구조물에 포함되어 있는 불확실성에 의한 영향은 논리적으로 구조물의 안전도 해석에 활용할 수 있는 신뢰성 평가방법에 의해 안전성 검토를 수행하는 것이 합리적일 것이다. 따라서 본 연구에서는 지진하중을 받는 사장교 구조물을 대상으로 확률유한요소법을 기존의 신뢰성이론에 적합하도록 정식화하여 구조물의 동적응답해석 및 신뢰성해석을 보다 효율적으로 수행할 수 있는 프로그램을 작성하였다. 이를 바탕으로 하여 확률변수에 따른 변위, 부재력 및 케이블긴장력 등에 대한 평균, 표준편차 및 변동계수 등을 검토함으로써 동적응답특성을 정량적으로 분석하였다. 또한 신뢰성지수 및 파괴확률을 검토하여 사장교 구조물의 안전성을 평가하였다.

우리나라 전통 초가삼간의 1/4 축소모델을 제작하여 연약지반 조건에 대한 내진 성능실험을 수행하였다. Imperial Valley 지진파를 사용하여 모델의 파괴 시까지 거동을 분석하였다. 탄성한계 내에서 초가삼간의 고유진동수는 장방향 및 단방향 각각 1.66Hz 및 1.76Hz로 측정되었다. 탄성한게 내에서의 감쇠비는 약 7%이다. 수평방향의 최대 가속도응답은 입력에 비해 감소하며 이는 목조 프레임의 비선형, 비탄상 특성 때문이다. 수평방향의 변위응답은 입력이 증가함에 따라 급격히 증가하여 최대 지반가속도 0.25g에서 모델이 붕괴되었다. 비선형 지진해석 결과와 실험결과를 비교하였다.

우리나라 전통 초가삼간의 1/4 축소모델을 제작하여 암반지반 조건에 대한 내진성능실험을 수행하였다. Nahanni 지진파를 사용하여 최대 가속도 0.1g~0.6g 범위에서 거동을 분석하였다. 탄성한계에서 초가삼간의 고유진동수는 장방향의 경우 약 1.66Hz, 단방향의 경우 215Hz이다. 탄성한계에서의 감쇠비는 약 7%이다. 수평방향의 가속도응답은 입력에 비해 감소하며 입력가속도 수준이 증가할수록 감소율이 증가한다. 이는 사개맞춤으로 만들어진 목조 프레임의 비선형.비탄성 특성 때문이다. 전통 초가삼간 가옥은 고진동수가 지배적인 암반지반에서 매우 큰 내진성능을 나타내었다.

본 논문에서는 사개맞춤으로 제작된 우리 나라 전통 초가삼간 목조 프레임의 수평방향 교번하중에 대한 이력특성을 실험을 통하여 규명하였다. 실험에는 1.:1 모델을 제작하여 사용하였다. 사개맞춤 목조 프레임의 이력특성은 못이나 사재를 사용한 목조 프레임의 이력특성과는 매우 상이하다. 프레임의 등가 점성감쇠비는 평주 프레임의 경우 약 27%, 고주 프레임의 경우 약 13%이다. 개량형 Double Target 모델의 이용하여 비선형 이력특성을 모사하였다.

삼국시대 이후 근대까지 민가의 가장 보편적인 형태였던 초가삼가의 평균적인 상세 구조를 제시하였다. 목조 프레임이 주로 사용되었으며 프레임의 조인트는 사개맞춤이 일반적이었다. 초가삼간을 구성하는 평주 및 고주 프레임의 정적 수평내력을 1:1 실험모델을 통하여 평가하였다. 기둥 상부 조인트의 형태 및 심벽이 수평내력에 미치는 영향과 조인트의 파괴모드를 분석하였다. 실험결과 평주 프레임의 극한 수평내력은 1,090N, 파괴시 최대 수평변위는 400mm(1/6 rad)이었다. 고주 프레임의 경우 이들 값은 각각 4,160 N 및 250 mm(1/9.6 rad)이었다. 프레임의 거동은 모두 조인트의 거동에 지배되었으며 매우 큰 비선형을 보였다. 조인트의 파괴모드는 평주 프레임의 경우 화통가지의 전단파괴, 고주프레임의 경우 화통가지의 휨파괴가 주요한 모드였다.

본 연구에서는 강도로교의 피로파손의 위험을 예측할 수 있는 실용적 모형을 개발하였다. 제안된 피로해석 모형은 피로신뢰성 이론과 교량의 피로수명에 영향을 미치는 여러가지 요인들을 고려하여 유도되었다. 피로신뢰성 함수는 Weibull분포로 가정하였고, Weibull의 수치계산형태는 강재의 피로수명과 변진폭재하로 인한 응력범위 등의 통계적 불확실량을 모두 포함하는 Ang-Munse의 식을 사용하였다. 피로해석모형에는 교량이용 기간중에 발생할 수 있는 일평균교통량(ADTT)의 변화, 재하이력의 변화, 진추조사의 효과 등을 고려하였다. 응력범위 주상도는 개설 교량에 대한 현장실측결과로부터 구한 랜던 응력파로부터 작도하고, 그 결과 구해지는 응력범위분포는 Beta분포로 모형화 하였다. 본 연구에서 제안한 피로해석 방법을 실제 개설 교량에 대해 적용한 결과, 제안된 피로해석모형과 수치계산을 위하여 개발된 전산프로그램은 기설 노후 강교의 피로 내하력 판정이나 잔존수명의 예측 등을 위한 실용적인 방법으로 사용될 수 있다고 생각된다.

