형상비 4.0인 비내진 철근콘크리트 기둥의 파괴거동

고성현 ( Seong-hyun Ko )  한국구조물진단유지관리공학회, 한국구조물진단유지관리공학회 논문집(KSMI) [2020] 제24권 제6호, 59~66페이지(총8페이지)

축소모형 팔각형 기둥 실험체 2개를 제작하여 일정한 축력 하에서 반복 횡하중을 가력하는 실험을 수행하였다. 실험체는 중실단면과 중공단면이고 모든 실험체의 횡방향 나선철근 체적비는 0.00206의 값을 갖는다. 실험체들은 휨-전단 파괴거동을 보였다. 본 논문에서는 실험결과에 따른 파괴거동과 내진성능을 분석하였다. 실험결과, 중공 실험체는 초기강성, 초기 균열양상, 에너지 소산능력 등의 구조성능이 중실실험체와 유사한 거동을 보였으나, 중공 실험체의 경우에는 3% 변위비 이후에 횡력, 극한변위, 에너지소산능력이 현저하게 감소되었다.

TAG bridge column, hollow cross section, spiral hoop, flexure-shear failure, failure behavior, 교각, 중공단면, 나선철근, 휨-전단 파괴, 파괴거동

철계-형상기억합금 바로 제작된 콘크리트 보의 휨 거동

홍기남 ( Ki-nam Hong ) , 연영모 ( Yeong-mo Yeon ) , 지상원 ( Sang-won Ji )  한국구조물진단유지관리공학회, 한국구조물진단유지관리공학회 논문집(KSMI) [2020] 제24권 제6호, 67~76페이지(총10페이지)

본 논문은 철계-형상기억합금(Fe-SMA) 바를 이용하여 제작된 콘크리트 보의 휨 거동 평가를 위한 실험적 연구이다. 실험을 위해 200mm×300mm × 2,200mm의 콘크리트 보를 제작하였으며 인장재로 4% 사전변형된 Fe-SMA 바를 사용하였다. 실험 변수로 인장재 종류(SD400, Fe-SMA), 철근 비(0.2, 0.39, 0.59, 0.78), Fe-SMA 활성화(활성화, 비활성화) 그리고 Fe-SMA bar 연결방법(미연결, 용접, 커플러)를 고려하였다. Fe-SMA 바를 활성화하기 위해 전기저항 가열 방법을 이용하여 5A/mm²의 전류를 실험체가 160℃에 도달할 때 까지 공급하였다. 캠버효과에 의한 실험체의 상향 변위가 안정되면 2,000kN 용량의...

TAG Fe based shape memory alloy, Recovery stress, Pre-stress, Initial crack, 철계-형상기억합금, 회복응력, 프리스트레스, 초기균열

사장교의 케이블 손상 검출을 위한 변동성이 고려된 손상평가 기술 개발

고병찬 ( Byeong-chan Ko ) , 허광희 ( Gwang-hee Heo ) , 박채린 ( Chae-rin Park ) , 서영득 ( Young-deuk Seo ) , 김충길 ( Chung-gil Kim )  한국구조물진단유지관리공학회, 한국구조물진단유지관리공학회 논문집(KSMI) [2020] 제24권 제6호, 77~84페이지(총8페이지)

본 논문에서는 사장교와 같은 장대형 구조물의 손상위치를 판단할 수 있는 손상평가 기법을 개발하고, 개발한 기법의 성능을 실험을 통하여 검증하고자 하였다. 손상평가 기법은 무손상 데이터가 확보되지 않은 상태에서 구조물의 손상평가가 가능하고, 구조물의 응답 데이터의 분석만으로 손상위치를 판단할 수 있는 데이터를 추출하는 것을 목표로 하였다. 이러한 목표를 완성하기 위하여, 손상 위치 판별을 위하여 통계적 패턴인식 기술인 개선된 마할라노비스 거리(IMD : Improved Mahalanobis Distance) 이론에 기반하여 변동성이 고려된 손상평가 기법을 개발하였다. 개발한 손상평가 기법에는 구조물의 고유한 정보에 기반한 Simulation 프로그램을 반영하여 다양한 외력에 따른 구조물의 무손상 응답을 출력하도록 하였다. 개발한 기법의 성능을 실험적으로 평가...

TAG Damage Assessment Technology, Statistical Pattern Recognition Technology, Variability, SHM, Cable-Stayed Bridge, 손상평가 기술, 통계적 패턴인식 기술, 변동성, 사장교

산업부산물을 치환한 고강도 콘크리트 말뚝의 강도 특성

신경수 ( Kyoung-su Shin ) , 임병훈 ( Byung-hoon Lim ) , 황선경 ( Sun-kyung Hwang )  한국구조물진단유지관리공학회, 한국구조물진단유지관리공학회 논문집(KSMI) [2020] 제24권 제6호, 85~91페이지(총7페이지)

국내 건축물은 지진이나 기초 부동침하 등으로 인해 건물의 기울어짐, 붕괴 등의 문제가 발생하기 때문에 건축물의 지반강화에 대한 필요성이 증가하고 있다. 이에 대한 보강방법으로 깊은 관입량과 지지력 보강에 유리한 고강도 콘크리트 말뚝의 사용량이 증가하고 있으며 나 강도가 부족할 경우 현장타설 시 두부 파손 등의 문제가 발생할 수 있어 강도에 대한 철저한 유지관리가 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 산업부산물인 고로슬래그 미분말을 치환한 고강도 콘크리트 말뚝의 강도 특성에 대해 검토하였다. 그 결과, 고로슬래그 미분말을 10~20% 치환할 경우 압축강도가 증가하였으며, 20% 치환시 압축강도는 80.6MPa로 OPC 시험체에 비해 5% 증가하는 것을 확인하였다.

