SB4 등급 방현기능 콘크리트 방호울타리의 방호성능 평가

주봉철 ( Bongchul Joo ) , 홍기남 ( Kinam Hong ) , 윤정현 ( Junghyun Yun ) , 이재하 ( Jaeha Lee ) , 김정호 ( Jungho Kim )  한국구조물진단유지관리공학회, 한국구조물진단유지관리공학회 논문집(KSMI) [2021] 제25권 제1호, 93~102페이지(총10페이지)

본 논문은 방현기능을 갖는 SB4등급 중앙분리대용 콘크리트 방호울타리를 개발하는 과정을 설명한다. 개발 단면은 높이와 하면의폭이 각각 1,270mm와 560mm이다. 단면 중앙에는 방호성능을 향상하기 위해 와이어 매쉬가 배치된다. 충돌해석은 이 단면이 강도 및 탑승자보호 성능을 만족하며 울타리에 손상이 발생하지 않는 것으로 예측하였다. 실물 충돌시험에서도 이 단면은 강도 및 탑승자 보호 성능을 만족하는 것을 확인하였다. 그러나 트럭 충돌 시 콘크리트 방호울타리 2곳에 손상이 관찰되었다. 향후 콘크리트 중앙분리대용 방호 울타리 충돌해석의 정확성을 높이기 위해서는 국내 시판 차량에 대한 모델 개발과 지속적인 충돌해석 기법에 관한 연구가 수행되어야 할 것으로 판단된다.

TAG Concrete Barrier, Median, Anti-Glare, Collision Test, LS-Dyna, 콘크리트 방호울타리, 중앙분리대, 현광방지, 충돌시험

진동 측정에 의한 석조문화재 복원 공사 전·후의 동특성 추정

최재성 ( Jae-sung Choi ) , 조철희 ( Cheol-hee Cho )  한국구조물진단유지관리공학회, 한국구조물진단유지관리공학회 논문집(KSMI) [2021] 제25권 제1호, 103~111페이지(총9페이지)

보물 제49호 나주 석당간은 성능 저하로 인해 해체 및 복원 공사가 이루어 졌다. 공사시 균열 부위가 보강되고 기울어짐이 개선되었다. 이러한 문화재들의 복원 공사 전 · 후의 강성 변화를 정량적으로 분석하고 데이터베이스로 구축하여 보강 효과에 대한 예측 또는 평가를 할 수 있는 과학적인 비파괴 검사 방법에 대한 연구가 필요하다. 복원 공사 전·후에 진동실험에 의해 측정된 고유진동수와 탄성계수 정보로부터 구조 시스템의 전체적인 강성을 추정할 수 있는 단순 식을 유도하였고, 활용성을 검토하였다. 제시된 방법으로 중요 문화재의 강성을 정기적으로 조사한다면 구조안전진단 필요 시점 또는 보수, 보강의 필요 시점을 추정하는 자료로 활용될 수 있을 것을 판단된다.

TAG Stone Cultural Heritage, Restoration, Vibration Measurement, Natural Frequency, Global Stiffness, Modulus of Elasticity, 석조문화재, 복원공사, 진동측정, 고유진동수, 동적 강성, 탄성계수

주기적 하중을 받는 SCH 40 3-Inch 탄소강관엘보의 소산에너지 기반의 손상지수 평가

김성완 ( Sung-wan Kim ) , 윤다운 ( Da-woon Yun ) , 전법규 ( Bub-gyu Jeon ) , 김성도 ( Seong-do Kim )  한국구조물진단유지관리공학회, 한국구조물진단유지관리공학회 논문집(KSMI) [2021] 제25권 제1호, 112~119페이지(총8페이지)