This research and development analysis provides numerical analysis techniques that can be used conveniently to determining the safety of the current state and to predict the stability in the future. It also seeks to present algorithms of back analysis to develop unified management system for control, prediction, coordination, and information modeling that can reasonably handle appropriate responses to structural behavior at project sites and design changes.

This study investigated the behavior of newly-developed circular steel girder over bridge. The traditional bridge is a simple span with the maximum span length about 7.0m. The proposed bridge is sequenced by extending a steel tube girder and reducing the number of infrastructure. It can make to improve constructability and save cost. In this study, we conducted a finite element analysis of the behavior of the main part, and aimed to check the compliance of allowable stress.

국내의 염색업계는 염색슬러지 육상매립 취소에 이어 런던협약으로 2012년부터 해양투기도 원천 봉쇄되자 염색슬러지 처리문제를 업계의 사활을 건 비상사태로 선언하고 대응방안 마련에 나서고 있다. 염색연합은 현재 전국 6개 공단에서 발생하는 연간 염색슬러지 규모가 30만 톤에 이르고 전국에 산재한 염색관련업체들의 폐기물 규모가 연간 50만 톤을 웃돈다는 판단 아래 슬러지 처리문제가 해결되지 않으면 염색업계가 큰 타격을 입을 것으로 전망하고 있다. 현재 염색업계는 염색슬러지의 다양한 처리방안을 모색 중이나 탈수슬러지 그대로 또는 단순 건조 후 시멘트소성로에서 위탁처리하고 있는 것이 현실이며 염색슬러지 처리와 함께 스팀 구매단가를 낮추는 새로운 개념의 처리방법을 모색하고 있다. 염색슬러지는 함수율이 70-80%로 아주 높고 저위발열량이 500 kcal/kg 이하로 아주 낮아 그 자체로는 가스화 연료로 적합하지 않다. 따라서 염색슬러지 자체에 함유된 산화철을 타르 개질 촉매로 이용하는 자체 촉매 가스화 기술을 개발함에 있어 염색슬러지의 함수율을 낮추고 발열량을 높여 건조 에너지 소비량을 줄이기 위한 혼합시료 펠렛화 기술 개발이 필요하다. 본 연구에서는 왕겨 또는 타르를 혼합하기 위한 혼합비, 펠렛제조 조건, 건조 조건을 도출하였다. 혼합시료의 저위발열량이 3,000 kcal/kg 이상이 되기 위해서는 건조 함수율 10% 기준으로 왕겨 혼합의 경우 혼합비 20% 이상, 타르 혼합의 경우 혼합비 5% 이상인 것으로 나타났다. 펠렛의 직경은 최소 6mm 이상이 되어야 성형기에 과부하가 걸리지 않았고, 타르 혼합비는 20% 이하로 하여야 다시 엉켜 붙는 현상이 발생하지 않았다.

특수한 장대교량을 제외한 중소형 빔 형식의 교량 연속 지점부를 시공함에 있어서는 일반적으로 교량받침을 이용하게 된다. 즉, 종래의 교량에서는 교각 기둥 상부에 교축 직각방향으로 코핑부를 형성하고, 코핑부 위에 교량받침을 설치한 후 연속되어 있는 주형이 상기 교량받침 위에 놓이는 구성으로 교량 연속 지점부가 형성된다. 이와 같은 교량 연속 지점부의 경우, 주형의 개수만큼 교량받침이 필요하기 때문에 그 만큼의 공사비와 유지관리 비용이 증가하게 된다는 단점이 있다. 또한, 교각 기둥의 상부에 상당한 높이의 거대 구조물인 코핑부를 형성한 다음, 그 위에 교량받침과 주형을 배치하여야 하므로 그만큼 교량 바닥판 아래의 공간(형하 공간)을 많이 차지하게 되므로 시각적으로 개방감을 저하시키고 교통의 흐름에도 영향을 미친다. 본 연구는 교각 기둥의 상단에 횡 방향으로 설치되는 코핑부를 기 제작된 주형의 높이 내에 설치하여 주형과 일체가 될 수 있도록 PC강봉을 사용하여 강결시키는 시공방법으로 강결 일체화 라멘식 구조를 형성함으로서 교량받침의 사용수량을 줄이고, 교량 형하 공간의 개방감을 향상시키며 시공성을 개선할 뿐만 아니라 공사비를 절감할 수 있는 새로운 구조의 지점부를 가지는 교량형식을 제안하며 개발교량의 개념 및 적용성을 분석하였다.

노후화된 PSC Beam 교량은 개선된 보강방안이 필요하다. 본 연구에서는 성능저하가 발생된 노후 PSC Beam 교량을 대상으로 PSC Beam 교량의 보강형을 폐단면 박스형태로 변환하여 이차합성 구조화함으로써, PSC Beam 교량의 강성을 안정적으로 증가시킬 수 있는 박스형 보강방안을 제안하였다. 제안된 보강방안과 기존의 외부프리스트레스 도입공법을 결합하여 보강할 경우, 보강효과를 정량적으로 규명하기 위해 시공단계해석에 따른 시간 의존적 정밀해석을 수행하였다. 성능개선을 위해 제안된 박스형 보강방안 적용 시 보강방법에 따라 전단면 및 휨 보강과 같은 다양한 형태의 보강방안을 제시한 후, 각각의 보강방안에 대해 이차합성 효과에 따른 상향캠버 및 부재응력 특성을 평가하였다. 또한 내하력 평가를 수행하여 내하율을 검토함으로서, 개선된 PSC Beam 교량의 구조 안전성을 정량적으로 평가하였다.