권호 표지

Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection (한국구조물진단유지관리공학회 논문집)

Korea Institute for Structural Maintenance Inspection (KSMI)

  • Bimonthly
  • /
  • 2234-6937(pISSN)
  • /
  • 2287-6979(eISSN)

Domain

  • Construction/Transportation ＞ Infra-structure Inspection/Evaluation

Aim & Scope

The Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection (J. Korea Inst. Struct. Maint. Insp., JKSMI) is the official publication of the Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection, which was originally launched in 1997. The JKSMI provides an international forum to disseminate and exchange most recent technical information of structural maintenance and inspection among engineers, researchers, and educators in Korea as well as around the world. The Journal accepts original research articles, short communications reviews, case reports, editorials, reference reviews, and other invited papers. The JKSMI is published bimonthly with six issues each year, and is indexed in the Korea Citation Index (KCI). The scope of the journal covers the following topics, but is not limited to: - Structural health monitoring, repair, rehabilitation and retrofit, - Nondestructive testing technologies, - Construction materials, - Asset management for infrastructure, - Other topics within the scope of structural maintenance and inspection for various civil and architectural structures. All submitted manuscripts are peer-reviewed by three reviewers. The text may be written in English or Korean, whereas the abstract, acknowledgments, and references should be written in both English and Korean. All manuscripts should be submitted through the online submission system of the JKSMI. Articles published in the JKSMI are under the open access policy, which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any media, provided the original work is properly cited. The full texts of the journal articles are available to the public at http://journal.auric.kr/jksmi/

http://submission.ksmi.or.kr KSCI KCI

Volume 18 Issue 5

  1. Lee, Byung-Jae;Lee, Eue-Sung;Chung, Woo-Jung;Kim, Yun-Yong 1
    https://doi.org/10.11112/jksmi.2014.18.5.001 PDF KSCI
    본 연구에서는 유황을 폴리머화하여 내화학성능이 요구되는 구조물의 콘크리트 표면보호재로 활용할 수 있도록 성능을 검토하였다. 평가 결과, 유황폴리머 표면도포재의 중력식 스프레이가 적절한 것으로 나타났으며, 도포횟수는 왕복 3회 이상 도포했을 때 1MPa 이상의 부착강도 확보가 가능하였다. 표면보호재가 도포될 콘크리트 표면조건은 상온조건 ($20{\sim}30^{\circ}C$) 이상에서 높은 부착강도를 나타내었으며, 온도가 높을수록 부착강도가 증가하였다. 표면보호재의 채움재 혼입량에 따른 강도특성 평가결과, 20~40% 정도 혼입된 채움재는 유황폴리머의 수축을 저감시키는 효과를 나타내어 강도 향상에 기여하였다. 또한, 플라이애시 보다는 규사 혼입시 부착강도가 높았고, 동시 혼입시 가장 우수한 부착강도 특성을 나타내었다. 화학저항성은 플라이애시 및 규사를 각각 20% 대체한 배합에서 부착강도 저하가 최소로 되어 우수한 내화학성을 나타내었다. 염소이온 침투에 대한 성능평가를 수행한 결과, 표면보호재를 도포하지 않은 시험체에 비하여 유황폴리머 표면보호재를 도포한 경우, 29~48% 정도 염소이온침투저항성이 증대되었다. 표면보호재의 도포조건, 압축강도, 부착강도, 화학저항성, 염해저항성 등을 모두 고려하여 볼 때, 본 연구범위에서는 유황폴리머에 채움재로서 규사와 플라이애시를 각각 20%씩 대체하는 것이 적절한 수준인 것으로 판단된다.
