Recently, in newly constructed apartment buildings, the exterior wall structures have been characterized by thinness, having various openings, and a significantly low reinforcement ratio. In this study, a nonlinear finite element analysis was performed to investigate the crack damage characteristics of the exterior wall structure. The limited analysis models for a 10-story exterior wall were constructed based on the prototype apartment building, and nonlinear static analysis (push-over analysis) was performed. Based on the finite element (FE) analysis model, the parametric study was conducted to investigate the effects of various design parameters on the strength and crack width of the exterior walls. As the parameters, the vertical reinforcement ratio and horizontal reinforcement ratio of the wall, as well as the uniformly distributed longitudinal reinforcement ratio and shear reinforcement ratio of the connection beam, were addressed. The analysis results showed that the strength and deformation capacity of the prototype exterior walls were limited by the failure of the connection beam prior to the flexural yielding of the walls. Thus, the increase of wall reinforcement limitedly affected the failure modes, peak strengths, and crack damages. On the other hand, when the reinforcement ratio of the connection beams was increased, the peak strength was increased due to the increase in the load-carrying capacity of the connection beams. Further, the crack damage index decreased as the reinforcement ratio of the connection beam increased. In particular, it was more effective to increase the uniformly distributed longitudinal reinforcement ratio in the connection beams to decrease the crack damage of the coupling beams, regardless of the type of the prototype exterior walls.

본 연구는 수직 벽체형 콘크리트 구조물의 정밀안전진단을 위한 외관조사시 고품질 정밀영상을 자동화된 방식으로 획득하여 균열손상을 탐지하고 시설물의 상태를 평가하기 위하여 개발된 등벽드론 탑재형 균열진단 시스템에 대한 것이다. 본 논문에서는 영상기반 균열진단 시스템을 이용한 정밀영상 획득기술, 자동화된 영상처리 알고리즘을 이용한 데이터 처리 기법을 제시하였으며, 실험적으로 도출된 지상표본거리를 기반으로 영상처리 자동화 알고리즘을 이용하여 생성된 균열모사 시험벽체의 평면전개 이미지 상 균열손상의 위치 정확도를 평가 분석하였다. 평가분석 결과, 가로축 길이 대비 최대 1.1%, 세로축 길이 대 비 최대 1.4%의 오차율을 보이는 것으로 나타났다. 제안된 영상 내 픽셀 좌표와 지상표본거리를 기반으로 균열손상의 위치를 추정하는 기법은 실측 좌표 대비 평균 1.0% 이하의 위치 오차를 가지는 것으로 평가되었다. 최종적으로 영상기반 진단과 긴급 보수와 같은 일반적인 시설물의 유지관리에 요구되는 위치 정확도를 확보하고 있는 것으로 분석되었다.

본 논문은 대형 시설물의 점검 및 진단을 위한 외관조사시 영상기반 스캐닝 시스템의 성능 및 정확도를 정량적으로 평가하기 위한 것으로, 도로터널, 철도터널, 지하철과 같은 대형 터널 시설물의 복공 라이닝을 대상으로 영상기반 스캐닝 분석 결과, 균열, 박리, 박락, 철근노출 등 각종 손상의 검출 성능과 정확도를 육안조사, 터널 스캐닝 분석 후 확인조사 데이터를 이용하여 비교 분석하였다. 제안된 터널 스캐닝 시스템의 균열손상 검출성능은 육안조사 분석결과 대비 개소 수 및 면적물량에 있어 월등히 우수함을 확인하였으며, 균열손상 증감을 고려한 균열손상은 현장 확인조사 결과 95%이상의 검출 정확도를 확보하고 있는 것으로 평가되었다.

