이 논문에서는 교량받침 교체용 통공앵커의 충전조건과 하중조건에 따른 구조적 안전성을 유한요소해석을 통해 확인하였다. 에폭시의 충전여부와 하중조건을 변수로 두어 통공앵커의 구조적 거동을 확인한 결과 에폭시 완충 시 앵커에 정적수평하중이 균등하게 작용하여 통공앵커가 작용하중에 저항하여 구조물의 국부적인 파괴를 방지 가능하였다.

2016년 경주지진(규모 5.8) 및 2017년 포항지진(규모 5.4)은 1978년 대한민국 지진 관측 이래 국내 에서 발생한 지진 중 가장 큰 피해가 발생한 지진으로 기록되었다. 지진의 피해사례는 다양한 분야에 서 발생되었으며, 그중 교량 구조물에도 부분적인 피해가 다수 발생하였다. 국내에서는 교량구조물에 대한 내진보강 사업을 지속적으로 진행하고 있으며, 내진 보강의 공법 중 면진받침을 적용하여 구조물 의 내진성능을 확보하는 사례는 지속적으로 증가하고 있는 추세이다. 펜들럼 교량받침은 중간판의 기 하학적인 곡률과 고강도 마찰재를 이용하여 감쇠 기능뿐 아니라 복원 기능을 구비하고 있는 면진받침 으로써 제품 크기가 작아 시공성, 경제성이 우수하여 국내에서 가장 많이 사용되고 있는 대표적인 면 진장치이다. 펜들럼 받침의 경우 지진력 감쇠 및 회전, 이동량 수용을 위하여 2면의 곡면 구조로 진자 운동을 하므로 수평 변위 발생 시 필수적으로 수직 단차가 발생하는 구조이다. 또한 면압에 따라 마찰 계수가 달라지는 마찰재의 특성을 고려한 특성치 산출이 필요한 제품이다. 이 연구에서는 펜들럼 받침 의 다양한 면압에 따른 동적 시험을 실시하여 실제 거동과 일치하는 설계 특성치 산출법을 정립하였 다. 또한 펜들럼 면진받침의 진자 운동을 반영한 모양의 가이드와 프리세팅 전, 후에도 받침 상판의 수평을 유지할 수 있는 장치를 실물 크기로 제작하여 공인기관에 의뢰하여 프리세팅 시험 및 완제품 성능 시험을 실시하여 그 성능을 검증하였다. 성능 시험 결과 곡률에 따른 프리세팅이 가능함을 확인 하였다. 또한, 곡률형 프리세팅을 적용한 펜들럼 면진받침이 구조적으로 안전함을 확인하였다.

An elastic bearing must be strong against vertical loads and flexible against horizontal loads. However, due to the material characteristics of rubber, it may show variability due to the manufacturing process and environmental factors. If the value applied in the bridge design stage and the actual measured value have different values or if the performance during operation changes, the performance required in the design stage may not be achieved. In this paper, the seismic response of bridges was compared and analyzed by assuming a case where quality deviation occurs during construction compared to the design value for elastic bearings, which have not only always served as traditional bearings but also have had many applications in recent seismic reinforcement. The bearing's vertical stiffness and shear stiffness deviation were considered separately for the quality deviation. In order to investigate the seismic response, a time history analysis was performed using artificial seismic waves. The results confirmed that the change in the bearing's shear stiffness affects the natural period and response of the structure.

이 논문에서는 교량받침 교체를 위한 에폭시 주입 공법을 제시하였다. 에폭시 주입 공법의 성능 평가를 위하여, 에 폭시 주입성 실험 및 통공앵커의 인발실험을 수행하였다. 에폭시 주입성 실험은 빈 공간을 갖고 있는 콘크리트 블록 내에 통공 앵커를 이용하여 에폭시를 주입하고, 콘크리트 블록을 절단한 후, 주입성능을 육안으로 관찰하였다. 또한, 인발실험은 2가지 형태의 통공앵커를 콘크리트 블록 내에 삽입하여 수행하였으며, 2가지 형태의 통공앵커에 대한 인발실험 결과를 비교하고, 케 미컬 앵커의 인발강도와도 비교하였다. 실험 결과 통공앵커는 교량받침 교체공사를 위한 에폭시 주입성과 인발성능이 우수한 것으로 나타났다.