  2. Lee, Yong-Hak;Lee, Ta;Jeong, Jong-Hyeon;Kim, Hyeong-Ju;Park, Kun-Tae 9
    https://doi.org/10.11112/jksmi.2014.18.5.009 PDF KSCI
    본 논문은 강-콘크리트 슬립실험으로 결정된 계면 계수값을 휨 하중을 받는 콘크리트 충전강관 합성보 실험의 결과예측에 적용하여 콘크리트 충전강관 합성보의 계면거동과 구속효과를 규명하였다. 원형단면의 콘크리트가 전단면압축을 받도록 하기 위해서 콘크리트 충전강관에 웨브와 플랜지를 추가한 콘크리트 충전강관 합성보를 사용하여 휨 거동실험을 수행하였다. 콘크리트가 전단면 압축을 받는 단부가 개방된 콘크리트 충전합성강관의 경우에는 구속효과에 의해 약 16%의 강도증진효과를 확인하였으며, 단부를 폐쇄하여 구속효과가 커진 콘크리트충전 합성강관의 경우에는 35% 정도의 큰 강도증진효과가 발생하는 것을 확인하였다. 실험과 수치해석을 통해 얻은 이러한 결과는 콘크리트 충전강관을 이용한 교량의 상부 거더나 아치리브에 대한 단면 결정에 적용되는 적용성을 갖는다.
  3. Choi, Se-Jin;Choi, Jung-Wook;Kwon, Seung-Jun 19
    https://doi.org/10.11112/jksmi.2014.18.5.019 PDF KSCI
    콘크리트 방호벽 및 중앙분리대는 교량의 부속시설이지만, 슬립폼 시공과 넓은 비표면적으로 인해 초기재령 균열이 발생하기 쉽다. 본 연구에서는 대형 교량의 방호벽과 중앙분리대 콘크리트의 외관조사 및 비파괴실험을 수행하여 균열의 원인과 발생 균열의 패턴을 분석하였다. 이를 위해 시공기간을 고려하여, 건조수축, 수화열 해석이 수행되었으며, 현장의 환경조건을 고려하여 소성수축 특성을 평가하였다. 평가결과 대상구조물의 균열 원인은 철근위치에 따른 소성침하균열, 소성수축 및 건조수축에 의한 복부균열, 재료분리에 따른 상부균열로 추정할 수 있었다. 또한 균열원인과 발생 패턴을 도식화하였으며, 시공 및 재료분야에서 균열제어대책을 제안하였다. 해상위 교량에 설치하는 중앙분리대 및 방호벽 콘크리트는 환경조건 (풍속, 온도, 습도)에 매우 민감하여 초기재령균열이 쉽게 발생하므로 재료선택 및 시공방법에 신중을 기해야 한다.
  4. Yoon, In-Seok 27
    https://doi.org/10.11112/jksmi.2014.18.5.027 PDF KSCI
    전기저항은 콘크리트의 내구성을 판단하기 위하여 빠르고 간단히 측정하여 활용될 수 있으나, 탄산화가 진행되면 콘크리트의 미세구조가 크게 변화하기 때문에 측정의 오차를 초래한다. 본 연구의 목적은 콘크리트의 탄산화가 전기저항에 미치는 영향을 분석하고 정량화 하는데 있다. 다양한 물시멘트비 조건에서 시험편을 제조하여 330일동안 탄산화 촉진을 시키면서 전기저항의 변화율을 고찰하였다. 탄산화된 콘크리트에서 전기저항 측정치가 높은 것으로 나타났으며, 이러한 경향은 탄산화가 진행됨에 따라 더욱 뚜렷한 경향을 보였다. 전기저항과 탄산화깊이와의 상관관계를 도출하였으며, 기중 상태 대비 탄산화된 콘크리트의 전기저항 비율은 일정한 탄산화깊이까지는 급격히 낮아지는 경향을 보였으나, 포화상태 대비 탄산화된 콘크리트의 전기비율은 탄산화 깊이와 선형관계를 보였다. 본 연구를 토대로 탄산화로 인하여 전기저항치의 측정오차를 보정할 수 있는데 실질적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
  5. Park, Jung-Jun;Moon, Jae-Heum;Park, Jun-Hyoung;Lee, Jang-Hwa;Kim, Sung-Wook 34
    https://doi.org/10.11112/jksmi.2014.18.5.034 PDF KSCI
    HPFRCC는 물-결합재비 (W/B)가 20%로 상당히 낮고 굵은 골재를 사용하지 않으며, 고분말 혼화재료를 혼입하기 때문에 자기수축이 상당히 크게 발생하여 구조물 적용 시 균열저감대책이 필요하다. 따라서 이 연구에서는 HPFRCC의 수축을 효율적으로 저감시키기 위한 방법으로 수축저감제와 팽창재의 사용을 검토하기 위하여 이들의 단독 또는 병행 혼입률에 따른 역학적 특성과 구속 수축특성을 평가하였다. 구속수축 실험 중에서 링-테스트 (Ring-test)를 통하여 HPFRCC에 사용되는 시멘트에 대하여 중량비로 수축저감제 1%와 팽창재를 7.5%를 병행 사용하였을 경우 압축강도와 인장강도가 크게 저하되지 않으면서도 수축을 가장 효율적으로 저감시킬 수 있는 최적 배합임을 도출하였고 수정된 건조수축 균열실험을 통하여 이를 검증하였다.