국내에 도로포장은 대부분 아스팔트 콘크리트로 건설되어지고 있고, 2015년 현재 전국도로 포장율은 83.4%이다. 하지만 최근 들어 기후변화에 의해 대규모의 포트홀 발생으로 인해 많은 국민의 관심을 받고 있다. 아스팔트 포장에서 이러한 수분손상(moisture damage) 또는 박리(stripping)현상은 수분의 침투 로 인해 아스팔트 피막과 골재 사이의 부착력 및 점착력이 약화되어 나타나는 강성과 내구성의 손실로 정 의하고 있다. 초기 균열이 발생하였을 경우, 균열부로 이물질 또는 수분침투를 막기위하여 국내외에서 널리 사용되고 있는 공법으로는 균열실링 공법이 있다. 초기 균열실링을 실시함으로써, 균열의 진행을 억제함으로써 도로 포장수명을 연장할 수 있고, 포트홀 발생 수를 줄일 수 있다. 균열 실링 공법 이 적용된 구간의 파손거동을 알아 보기 위하여 수분침투에 따른 균열실링재의 부착특성을 알아보고자 한다. 본 연구에서는 PATTII(Pneumatic Adhesion tensile Testing Instrument) 장비를 활용하여 Bitumen Bond Strength(BBS) TEST를 실시하여 시간에 따른 국내 균열실란트의 수분 손상평가를 하였다. 주로 수분 손상 의 원인으로 골재를 통한 수분이동하여 발생하는 수분손상과 균열실링재와 골재사이로 물이 침투하여 수분 손상이 발생되는 것에 대하여 알아보기 위하여 두가지 조건에 대하여 실험을 실시하였다. PATTI Test 장비 를 이용하였으며, AASHTO TP-91에 준하여 수분손상에 따른 부착특성을 조사하였다. 수침시 물의 온도는 40℃로 균일하게 하였으며, 수침시간은 0시간, 6시간, 24시간, 48시간, 96시간에 대하여, 균열 실란트 재 료 3개와 아스팔트 바인더 AP-5를 활용하여 실험을 진행하였다. 시험 결과는 수분 조절 전과 후의 부착강 도를 측정하여 부착강도비를 측정하여 수분 손상도를 판단하고자 하였다. 실란트 재료 3개와 AP-5 모두 수 침 시간이 증가함에 따라 부착강도가 감소함을 보였다. 수분침투 전후 부착강도비을 비교하였을 때, 라텍스 를 첨가한 실런트의 수분침투 저항성이 가장 높은 성능을 보여주었다. 또한 완전 수중에 수침 시킨것과 골 재만 수침시킨 것을 비교하였을 때, 두 가지 경우 모두 강도가 감소함을 알 수 있었으나 감소의 정도가 골재 만 수침시킬 경우, 감소 정도가 작았다. 이는 수분 손상이 골재 아래에서부터 올라오는 간극수압에 의한 것 뿐만 아니라 실란트와 골재 사이의 물의 침투로 인해 손상이 일어난다는 것을 알 수 있다.

본 논문에서는 재료 점소성-손상모델을 기반으로 한 피로균열 진전속도(FCGR) 전산 평가법을 제안한다. 7% 니켈강 재료 거동을 모사하는 점소성-손상모델을 소개하고, 이의 유한요소해석 플랫폼에의 적용을 위해 상용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS에서 제공하는 사용자 정의 재료 서브루틴(UMAT)에 재료모델을 탑재하였다. 개발 UMAT의 검증을 위해 7% 니켈강 재료 인장시험 시뮬레이션을 수행하였으며, 이를 통해 재료정수를 획득하였다. 또한, 피로하중에 따른 손상해석에 있어 계산 시간 단축을 위한 jump-in-cycles 과정과 임계 손상 값 조정 및 피로 예비 균열 시뮬레이션을 수행하였고 이들 과정을 개발 UMAT에 탑재하여 해석을 수행하였다. 개발 UMAT을 활용하여 7% 니켈강의 상온 FCGR 테스트 시뮬레이션을 수행하였으며, 균열길이(a)와 주기 수(number of cycles)의 관계 및 1 cycle 당 균열성장량(da/dN)과 응력확대계수 진폭(ΔK)의 관계 등의 결과를 실험결과와 비교하여 검증하였다.

본 연구에서 리드스위치를 이용한 정적변위센서를 무근과 철근 콘크리트 보에 부착하고 균열손상의 모니터링을 위해 무선주파수를 이용하였다. 무근 콘크리트 보와 철근 콘크리트 보에 외력이 작용하면 균열손상이 발생하고 균열의 증진으로 정적변위센서가 파괴되면 이와 연결되어 있는 무선주파수 발신자가 손상신호를 외부로 발신하게 된다. 이러한 기능성 건축부재에 대한 연구는 이상 기후 현상과 지진 등으로부터 건축물이나 주요구조물을 보호하는데 중요한 역할을 담당할 것으로 사료된다.

지진피해를 입은 건물의 주된 관심사는 건물에 남아 있는 내진성능 및 여진에 대한 안전성을 판단하는데 있다. 따라서 지진피해를 입은 지역 사회의 조속한 복귀를 위해서는 건물의 잔존내진성능 평가방법을 확립해 두는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 무보강 조적채움벽체를 갖는 RC 건물의 잔존내진성능 평가방법 개발을 주목적으로, 전형적인 학교건물을 대상으로 축력레벨을 변수로 한 실스케일, 단층 1스팬 실험체를 제작하여 정적 반복가력실험을 실시하였다. 실험 중 잔존내진성능을 판정하는데 유용한 정보 중 하나인 잔류균열폭을 상세히 측정하였다. 본 논문에서는 잔류균열폭과 잔존내진성능과의 관계에 대해서 실험적, 해석적으로 검토하고 잔존내 진성능 평가를 위한 각 손상도 레벨에 대응하는 내진성능 저감계수를 제안한다.

본 연구에서는 입자강화 복합재료(particle-reinforced composites)의 거동을 예측하기 위하여 Lee and Pyo(2007)에 의해 제안된 계면손상을 고려한 복합재료의 미세역학 탄성모델과 Karihaloo and Fu(1989)의 미세균열 생성모델을 결합하여, 보강입자의 계면손상(imperfect interface)과 기지 내 미세균열을 고려하여 탄성구성모델(constitutive model)의 거동해석을 수행하였다. 제안된 탄성구성모델의 적용성 검증과 주요손상변수가 거동예측에 미치는 영향을 알아보기 위해 일축 하중 하에서의 응력-변형률 관계를 수치적으로 나타내었다. 또한, 기존의 관련 실험결과와 본 해석결과와의 비교를 통하여 제안된 모델의 정확도를 검증하였다.