The number of aged bridges is increasing so that bridges over 30 years old account for about 11% of all bridges. Consequently, the development of a seismic performance evaluation method that considers the effects of ageing is essential for a seismic retrofitting process for improvement of the seismic safety of existing old bridges. Assessment of the damage situation of bridges after the recent earthquakes in Korea has been limited to the bearings, anchor, and concrete mortar on piers. The purpose of this study is to evaluate the seismic responses of PSC box girder bridges by considering the ageing effect of rubber bearings (RBs) and lead-rubber bearings (LRBs). The modification factor proposed by AASHTO is used to take into account the ageing effect in the bearings. PSC box girder bridges with RBs and LRBs were 3D modeled and analyzed with the OpenSEES program. In order to evaluate the ageing effect of RBs and LRBs, 40 near fault and 40 far field records were used as the input earthquakes. When considering the effect of ageing, the displacement responses and shear forces of bridge bearings (RBs and LRBs) were found to increase mostly under the analytical conditions. It was shown that the effect of ageing is greater in the case of RBs than in the case of LRBs.

갭색법(gap & sag method)은 선박 건조과정에서 축을 조립하기 전 최종적으로 축이 축계정렬 설계치와 동일한 위치에 거치되었는지의 여부를 확인하기 위해 사용되고 있는 방법이며, 조립 전 프로펠러축을 기준축으로 하여 양 축의 플랜지에서 축 자중에 의해 발생하는 갭색값을 통해 나머지 축계의 위치를 순차적으로 확정해 나간다. 만일 설계치와 다르게 기준축이 거치되는 경우 연쇄적으로 나머지 축의 거치에 영향을 주게 된다. 또한, 축 조립 후 검증과정에서 측정된 베어링 반력이 설령 설계치를 만족하더라도 선미관 후부측에서의 프로펠러축과 베어링간 상대적경사각을 추정할 수 없게 됨으로써 결과적으로 축계의 안정성에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 연구에서는 실제 선미관 베어링 발열 및 개방검사 사례를 통해 선미관 베어링 유효지지점에 관한 이론계산 및 실측치분석 연구를 수행하고 이를 바탕으로 축계 정렬오차를 최소화하기 위한 축계 시공방법을 제안하였다.

It is very important to assure the seismic performance of equipment as well as building structures in seismic design of nuclear power plant(NPP). Seismically isolated structures may be reviewed mainly on the horizontal seismic responses. Considering the equipment installed in the NPP, the vertical earthquake responses of the structure also should be reviewed. This study has investigated the vertical seismic demand of seismically isolated structure by lead rubber bearings(LRBs). For the numerical evaluation of seismic demand of the base isolated NPP, the Korean standard nuclear power plant (APR1400) is modeled as 4 different models, which are supported by LRBs to have 4 different horizontal target periods. Two real earthquake records and artificially generated input motions have been used as inputs for earthquake analyses. For the study, the vertical floor response spectra(FRS) were generated at the major points of the structure. As a results, the vertical seismic responses of horizontally isolated structure have largely increased due to flexibility of elastomeric isolator. The vertical stiffness of the bearings are more carefully considered in the seismic design of the base-isolated NPPs which have the various equipment inside.

평면내 곡선교량은 편심하중뿐만 아니라 자중만으로도 비틀림하중을 받게 되고, 이는 지점부 부반력 발생의 원인이 된다. 본 논문에서는 경간장 48.8m를 가지는 단경간 곡선강박스 거더교량에 대해 내부곡률각도를 0.49∼1.35rad으로 조정하면서 곡률효과에 따라 지점에서 발생하는 수직반력을 분석하였다. 부반력 발생가능성을 고려하여 반력 크기 및 방향을 예측하기 위해 곡선교량 상부구조를 각 독립된 요소로 분리하여 반력산정식을 해석적으로 개발하였다. 콘크리트 바닥판 및 강재 하부플랜지는 각각 면의 차원을 가지는 기학학적 환형섹터로, 수평면내에서 폭이 좁게 투영되어 나타나는 상부플랜지 및 복부판은 선의 차원을 가지는 기하학적 호로 가정되었다. 제안된 반력산정식의 형식은 비교적 단순하고 그 예측값은 유한요소해석으로 얻은 값과 비교하였을 때 오차가 1% 수준으로 잘 일치하였다.

In order to increase the seismic safety of nuclear power plant (NPP) structures in high seismicity regions, seismic isolation techniques can be adapted to NPP structures. In this paper, the applicability of multi-step analysis of seismically isolated NPP containment structures with lead-rubber bearings (LRB) is evaluated. The floor response spectrum of NPP containment structures with equivalent linear LRB and nonlinear LRB are compared. In addition, the force-displacement relationships for equivalent linear LRB and nonlinear LRB are compared.