  6. Kim, Hong-Seop;Nam, Jeong-Soo;Kim, Jung-Hyun;Han, Sang-Hyu;Kim, Gyu-Yong 41
    https://doi.org/10.11112/jksmi.2014.18.5.041 PDF KSCI
    본 연구에서는 섬유종류에 따른 인발특성과 섬유보강 콘크리트의 휨특성에 대하여 평가하기 위하여, 섬유의 재질 및 형상 다른 후크형 강섬유, 비정질 강섬유 및 폴리아미드 섬유에 대하여 인발시험과 섬유보강 콘크리트 시험체를 제작하여 휨특성을 평가하였다. 그 결과, 후크형 강섬유의 경우 최대인발하중에서 섬유가 매트릭스로부터 인발되었지만, 비정질 강섬유는 섬유와 매트릭스의 부착강도가 섬유자체의 인장강도보다 높아 섬유가 매트릭스로부터 인발되지 않고 파괴되는 현상을 나타내었다, 한편, 폴리아미드 섬유는 연신율에 의해 최대인발 하중까지 변위가 크게 발생하였으며, 최대하중이후에 섬유가 끊어지는 파괴특성을 나타내었다. 섬유보강 콘크리트의 휨특성에 있어서 비정질 강섬유는 매트릭스와의 부착강도가 높고, 섬유의 혼입개체수가 많아 콘크리트의 최대휨강도는 높았지만, 균열발생 이후 섬유가 매트릭스로부터 인발되지 않고 섬유가 파괴되는 것에 의해 응력의 저하가 급격하게 발생하지만, 후크형 강섬유보강 콘크리트는 균열발생 이후 섬유가 인발되면서 응력의 저하가 완만하게 발생하였다. 폴리아미드 섬유보강 콘크리트는 균열발생이후 섬유의 연신률에 의해 응력이 급격하게 저하하는 구간이 발생하였으며, 섬유와 매트릭스의 부착에 의해 재상승하였다가 섬유가 끊어지면서 파괴되었다. 섬유와 매트릭스의 인발특성은 섬유보강 콘크리트의 휨강도 및 변형 능력에 큰 영향을 미치는 것으로 판단된다.
  7. Yeon, Jea-Young;Seo, Soo-Yeon 51
    https://doi.org/10.11112/jksmi.2014.18.5.051 PDF KSCI
    본 연구에서는 철근콘크리트 구조의 FRP를 이용한 보강에서 낮은 내화성능을 개선하기 위한 방안을 찾기 위하여, 보강된 FRP의 외부를 내화보강하는 방법에 대한 내화실험을 실시하였다. 특히 철근콘크리트 부재의 피복에 홈을 형성하여 FRP를 매입하는 보강 즉, NSM 보강을 대상으로 하였다. 실험에서의 주요 변수는 보강방법과 사용 내화재료로서, Perlite계 재료를 표면에 분사하여 보강하는 방법, Calcium silicate계 보드로 표면에 부착하는 방법, 그리고 추가로 홈내부에 Polymer mortar 또는 Calcium silicate조각을 삽입하여 보강하는 방법으로 보강한 뒤 가열로 내부의 온도변화에 따른 열전달을 관찰하였다. 실험결과, Perlite계 내화뿜칠로 표면을 보강하는 경우보다 Calcium Silicate계 내화보드로 표면을 보강하는 방법이 효과적인 것으로 나타났다. 홈 내부의 에폭시가 유리전이온도에 도달할 때의 외부 표면온도 $820^{\circ}C$까지 내화단열성능을 확보할 수 있는 것으로 나타났다.