지진하중으로 인한 배관계통의 파괴모드는 라체트를 동반하는 저주기 피로파괴이며 비선형 거동이 집중되고 파손이 발생하는 요소는 엘보인 것으로 나타났다. 본 연구에서는 저주기 피로에 의한 SCH 40 3인치 탄소강관엘보의 파괴기준을 정량적으로 표현하기 위하여 한계상태를 누수로 정의하고 면내반복가력실험을 수행하였다. 배관계통에서 지진하중에 취약한 요소인 탄소강관엘보에 대하여 모멘트-변형각의 관계를 이용한 손상지수를 나타내었으며 힘-변위의 관계를 이용하여 산정된 손상지수와 비교·분석하였다. 탄소강관엘보에 대하여 반복되는 외력에 의한 소산에너지에 기반을 둔 손상지수로서 누수가 발생한 한계상태를 정량적으로 표현하였다.

TAG Carbon steel pipe elbow, Damage index, Dissipated energy, Failure criteria, 탄소강관엘보, 손상지수, 소산에너지, 파괴기준

강봉 댐퍼와 록킹 거동

이현호 ( Hyun-ho Lee )  한국구조물진단유지관리공학회, 한국구조물진단유지관리공학회 논문집(KSMI) [2020] 제24권 제6호, 1~9페이지(총9페이지)

본 연구에서는 벽체의 록킹 거동을 고려한 내진보강 기법을 개발하였다. 록킹 거동은 벽체 수직 축을 중심으로 좌우로 회전하는 것으로, 개발 시스템은 변위 큰 부분에 댐퍼 등을 설치하여 에너지를 소산 시키는 방법이다. 댐퍼는 강봉 댐퍼를 사용하였으며, 강봉 지름및 길이 (형상비)를 변수로 선정하였다. 실험결과 댐퍼길이 260mm 경우 우수한 내진 성능을 보유한 것으로 평가되었다.

TAG Steel rod damper, Rocking behavior, Aspect ratio, Damper length, 강봉 댐퍼, 록킹 거동, 형상비, 댐퍼 길이

균열 폭에 따른 콘크리트 구조물에서의 염화물 흡수 평가

김건수 ( Kun-soo Kim ) , 박기태 ( Ki-tae Park ) , 김재환 ( Jaehwan Kim )  한국구조물진단유지관리공학회, 한국구조물진단유지관리공학회 논문집(KSMI) [2020] 제24권 제6호, 10~16페이지(총7페이지)

철근 콘크리트 구조물에서의 염화물 침투에 따른 구조물의 열화는 주요한 문제로 이와 관련하여 현재까지 많은 연구들이 수행되고 있다. 콘크리트 구조물의 염화물 침투에 있어서 염화물 확산 이외에도 염화물 흡수에 의한 침투도 고려되어야 하며, 구조물의 사용기간 중에 발생되는 균열은 염화물 침투의 주 경로가 될 수 있기 때문에 이러한 변수들이 구조물의 내구성능 평가에 고려되어야 한다. 본 연구에서는 철근 콘크리트에 두 가지 균열 폭 (0.1 mm, 0.3 mm)을 발생 시킨 후, 염화물 흡수 실험을 실시하였다. 염화물 흡수 실험으로부터 흡수에 따른 무게 변화와 AgNO3 용액을 이용한 변색법으로 균열면에서의 염화물 침투 정도를 확인하였다. 변색 범위를 이용한 이미지 분석 또한 실시하였다. 흡수 시간 및 균열 폭이 증가하면 염화물 흡수량이 증가하는 것을 확인 하였다....

TAG Chloride, Absorption, Reinforced concrete, Image processing, 염화물, 흡수, 철근 콘크리트, 이미지 분석

비선형거동과 구조물유체상호작용을 고려한 취수탑 내진모델의 보수성평가

이계희 ( Gye-hee Lee ) , 이명규 ( Myoung-kyu Lee ) , 홍관영 ( Kwan-young Hong )  한국구조물진단유지관리공학회, 한국구조물진단유지관리공학회 논문집(KSMI) [2020] 제24권 제6호, 17~24페이지(총8페이지)

