively weak point behavior and to increase the commonality of aged concrete pavement to the performance of the new pavement.