  8. Kim, Seung-Hun 59
    https://doi.org/10.11112/jksmi.2014.18.5.059 PDF KSCI
    현행 콘크리트구조기준 (KCI2012) 및 ACI318-11에서 B급이음된 일자형 이형철근에 대하여 인장력에 대한 겹침이음길이를 정착길이의 1.3배로 산정하고 있다. 동일 기준에서 확대머리 이형철근의 정착길이를 제시하고 있지만 겹침이음상세에 대한 규정은 없다. 이에 본 연구에서는 400MPa과 500MPa 설계기준항복강도를 가지는 확대머리 이형철근의 겹침이음실험을 실시함으로써, 기준의 정착길이식을 겹침이음설계에 적용가능한 지를 평가하고자 하였다. 실험결과, SD400과 SD500의 설계기준항복강도를 적용한 확대머리 이형철근에 대하여 겹침이음길이를 정착길이의 1.3배로 산정할 경우, 실험 최대휨강도가 공칭휨강도에 비하여 16~31% 크게 평가되었고 연성적인 휨파괴 거동을 나타내었다. 따라서, 이들 철근에 대해 정착길이 1.3배의 겹침이음길이로 설계함으로써 강도 및 변형성능 측면에서 겹침이음 성능을 확보할 수 있는 것으로 사료된다.
  9. Han, Bum-Jin;Yoon, Sang-Il;Choi, Byung-Jin;Choi, Jin-Woong;Park, Sun-Kyu 68
    https://doi.org/10.11112/jksmi.2014.18.5.068 PDF KSCI
    본 연구에서는 초박층 교면포장으로 폴리설파이드 에폭시 폴리머 콘크리트 포장을 선정하여, 에폭시 아스팔트 포장, SFRC 포장과의 비교 분석을 통해 폴리머 콘크리트 포장이 강바닥판의 피로응력범위에 어떠한 영향을 미치는 지 분석하였다. 강바닥판의 피로응력범위를 산정하기 위해 Abaqus를 사용한 유한요소해석을 사용하여 비교평가하였으며, 용접부에 교축방향 및 교축직각방향의 다축응력이 발생하는 점을 감안하여 Signed Von-Mises 응력을 도입하여 피로 검토에 활용하였다. 강바닥판의 피로응력범위를 산정하기 위해 Abaqus를 사용한 유한요소해석을 사용하여 포장 재료 및 두께에 따라 비교평가하였으며, 용접부에 교축방향 및 교축직각방향의 다축응력이 발생하는 점을 감안하여 Signed Von-Mises 응력을 도입하여 피로 검토에 활용하였다.
  10. Lee, Hyun-Ho 78
    https://doi.org/10.11112/jksmi.2014.18.5.078 PDF KSCI
    본 연구의 목적은 I형 스트럿 및 S형 스트럿 강재댐퍼의 변위 및 속도의존성을 평가하는 것이다. 이를 위하여 12개의 강재댐퍼를 제작하여 의존성 평가를 실시하였으며, 시험 변수는 스트럿 형상, 목표 변위 및 속도이다. 의존성 시험에 의한 반복횟수 평가결과, ASCE 7-10에서 규정한 최소 반복횟수 5회를 충분히 상회하는 것으로 평가되었다. 변위의존성 평가결과, 큰 목표변위 (50mm)의 반복횟수 및 누적에너지소산능력은 적은 목표변위 (25mm)에 비하여 감소하였다. 또한 짧은 목표변위보다 큰 항복강도 및 조기파단을 나타내었다. 속도의존성 평가에서는 빠른 목표속도 (60mm/sec)의 반복횟수 및 누적에너지소산능력이 느린 목표속도 (40mm/sec)에 비하여 감소하였다. 결과적으로 강재댐퍼의 기본 물성, 의존성 평가, 누적에너지소산능력 평가결과, S형 스트럿을 가지는 강재댐퍼의 의존 능력이 I형보다 윌등히 우수한 것으로 평가되었다.