본 연구에서는 물로 둘러싸인 철근콘크리트 취수탑에 대한 비선형내진해석을 수행하였다. 구조물 주변의 유체를 고려하기 위하여부가질량 및 CEL을 이용한 유체구조물 상호작용 모델을 구성하였다. 이 때 부가질량모델은 음해법을 사용하였고 유체구조물 상호작용 모델은 양해법을 사용하였다. 입력운동은 동일한 인공지진을 재현주기에 따라 500년, 1000년, 2400년에 해당하도록 크기를 조절하였다. 유체를 고려한 모델의 보수성을 평가하기 위하여 유체를 고려하지 않은 모델을 구성하여 참조해로 삼았다. 콘크리트와 철근의 재료모델은 항복후의 비선형 거동을 고려할 수 있도록 선정하였고 ABAQUS를 이용하여 해석을 수행하였다. 해석결과 얻어진 구조물의 가속도응답스펙트럼을 비교한 결과 주변 유체의 영향은 구조물의 기본 진동수에 해당하는 첨두의 진동수와 첨두값의 크기를 감소시키는 것...

TAG Intake Tower, Concrete Nonlinear Analysis, Seismic Analysis, Added Mass Model, CEL, Coupled Eulerian Lagrangian, Fluid-Structure, Interaction, 취수탑, 콘크리트 비선형해석, 내진해석, 부가질량모델, CEL 유체구조물 상호작용

변형률 분포를 가진 탄소섬유복합체의 인장특성에 대한 연구

김윤곤 ( Yun-gon Kim )  한국구조물진단유지관리공학회, 한국구조물진단유지관리공학회 논문집(KSMI) [2020] 제24권 제6호, 25~33페이지(총9페이지)

취성재료의 변형률 분포와 인장물성과의 상관관계를 분석하기 위해 변형률 분포를 가지도록 탭부분을 변형한 5개 타입-S0, SD1, SD2, SV1, SV2 - 의 탄소섬유보강폴리머(CFRP) 인장시편군을 시험하였다. 변형률 분포가 큰 SD2, SV2 의 극한응력 및 변형률이 SD1, SV1 보다 작게 나타났는데, 이는 비대칭 형상의 SD타입보다 대칭 형상의 SV의 시험결과에서 더 분명하게 나타냈다. 더불어 본 연구에서 사용한 변형률 분포를 가진 대부분의 시편의 극한 응력 및 변형률은 변형률 분포가 없는 대조군과 비교하였을 때 감소하였다. 이러한 결과는 1) 변형률계를 통해 직접 계측한 변형률의 평균값, 2) 전체변형량을 유효길이로 나눠 산정하는 환산변형률, 3) 탄성계수와 극한하중으로부터 유도하는 (극한)유효변형률을 통해...

TAG carbon fiber reinforced polymers, coupon test, strain distribution, converted strain, effective strain

PSC 교량의 노후도 및 FRP 보강 효과를 고려한 지진취약도 분석

안효준 ( Hyojoon An ) , 이종한 ( Jong-han Lee )  한국구조물진단유지관리공학회, 한국구조물진단유지관리공학회 논문집(KSMI) [2020] 제24권 제6호, 34~41페이지(총8페이지)

최근 국내에서는 지진의 발생 빈도와 규모가 증가하고 있다. 이러한 상황속에서 대표적인 도로 구조물인 교량의 지진피해는 많은 인명피해로 직결될 수 있다. 따라서, 사전에 구조물의 지진취약도를 분석하여 피해를 대비하는 것이 필요하다. 특히 국내의 교량은 공용년수 30년 이상의 노후 교량이 증가하고 있어, 교량의 노후화와 보수보강을 고려한 지진해석과 취약도 분석 연구가 필요하다. 본 연구에서는 PSC 교량에 대해 노후화와 FRP 보강효과를 고려하여 비선형 정적 및 동적해석을 수행하였다. 노후화 및 FRP 보강은 지진응답에 지배적인 영향을 주는 교각에 적용하였다. 최대 변위는 노후도에 의해 증가되었지만, FRP 보강에 의한 교량의 변위를 감소시킬 수 있었다. 지진해석과 함께 교각의 성능점과 동적거동을 복합적으로 평가할 수 있는 지진취약도 해석을 수행하여 노후...