Seismic isolation has been considered and utilized in various industries as a way to prevent huge damage on to structures by large earthquakes in various industries. The laminated Laminated rubber bearings is are most frequently used in seismic isolation systems. The structural Structural safety could not be assured unless the performance of the rubber bearing is not guaranteed for the life time of the structure under the consideration that the bearing is a critical structural member to sustain vertical loads in the seismically isolated structure. However, there are few studies on the deterioration problems of rubber bearings during their service life. The long term performance of the rubber bearings was not considered in past designs of seismically isolated structures. This study evaluates the long term performance and creep characteristics of laminated natural rubber bearings that are used in seismically isolated buildings. For the this study, a set of accelerated thermal aging tests and creep tests are were performed on real specimens. The experimental results show that the natural rubber bearings would have a stable change rate of change for durability under severe environmental conditions for a long time.

An application of the EQS (Eradi Quake System) bearings to a short period building structure and the structure earthquake responses according to the design parameters of the EQS are studied by the ICT Center case study. The features of the EQS application to seismic isolated building structures are investigated, and the design procedure to determine the yield load and the secondary stiffness of the EQS is also studied. A computational analysis is performed to confirm the applicability of the EQS to the building structure and the earthquake responses according to the design parameters. The ICT Center in Indonesia is adopted as an application case of the EQS. The application of the EQS is found to extend the fundamental period of the ICT Center. Three types of EQS with different yield loads and secondary stiffness are designed and applied in the earthquake response analyses. The analysis results show the response of the structure with respect to the design parameters and which type of EQS is suitable for the ICT Center.

지진하중으로 인해 교량상부구조 간에 발생하는 충돌은 교량상부구조의 낙교, 교각의 파괴와 같은 국부적인 손상뿐만 아니라 교량전체시스템의 붕괴를 유발할 수 있다. 이와 같은 충돌의 영향은 신축이음부의 재질, 형태 및 교대부의 여유간격과 관계가 있는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 교량상부구조 간에 발생하는 충돌에 대한 특성을 분석하기 위해 충돌해석 이론 중 가장 널리 활용되고 있는 접합요소 접근법(Linear Spring Model, Kelvin-Voigt Model, Hertz Model)에 대해서 고찰 하고 이를 실험적으로 검증하기 위해 탄성받침이 설치된 교량상부구조를 모형화한 콘크리트 교량모델에 대한 진동대 실험을 실시하였다. 기존의 충돌모델을 적용한 이론 해는 실험결과와 잘 부합되지 못하였으며, 이에 본 논문에서는 충돌강성에 적절한 적용계수 ?? 를 이용하여 충돌 후 거동을 잘 모사할 수 있는 충돌강성 수준을 산출하였다. 충돌발생시 적절한 강성 및 재료의 동적특성, 충돌면의 형상 등에 따라 발생하는 충돌력의 크기가 달라지므로 이에 대한 추가적인 연구가 필요한 것으로 판단된다.

지진격리 구조물은 하부구조에서 상부구조로 전달되는 지진력의 현저한 감소가 요구되는 경우 고감쇠 고무받침(HDRB)과 같은 지진격리받침을 사용하는 구조물로서 내진설계의 도입 이후부터 많이 설계, 시공되고 있다. 적층고무받침은 지진격리장치에서 가장 중요한 구조부재이다. 적층형 고무받침의 기본 특성은 압축시험, 압축전단시험, 크리프시험 등을 통하여 얻는 것이 일반적이다. 본 연구에서는 축 응력 7.5MPa, 8.37MPa인 지진격리받침(고감쇠 고무받침)을 실물크기로 제작하여 실험실에서 1000시간동안 크리프 시험을 실시하였다. 고감쇠 고무받침과 같은 지진격리받침을 실제 교량환경 상태에서 장기간 압축 크리프 시험한 결과 1000시간 후 최대크리프 변형은 전체 고무두께의 0.3{\sim}1.92%로 변형하였다.

