이 연구에서는 교량 상부구조물의 보수 보강에 많이 사용되는 7연 강연선의 공용중 긴장력 관리를 위한 새로운 방법은 제안하였다. 제안된 스마트 강연선은 기존 강연선의 중앙 킹와이어를 강제튜브로 대체하고, 강제튜브의 내부에 FBG 광섬유센서를 설치하여 강연선의 변형률을 측정할 수 있도록 하였다. 내장된 센서를 통하여 이 스마트 강연선의 변형률을 쉽게 측정할 수 있으므로, 공용중 강연선의 긴장력을 모니터링할 수 있다. 본 연구에서 제안된 장력 모니터링 방법의 효용성을 증명하기 위하여 FBG센서 2개가 내장된 길이 7.0m인 스마트 강연선을 제작하고, 이를 길이 6.4m, 높이 0.6m인 RC T형 모형거더에 외장형 텐던으로 적용하였다. 그리고 이 시험거더에 대한 재하-제하시험을 실시하고 로드셀에서 계측된 긴장력과 스마트 강연선을 이용하여 예측한 긴장력을 비교하였다. 비교 결과, 제안된 스마트 강연선은 긴장력이 작용된 강연선의 장력을 정확하게 모니터링 하는데 유용함을 확인할 수 있었다.
본고는 지난 6월 12일 미 캘리포니아 버클리에서 열린 미국원자력학회(ANS) Annual Meeting(6.12~15)에서 Michael Shellenberger 회장이 강연한 내용이다. 이날 기조강연자는 Shellenberger 회장이 유일했다. Shellenberger 회장은 강연 서두에서 "원자력의 평화적 이용을 전파하기 위해 전력을 다하고 있는 한국과 대만을 위시하여 미국의 오하이오와 펜실베이니아, 독일과 프랑스의 원자력 휴머니스트 여러분들께 오늘의 이 말씀을 전하고 싶다."고 밝혔다.
최근 국내 기술로 기존의 PS 강연선보다 인장강도가 크게 증가한 2400 MPa급 고강도 강연선이 세계 최초로 개발되었다. KS D 7002는 2011년 고강도 강연선을 반영하는 개정을 통하여 고강도 강연선의 실용화를 뒷받침하였다. 그러나 고강도 강연선의 역학적 특성과 구조물 적용시 실제 성능에 대한 논의와 검증이 아직 미비한 실정이고 고강도 강연선의 적용을 위한 설계기준의 개정 여부 역시 자세한 검토가 이루어지지 않았다. 고강도 강연선의 실용화를 위해서는 이러한 성능 검증과 설계기준 검토가 우선 수행될 필요가 있다. 이 연구에서는 휨성능 검증 실험에 앞서 단면해석을 통해 휨거동을 예측하였으며 해석 결과를 바탕으로 국내외 설계기준을 비교 검토하였다. 또한 고강도 강연선의 적용에 따른 현 설계기준의 개정 필요성을 논의하였다. 휨거동 측면에서 집중적으로 논의된 부분은 강연선의 응력 추정이었으며 이와 관련하여 강연선의 항복점 정의방법, 고강도 강연선의 장기 손실, 부재 파괴시 강연선 응력 추정식, 부재 연성파괴를 보장하기 위한 인장지배변형률 한계를 논의하였다. 논의 결과 일부 개정 필요성이 제기되었으며 이에 대한 추가의 연구가 필요할 것으로 판단된다.
이 논문은 2200MPa급 PS강연선의 적용성에 관한 연구로 현재 국내외에서 1860MPa 강연선용으로 사용되고 있는 정착구에 대한 실험을 통해 그 적용성을 검토해보았다. 이 연구는 강연선을 고강도화 함으로써 하나의 텐던이 작용하는 하중은 동일하게 하되 텐던 내 강연선의 개수를 줄여 콘크리트 거더 복부의 두께 감소 또는 시공성 개선을 목표로 하고 있다. 따라서 이 연구에서는 정착시스템에 있어서 쐐기와 앵커헤드 위주로 검토가 이루어졌다. PS 강연선의 적용성 검증은 유럽 ETAG 기준에서 제시되어 있는 정적실험 및 피로실험을 통해 이루어졌으며, 실험 결과 기존 1860MPa 강연선에 사용되고 있는 정착구가 약간의 개선 또는 개선 없이도 2200MPa급 강연선에 적용될 수 있음을 확인하였다.
본 연구는 콘크리트에서 인발실험(pullout test)을 통해서 인장을 가하지 않은 강연선의 부착특성을 파악하기 위한 것이다. 인장을 가하지 않은 강연선의 부착특성은 이형철근이나 인장이 가해진 강연선과는 다르게 나타난다. 본 연구에서 인장을 가하지 않은 강연선을 철근과 같은 용도로 사용하고 설계하기 위해서는 인장을 가하지 않은 강연선의 부착특성에 관한 연구가 필요하다. 본 연구는 묻힘 길이($10d_b{\sim}60d_b$), 콘크리트 피복두께(45mm, 70mm, 100mm), 그리고 강연선의 직경(12.7mm : SWPC7B, 9.3mm : SWPC7A)을 주요변수로 선정하였다. 실험결과, 묻힘길이가 증가함에 따라 상대적으로 평균부착응력은 감소하는 경향을 보여주고 있으며, 묻힘길이가 ($60d_b$) 이상 확보된다면 인장을 가하지 않은 강연선의 부착성능에 기여할 수 있을 거라 판단된다.
마 섬유는 흡습성이 좋고 건조가 빠르고, 습윤 시 강도가 증가되며 열전도율이 크고 통기성이 크며, 강도와 내열성이 천연 섬유 중 가장 우수하며 매끄러운 표면을 가지고있어서 광택과 방오성이 좋다. 그러나 세사방적이 어렵고 강연도가 지나치게 커서 의복소재로서 극히 제한적으로 사용되어왔으나, 최근에는 큰 강연도를 장점으로 활용하여 여름용 의복소재로 다시 각광받고 있다. 따라서 면, 레이온, 셀룰로오스계 섬유제품들에 대하여 마 제품과 유사한 효과를 낼 수 있는 다양한 의마가공법이 개발되어왔다[1,2]. (중략)
이 논문은 한국형 PS정착구의 하중전달 성능에 관한 실험적 연구로 기존에 사용하고 있는 1860MPa 강연선과 포스코, 고려제강등을 통해 새로 개발되는 2200MPa급 강연선에 대하여 이루어졌다. 하중전달성능은 ETAG 기준에 따라 이루어졌으며 실험결과 1860MPa 강연선이 적용되는 구조물의 경우 모든 시험체가 실험기준을 만족하고 있음을 확인하였다. 한편, 2200MPa급 강연선이 적용될 경우 일부 정착구의 경우 허용기준을 만족하였지만 대부분은 적합하지 않은 것으로 나타났다. 따라서 2200MPa급 이상의 강연선에 대해서는 전용 정착구의 개발이 요구된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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