TAG PSC bridge, aging effect, FRP retrofit, nonlinear analysis, seismic fragility, PSC교량, 노후화, FRP보강, 비선형 해석, 지진취약도

표면 성상에 따른 수용성 발수제 혼입 시멘트 모르타르의 발수특성

강석표 ( Suk-pyo Kang ) , 강혜주 ( Hye-ju Kang ) , 홍성욱 ( Seong-uk Hong ) , 양승현 ( Seung-hyeon Yang )  한국구조물진단유지관리공학회, 한국구조물진단유지관리공학회 논문집(KSMI) [2020] 제24권 제6호, 42~49페이지(총8페이지)

본 논문은 시멘트계 재료의 표면 및 구체에 소수성을 부여하여 내구성을 향상시키기 위한 기초연구이다. 실란/실록산계 혼합형 발수제를 첨가한 시멘트 모르타르를 제조하고 초기 수화성능 및 유동성능, 재령별 압축강도를 측정하였다. 또한 표면연마 전후의 물접촉각 및 흡수율을 측정하였다. 실란/실록산계 혼합형 발수제를 첨가한 시멘트 모르타르의 플로우는 발수제 첨가량 1.5%까지는 감소하는 것으로 나타났으며 첨가량 3.0%에서는 증가하였다. 실란/실록산계 혼합형 발수제를 첨가할 경우 시멘트 페이스트의 응결시간은 초결 및 종결 모두 지연되는 것으로 나타났다. 압축강도는 발수제의 최대 첨가량 3.0%에서 최대 30%까지 감소하는 것으로 나타났다. 실란/실록산계 발수제를 시멘트 모르타르에 첨가할 경우 접촉각은 커지는 것으로 나타났으며, 표면연마 후 접촉각은 표면연마 전보다 커...

TAG Silane, Siloxane, Water repellents, Hydrophilic, Hydrophobic, Contact angle, 실란, 실록산, 발수제, 소수성, 초소수성, 접촉각

유/무기 복합 발수제를 혼입한 모르타르의 재료특성 평가

김완수 ( Wan-su Kim ) , 윤창복 ( Chang-bok Yoon ) , 조인성 ( In-sung Cho ) , 이한승 ( Han-seung Lee )  한국구조물진단유지관리공학회, 한국구조물진단유지관리공학회 논문집(KSMI) [2020] 제24권 제6호, 50~58페이지(총9페이지)

발수제를 콘크리트 표면에 함침시키는 방법은 콘크리트의 균열이 발생할 경우, 기대하는 내구성을 확보할 수가 없다. 최근, 다양한 방수 및 발수 재료들을 콘크리트나 모르타르 내부에 혼입하여 균열 내부에서도 발수성을 확보하였으나 압축강도가 크게 저하되었다. 압축강도 저하를 극복하기 위해 아직까지 유기물과 무기물의 장점들을 동시에 이용한 연구가 없기 때문에, 본 연구에서는 유기물과 무기물을 적절히 혼합한 유무기 복합 발수제를 모르타르에 혼입하여 물리적 특성 및 발수성능을 평가하였다. 유무기 복합 발수제 혼입 시 Liquid 시험체에 비해 플로우 약 10%, 공기량이 약 50% 감소하였으며, P6L1 시험체의 경우, 기존 발수제인 Powder와 같은 39.5MPa로 무혼입 모르타르 대비 약 3.5%의 압축강도 저하를 확인하였다. 발수성능도 유무기 복합 발수제 혼입 ...

TAG Absorption, Air content, Compressive strength, Organic, Inorganic combined water-repellent, Resistance of Cl- penetration, 흡수성, 공기량, 압축강도, 유, 무기 복합 발수제, 염화물 침투 저항성

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