  11. Lee, Yong-Jin;Lho, Byeong-Cheol;Kim, Chang-Kyo;Bae, Sang-Woon 87
    https://doi.org/10.11112/jksmi.2014.18.5.087 PDF KSCI
    사장교는 다수의 케이블에 의해 지지되어 복잡한 거동을 하는 구조체이며, 측경간 케이블에 의해 단부교각에서 부반력이 발생한다. 이를 해결하기 위해 적절한 측경간비를 설정해야 하고 앵커교각의 부반력 대책을 강구해야 한다. 부반력 제어 대책으로는 중간교각, 카운터 웨이트 등을 설치하는 방안이 있으며 이에 따라 사장교의 구조계가 결정된다. 밤콩교량은 타당성 검토 단계에서 5경간 사장교로 계획되었다. 하지만 시공성 및 경제성 등의 문제로 실시설계 단계에서 3경간 사장교로 변경되었다. 시공성을 확보하기 위하여 중간교각을 배제하였고, 이에 따른 부반력을 제어하기 위해 측경간비를 증가시켰다. 그 결과, 원안 설계에 비하여 시공성, 구조적 안전성, 효율성을 확보할 수 있었다.
  12. Lee, Jae-Uk;Jung, Hie-Young;Oh, Ju;Park, Jin-Young;Kim, See-Dong 96
    https://doi.org/10.11112/jksmi.2014.18.5.096 PDF KSCI
    철도차량에 의한 진동은 지반을 통해 주변 지역에 영향을 주고 피로균열등 구조적 손상을 주고 있다. 본 논문은 새롭게 개발된 탄성 스페리컬 받침을 기존 강재스페리컬 받침과의 비교를 통한 진동저감성능에 대해 평가하였다. 탄성스페리컬 받침은 반구형 곡률과 크기를 변경함으로써 현장 여건에 맞는 강성을 구현할 수 있는 장점이 있다. 탄성 스페리컬 받침은 반구형 고무 및 보강판의 적층 받침으로써 성능특성을 확인하기 위해 설계와 해석결과를 비교하고 특성시험을 실시하였다. 또한 진동저감성능 확인을 위해 열차의 실대차 축소모형 시험을 실시하였다. 해석적 검증비교를 통한 특성시험에서는 설계하중 500kN 시험체의 압축 및 회전 시험결과 압축보다 회전에 의한 강성 증가가 적은 것으로 확인되었다. 또한 압축 및 회전 시험 후 시험체에 외관변형 및 영구적인 손상, 찢어짐 등은 발견되지 않았다. 축소 스케일 진동 측정 시험에서는 실대차 모형을 1/50축소하여 교량의 진동을 측정하였다. 그 결과 강재 스페리컬 받침에 비해 탄성 스페리컬 받침의 진동 저감능력이 탁월한 것으로 판단되며, 거리별 진동감쇠 성능도 높은 것으로 확인되어 탄성스페리컬 받침의 철도교 적용 시 진동저감효과가 우수할 것으로 판단된다. 향 후 실제 철도교량에서의 현장실험을 통해 성능을 검증할 계획이다.
