복합화력발전소는 가스터빈의 특성상 잦은 기동과 정지에 노출되며, 특히 배기부의 케이싱은 고온의 작동 유체가 실온 상태의 외 기와 만나기 때문에 볼트 체결부에서 열 피로 파괴가 발생한다. 비용과 시간의 효율성을 위해 운전에 경미한 영향을 미치는 균열 부위 는 용접 보수 작업 후 운용된다. 그러나 용접 과정에서 발생한 잔류 응력과 소성 변형이 케이싱에 미치는 영향을 조사하기 어렵기 때 문에 균열 보수 용접 케이싱의 피로 수명을 예측하여 운전을 얼마나 지속할 수 있는지 연구할 필요가 있다. 본 연구에서 유한요소해석 과 피로해석을 순차적으로 수행하여, 운전 조건에 따른 응력 및 변형률 진폭을 기반으로 피로 수명을 계산했다. 균열이 없는 건전 케 이싱에 비해 균열 보수 용접 케이싱은 피로 수명이 최대 32% 감소했다. 또한 다양한 균열 형태를 고려하여 8가지 크기의 용접 비드를 사용했으며, 폭과 높이가 줄어들고 길이가 길어질수록 피로 수명이 감소하는 경향을 보였다.

도심지나 문화재가 인접한 지역 등의 소음, 진동 등 기존 발파해체 공법이 제한적인 조건에서 사용할 수 있는 구조물 해체 공법으로 무소음화학팽창제(soundless chemical demolition agent, SCDA)를 이용한 공법이 있다. 그러나 SCDA의 사용에 대한 기준이나 가이드라인에 참고될 만한 연구는 미미한 실정이다. 이 연구에서는 실내실험을 수행하여 강관의 길이, 외부수분차단, 수화열 발산 등의 다양한 조건에 따른 SCDA의 팽창압 발현 특성을 확인하였다. 또한 SCDA의 최소요구팽창압 예측을 위한 해석모델(자유단 1면, 고정단 3면의 직사각형 모델)을 개발하고 주요변수해석(홀 간 거리, 콘크리트 압축강도)을 수행하였다. 이 연구의 해석결과를 활용하여 자유단으로부터 콘크리트 구조물의 박락을 효과적으로 유도할 수 있을 것으로 판단된다.

As an alternative to conventional explosive methods for demolition of concrete structures and rocks, the use of non-explosive demolition agents can be considered to reduce noise, vibration, and dust emissions during the demolition process. In this study, we conduct finite element analysis for crack initiation and propagation caused by the expansion of non-explosive demolition agents in square concrete structures. The predicted crack patterns are compared with the experimental results in the literature. The minimum values of the required expansion pressure of non-explosive demolition agents are also estimated, which depend upon the arrangement of non-explosive demolition agents and empty holes. Furthermore, we investigate the effect of empty holes on the fragmentation of concrete structures, and discuss the effective arrangement of non-explosive demolition agents and empty holes for fragmentation improvement.

Soundless Chemical Demolition Agent (SCDA) has been spotlighted for demolition of concrete structure or rock near or in urban areas and historical places since it does not produce dust or rock fragmentations compared to explosive and gas pressure blasting methods. However, there is no guideline or design code for the demolition of existing structures using SCDA. In this study, numerical analysis using ABAQUS is conducted in order to find a minimum required pressure for the initiation of crack in concrete body with SCDA and obtained results in this study could be a basic data for design of hole spacing for the demolition of the structures using SCDAs.