TAG Industrial by-product, High-strength concrete, Compressive strength, Ground granulated blast-furnace slag, 산업부산물, 고강도 콘크리트, 압축강도, 고로슬래그 미분말

제한 중량을 초과하는 기중기 차량 통행에 대한 콘크리트 교량의 안전성 평가

이성재 ( Sung-jae Lee ) , 유상선 ( Sang Seon Yu ) , 박영환 ( Younghwan Park ) , 백인열 ( Inyeol Paik )  한국구조물진단유지관리공학회, 한국구조물진단유지관리공학회 논문집(KSMI) [2020] 제24권 제6호, 92~101페이지(총10페이지)

제한 중량을 초과하는 분리 불가능한 기중기 차량의 통행에 대한 교량 안전성 평가를 위한 합리적인 방법의 개발이 필요하다. 이 연구에서는 최근 도입된 신뢰도기반 도로교설계기준 한계상태설계법 개발에 적용된 동일한 방법을 기중기 차량 활하중계수 보정에 적용한다. 콘크리트 교량을 대상으로 구조해석을 수행하여 기존 설계기준에 의한 소요강도와 현행 설계기준 및 AASHTO LRFD에 의한 소요강도를 비교하고 실교량 단면의 설계강도를 비교하였다. 비계수 활하중 효과를 비교하면, 기중기 활하중이 현행 설계기준의 활하중과 기존 설계기준의 활하중보다 더 컸다. 보정된 활하중계수를 적용한 소요강도를 비교하면, 기존 설계기준의 소요강도가 가장 크고 기중기 활하중 효과는 현행설계기준의 소요강도와 비슷하다. 기중기 통행 후보 노선 상의 실교량에 대한 안전성 평가 결과는 모든 교량에 대...

TAG assessment of concrete bridge, crane vehicle, design live load, overweight indivisible vehicle, reliability analysis, safety evaluation of bridge, 콘크리트 교량 평가, 기중기 차량, 설계 활하중, 분리불가능한 중차량, 신뢰도 분석, 교량 안전성 평가

대형 CFRP Plate용 정착구의 설계요소분석 및 최적설계

김형준 ( Hyung-joon Kim ) , 정흥진 ( Heung-jin Chung )  한국구조물진단유지관리공학회, 한국구조물진단유지관리공학회 논문집(KSMI) [2020] 제24권 제6호, 102~112페이지(총11페이지)

본 연구에서는 교량구조물에 활용할 수 있는 폭 100mm 이상의 대형 탄소판을 고정할 수 있는 쐐기형 정착구를 설계하기 위해서, 주요설계변수인 쐐기의 각도, 정착블록-쐐기 사이의 마찰계수 등을 기준으로 거동특성을 수치해석방법으로 분석하였다. 설계변수 별로 탄소판의 응력상태를 계산하고, 복합재료 파괴기준에 의하여 정착구의 극한상태에서의 성능을 평가하였고, 이를 바탕으로 정착구의 최적설계 제원을 결정하였다. 실물실험을 통하여 최적설계된 정착구의 성능을 검증하였으며, 본 연구의 결과는 대형 구조물을 보강하기 위한 탄소판 정착구의 최적설계에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

TAG CFRP, Carbon fiber reinforced plastic, Design parameters, Optimal design, Wedge anchorage system, Wide CFRP plate, Failure criteria for composite materials, 탄소섬유보강플라스틱, 설계변수, 최적설계, 쐐기형 정착구, 대형탄소판, 복합재료 파괴기준

건설용 3D 프린팅 압출 및 적층공정에 따른 시멘트계 복합재료의 수축 특성 영향

이호재 ( Hojae Lee ) , 김원우 ( Won-woo Kim ) , 서은아 ( Eun-a Seo ) , 문재흠 ( Jae-heum Moon )  한국구조물진단유지관리공학회, 한국구조물진단유지관리공학회 논문집(KSMI) [2020] 제24권 제6호, 113~118페이지(총6페이지)

본 연구의 목적은 적층 시공을 위해 개발한 시멘트계 복합재료 배합의 수축특성을 평가하며, 출력공정 중 압출 전/후, 적층 후의 수축을 평가하는데 있다. OPC배합과 프린팅 배합의 재령별 압축강도를 평가한 결과 재령 7일까지 유사한 경향을 보였으나, OPC 배합의 경우 프린팅 배합과 비교하여 최대 252 ㎛/m 수축이 더 크게 나타났다. 출력공정 중 압출 후 재료의 압축강도는 압출 전 재료보다 재령 7일차까지 약6.5 MPa 낮았으나, 재령 28일에는 동등 수준의 강도가 발현되었다. 수축특성은 적층 이후 재료의 수축 측정 결과 압출 전 재료와 비교하여 220-260 ㎛/m 범위로 수축이 더 크게 나타났다.