  13. Hur, Moo-Won;Chun, Young-Soo 107
    https://doi.org/10.11112/jksmi.2014.18.5.107 PDF KSCI
    본 연구에서는 건물의 질량중심과 면진층의 강성중심 사이의 차이에 따른 면진효과에 대하여 살펴보았다. 면진기술은 면진층에 설치되는 면진장치의 성능에 크게 의존하는 기술이므로 면진장치 제작 후 전수검사를 통하여 면진장치의 수평강성을 검토하게 되어 있다. 하지만 면진장치 성능실험 시 각각의 면진장치의 품질기준은 건축기준에는 정해져 있지 않으며, 이로 인해 설계 시 적용된 강성과 실제 강성의 차이가 발생하여 면진층 상부 부재에 큰 문제를 야기할 수 있다. 연구결과, 최대응답변위의 차이는 크게 나타나지 않았으나 편심이 증가할수록 최대응답가속도, 층전단력 및 상부구조의 부재력은 크게 증가하여 일부 부재에서는 과도한 손상이 예상된다. 따라서 면진층은 실제 장치 제작 후 전수검사를 실시하여 반드시 설계된 의도대로 편심이 발생하지 않도록 장치를 재배치할 필요가 있으며, 가능하다면 건물의 질량중심과 강성중심의 차이는 동일하게 설계할 것을 추천한다.
  14. Kim, Kwang-Don;Lee, Deuk-Bok 116
    https://doi.org/10.11112/jksmi.2014.18.5.116 PDF KSCI
    대단면 터널 라이닝 콘크리트를 1일에 1cycle로 진행하기 위한 연구를 수행하였다. 터널 내부의 기후특성이 변화하고 콘크리트 타설온도가 낮은 경우에는 수화발현 속도도 지연되어 강도발현에 영향을 미치게 되므로 거푸집의 존치시간이 길어지게 된다. 이를 보완하기 위하여 갱문의 설치와 갱폼의 양쪽에 양생막을 설치한 후, 그 내부에 $28{\pm}2^{\circ}C$의 추가적인 열원을 공급하게 되면 균열관리방안으로 제시한 관리 기준 (4.5MPa) 이상의 조기강도발현을 이루어 낼 수 있었으며, 따라서 거푸집을 재령 14hr 후에 제거할 수가 있었다. 한편, 터널내 자연양생온도인 $10{\pm}1^{\circ}C$ 조건에서는 콘크리트 타설 후 36hr 이상의 양생시간을 확보해야 되는 것으로 분석되었다. 본 연구를 통하여, 초기재령에서의 콘크리트 온도와 강도발현은 양생온도가 크게 작용하고 있음을 재확인 할 수 있었으며, 플라이애쉬가 10% 혼입된 콘크리트라도 일정 시간동안 거푸집의 표면온도를 상승시켜 줄 수 있다면 조기강도발현에는 문제가 되지 않는 것으로 나타났다.
  15. Hwang, Ji-Hyun;Park, Ki-Tae;Lee, Kyu-Wan 128
    https://doi.org/10.11112/jksmi.2014.18.5.128 PDF KSCI
    최근 도로터널은 비용절감 및 자연보호를 위하여 설계 및 시공이 증가되고 있는 추세이며, 이 때문에 반밀폐 구조인 터널내의 화재에 대비하여 화재 발생 시 신속히 감지할 수 있는 연구가 활발히 진행 중이다. 그 중에서도 광섬유 센서를 이용한 화재 감지법은 대역폭이 넓기 때문에 전송속도가 빠르고, 빛을 매개체로 하여 전기적인 간섭을 받지 않아 전송 도중에 정보 손실이 거의 없을 뿐만 아니라 노이즈 또한 적은 장점을 가지고 있어 이에 따른 연구와 현장 적용이 이루어지고 있다. 이와 관련하여 본 논문에서는 형상기억합금과 광케이블을 이용하여 실시간으로 화재 발생위치를 정확하게 감지할 수 있는 화재 감지 시스템을 개발하였다. 개발된 방법의 검증을 위하여 실내에서 온도변화에 따른 광 손실량 측정 실험을 수행하였으며, 거리 및 온도 등의 외부환경이 다른 지하공동구에 test bed를 설치하여 화재 모의실험을 수행하였다. 실험 결과 본 연구에서 개발한 화재감지시스템은 실시간으로 장거리 구간의 화재를 감지할 수 있는 것으로 나타났다.