이 연구에서는 강교량과 같은 토목 구조물에서 유도파의(Guided waves)한 종류인 램파(Lamb wave)를 이용하여 실시간으로 균열손상을 감지할 수 있는 새로운 비파괴 검사방법을 제안한다. 기존의 유도파를 이용한 기술들은, 손상을 감지하기 위해 비손상 상태의 자료를 저장하고 이를 새로이 얻어진 결과와 비교하는 방법을 사용함으로써 잠재적인 손상을 진단해 왔다. 그러나, 공용중인 강구조물은 다양한 하중 뿐 아니라 상시로 변화하는 자연환경에 노출되어 있기 때문에 동일한 비손상 상태의 응답을 얻는 것이 매우 어려우며 이러한 방법을 적용할 경우 오보(false alarm)의 우려도 매우 높다고 할 수 있다. 따라서 이 연구에서는 보다 안정적인 손상감지기법을 개발하기 위해 기존에 얻어진 초기치를 이용하지 않으면서 실시간으로 손상 여부를 판단할 수 있는 방법을 제안하고자 한다. 이 연구에서 제안된 감지 기술은, 압전소자의 극성과 판파의 특성을 이용하는 것으로 얇은 판의 양면에 부착된 압전소자를 통하여 균열손상에 의한 신호를 선택적으로 감지해 내는 데에 그 목적이 있다. 균열이 발생한 판에서 진행하는 판파는 균열로 인한 판의 두께변화로 인해 모드 변화를 일으키게 되는데, 제안된 감지기법으로 이러한 모드 변화만을 선택적으로 추출할 수 있다. 다양한 수치해석과 실험을 통해 이 연구에서 제안된 손상감지기법의 효율성과 적용성을 입증한다.

본 논문에서는 기존 연속균열모형들이 대형균열 표현에서 소성변형을 과도하게 계산하는 문제점을 극복한 대형균열모형을 제안하였다. 또한 소성손상모형을 수정한 형태로 제안된 균열모형을 수치해석에 사용할 수 있도록 3단계 회귀매핑 알고리즘으로 구성된 알고리즘을 제시하였다. 전산해석 예제들을 통하여 제안된 균열손상 모형과 알고리즘이 동적 하중을 받는 구조물의 균열해석문제에서 과도한 소성변형을 억제하는 합리적인 결과를 도출함을 알 수 있었다.

This paper presents the applicability and reliability of the crack detection technique of concrete structures developed based on the use of digital image analysis technologies through on - site tests. The problem of aging of infrastructure is a serious threat to the national and national security and there is a growing interest in the development and application of effective inspection and maintenance techniques for related infrastructure. Therefore, instead of the existing traditional manpower-based infrastructure inspection and maintenance techniques, which involve lots of time and money consumption and reliability of results, research using digital image analysis technology is actively being carried out.

A fatigue crack occurred in the vicinity of the suspension bridge`s center-stay area is generated. Therefore, the stress and caused of occurrence of each member are analyzed by measurement. When similar cases occur in the future, they shall be utilized as basic data such as research methods and establishment of measures for maintenance.

This experimental study evaluates of seismic performance on strain-hardening cement-based composite (SHCC). The objective of this study is to evaluate of seismic capacity reduction factor on two sides confined SHCC infill walls. The experimental results as cseismic capacity reduction factor are not significantly different.

CFRP 보강공법은 구조물에 내하력을 증가시키기 위해 사용되고 있는데 실제 교량에 적합하고 연구 활용성이 좋다. 하지만, CFRP로 보강된 콘크리트 보에서 휨파괴와 전단파괴 뿐만 아니라 부착파괴 또한 추가적으로 발생하게 된다. 이러한 CFRP 부착파괴는 취성파괴를 유발하게 된다. 따라서 이러한 CFRP로 보강된 콘크리트보 박리에 대한 모니터링은 매우 중요한 의미를 갖는다. 본 논문에서는 국부적인 손상 파악에 유리한 PZT센서를 이용한 임피던스 기반 손상검색 방법을 사용하여 CFRP로 보강된 콘크리트보에서 박리 모니터링에 대한 적용가능성을 검증해 보았다.

본 연구는 균열이 발생한 R/C보를 탄소섬유시트(Carbon fiber sheet)로 보수했을 경우 시트의 박락과 균열의 확대 및 성장 메커니즘을 조사한 것이다. 실험변수는 하중형식, 재하속도, 사전균열 유무 등이다. 실험에서, 보의 파괴는 전단력 급변에 의한 재하점 직하부의 단차박리의 발전과 전파로 시작됨이 확인되었지만, 파괴기구는 하중형식, 재하속도, 사전균열 유무 등에 영향을 받지 않았다. 특히, 사전균열을 갖는 보의 경우, 균열의 성장은 재하점 직하의 특정한 균열에 집중되고, 이 균열의 확장에 의한 탈착이 보의 파괴를 이끌었다.