본 연구에서는 저경도 고감쇠 고무받침 시험체의 다양한 특성실험을 통하여 저경도 고감쇠 고무받침의 특성을 파악하였다. 고무받침의 파악하고자 하는 특성은 압축강성, 전단강성, 등가감쇠비, 전단특성의 변형율 의존성, 전단특성의 면압 의존성, 전단특성의 주파수 의존성, 전단특성의 온도 의존성, 극한전단특성 등이다. 특성실험은 ISO 22762-1에 따라 수행하였으며, ISO 2276-3에 따라 평가하였다. 특성실험결과 전단강성은 전단변형율과 온도 의존성이 큰 것으로 나타났고, 등가감쇠비는 면압 의존성이 큰 것으로 나타났다. 전단특성의 주파수 의존성 실험결과 0.1Hz를 기준으로 경향이 나뉘는 것으로 나타났다. 0.1Hz 이상에서는 전단특성의 변화가 적었지만, 0.1Hz 이하에서는 전단강성과 등가감쇠비 모두 급격히 감소하는 것으로 나타났다. 추가적으로 크리프실험과 극한전단특성실험을 수행하였고, 실험결과는 ISO 22762-3의 요구사항을 만족하는 것으로 나타났다.

내진기술의 한 방안으로서 지진격리받침을 설치하여 지진력을 감소시키고, 지진피해를 최소화하고자 하는 연구가 계속되고 있다. 이와 같은 지진격리시스템의 설계 및 시공을 위해서는 먼저 지진격리받침의 제작시 지진격리받침의 균일한 품질유지 및 내진에 대한 성능검증이 뒤따라야 한다. 이를 위해 본 연구에서는 지진격리받침인 납-적층고무받침(LRB)와 적층고무받침(RB)의 전단특성 평가시험을 실시하였으며. 온도변화에 따른 전단특성 변화를 파악하기 위해 온도의존성 시험도 실시하였다. 시험후 측정값을 설계 기준값과 비교하여 전단성능에서의 오차를 조사하고, 이를 도로교 설계기준의 허용한계와 비교 분석하였다. 시험결과 지진격리받침의 상당수가 도로교 설계기준의 허용한계를 넘거나 근접해 있는 것으로 나타났다. 그리고 공용중에 전단특성을 변화시키는 온도변화에 의한 영향도 매우 큰 것으로 파악되었는데, 제작 초기의 품질오차가 이런 영향과 중첩된다면 처음 설계값보다 50% 이상 큰 전단강성 변화를 보일 가능성도 있는 것으로 나타났다.

본 연구에서는 교량의 내진보강을 위하여 기존 교량에 지진격리장치를 추가하는 접근법을 제안하였다. 기존 받침을 지진 격리받침으로 완전히 대체하는 접근법도 이미 제안되어 있지만 본 연구에서는 경제성과 안전성을 고려하여 기존 받침을 제거하지 않고 활용하도록 하였다. 이는 지진격리받침이 상부 수직하중을 분담하지 않고, 수평방향의 지진운동에 대한 주기 이동과 감쇠 역할만 한다. 이 접근법의 실험적 검증을 위해 실제 교량을 대상으로 납-적층고무받침(LRB)을 설계하고 실물크기로 기존 받침과 LRB를 제작하였다. 이 지진격리시스템의 가상 지진입력에 대한 응답은 유사동적실험으로 구하였다. 아울러 범용해석프로그램을 통한 지진응답해석과 비교하여 실험결과의 신뢰성을 확인하였다. 실험결과 제안된 지진격리시스템은 지진시 안정적인 거동을 보였다.

Recently, in spindle motors for hard disk drive (HDD) devices, fluid dynamic bearings (FDB) with herringbone grooves have come to be used instead of ball bearings due to the demand for high density recording of the devices etc. In this study, a 5-lobe bearing with high bearing stiffness using a sintered material was developed, and the bearing performance was examined by simulated calculations and experiments. As a result, it was clarified that the 5-lobe bearing had the required performance for practical use in the spindle motor for HDD

도로교의 내진설계기준이 국내에 도입되어 적용된 것은 10여년에 불과하므로 아직 많은 교량에 내진성능 보강이 필요하다. 본 논문에서는 받침이 노후된 교량의 내진성능 보강방법으로서 적층고무받침으로 교체하는 방법의 타당성에 관하여 논하였다. 이를 위하여 내진상세가 없는 실물크기 RC교각 시험체를 제작하고 POT받침, 적층고무받침(RB), 납-적층고무받침(LRB)를 각각 설치하였다. 유사동적 실험을 통하여 이들 시험체의 지진시 거동을 모사하고 성능을 비교하였다. 실험결과로부터 제안된 내진보강기법의 타당성을 확인하였다.