TAG 3D printing, Additive manufacturing, Compressive strength, Shrinkage, Printing process, 3D 프린팅, 적층공법, 압축강도, 수축, 출력공정

비산먼지 측정 정확도 개선을 위한 시뮬레이션 초음파 다중 산란 알고리즘 검증

우욱용 ( Ukyong Woo ) , 최하진 ( Hajin Choi )  한국구조물진단유지관리공학회, 한국구조물진단유지관리공학회 논문집(KSMI) [2020] 제24권 제6호, 119~128페이지(총10페이지)

본 연구에서는 구조물 유지관리에서의 정확한 미세먼지 농도 계측을 위한 새로운 알고리즘을 제안하고 검증한다. 기존 광산란법 미세먼지 측정기의 측정 오차를 보완하기 위해 초음파 다중 산란 알고리즘을 제안하였으며, 산란자의 배치와 산란 반경을 구현하기 위해 표준입자 및 실제 미세먼지의 SEM 촬영을 진행하였다, 초음파 다중 산란 이론식을 통해 초음파 신호의 주파수별 감쇠율과 산란 반경으로 미세먼지의 개수밀도를 나타내는 알고리즘을 도출하였고, 이론식과 수치해석을 통해 총 12가지의 미세먼지 형상에 대한 산란 반경을 도출하였다. 유한차분법을 기반으로 다중 산란 이론을 적용한 2-D 시간 이력 해석을 통하여 알고리즘을 검증하였으며, 신호 해석을 위한 신호 처리 기법을 나타내었다. 결과, 산란 반경에 해당하는 알고리즘의 오차는 개수밀도 단위 최소 19(1%), 최대...

TAG fine dust, particulate matter, structural maintenance, ultrasonic, scattering, multiple scattering, sensing, numerical simulation, cross-section, 비산먼지, 미세먼지, 유지관리, 초음파, 다중 산란, 수치해석

교량기초 종류 및 지반-구조물 상호작용을 고려한 지진취약도 분석

김선재 ( Sun-jae Kim ) , 안효준 ( Hyo-joon An ) , 송기일 ( Ki-il Song )  한국구조물진단유지관리공학회, 한국구조물진단유지관리공학회 논문집(KSMI) [2020] 제24권 제6호, 129~137페이지(총9페이지)

구조해석을 시행함에 있어 기초는 소성힌지모델로서 고정단으로 간주되고는 한다. 본 연구에서는 기초가 고정단일 때, 2m깊이의 기반암에 시공된 직접기초일 때, 그리고 기반암 심도 10m~20m 구간에 시공된 말뚝기초일 때의 기초, 교각, 교좌장치의 변위를 비교하였으며 기초에 가해지는 전단력을 비교하고, 한계 상태에 대하여 손상 확률을 계산하고 비교하였다. 고정단으로 계산되었을때 기초부 변위가 0m에 수렴하였으나, 심도 2m의 기반암 위에 시공된 직접기초는 상대적으로 변위가 발생하였고, 심도 18m의 기반암에 선단부가 관입되도록 시공된 말뚝기초는 더 큰 변위를 보였다. 또한 하부구조물인 기초의 변위가 상부구조물의 변위에도 영향을 끼치는 것으로 분석되었으나, 기초부분에 가해지는 전단력에는 세 가지 경우에 대하여 차이가 미미하였다. 교각 상단의 변위에 끼치는...

TAG push-over test, seismic wave, shallow foundation, pile foundation, fragility curve, 비선형 정적 해석, 지진파, 직접기초, 말뚝기초, 지진취약도 곡선

강재 단순보 단부에 근접한 개구부의 구조성능에 관한 실험적 연구

한동호 ( Dong-ho Han ) , 윤성기 ( Sung-kee Yoon )  한국구조물진단유지관리공학회, 한국구조물진단유지관리공학회 논문집(KSMI) [2020] 제24권 제6호, 138~145페이지(총8페이지)

본 연구는 강재 단순보의 유공보 시스템에서 개구부를 지지점 에 근접한 위치에 설치하는 경우에 대하여 구조성능을 파악하고자 실험을 실시하였다. 또한 수직·수평 강판을 이용한 개구부 보강에 대하여도 실험을 통하여 구조성능을 파악하였다. 강재 단순보에서 개구부가 지지점에 근접한 위치인 강재보 높이의 절반(D/2)인 경우에 강재보 높이(D)인 경우보다 적절한 개구부 위치인 것을 알 수 있었다. 또한 보강방법으로는 수직강판 보강보다는 수평강판 보강이 보강효과가 크며, 개구부와 강판의 간격이 없는 것이 구조성능이 더 큰 결과를 얻을 수 있었다.

TAG steel-beam, simple-beam, web-opening, reinforcement of steel plates, 강재보, 단순보, 유공보, 강판보강

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