• 제목/요약/키워드: 교량 설계

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가속열 노화로 열화된 탄성받침 고무재료의 전단 특성(2): 합성고무 (Shear Characteristics of Elastomeric Bearing Rubber Deteriorated by Accelerated Heat Aging(2): Chloroprene Rubber)

  • 선창호;김익현
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제25권6호
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    • pp.103-110
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    • 2021
  • 유연한 고무재료와 강재 보강판을 적층으로 구성한 탄성받침은 우수한 수직강성과 유연한 횡강성으로 교량의 내진보강용으로 널리 사용되고 있다. 무엇보다 시공이 간단하고 비용이 높지 않다는 장점을 지니고 있다. 고무재료의 한 종류인 합성고무는 천연고무에 비해 노화에 대한 저항성이 크지만 이 역시 다양한 열화요인으로 성능이 저하된다. 내진설계기준 및 내진성능평가요령에서는 이러한 노화의 특성을 반영하고 있지 않지만 관련 연구가 축적되면 이를 반영하는 것이 합리적이다. 합성고무를 대상으로 노화촉진시간과 노출시간을 변수로 하여 노화촉진시험을 수행하여 전단특성의 변화를 분석하였다. 노화가 진행될수록 최대전단응력과 전단변형율은 감소한다. 또한 동일한 전단변형률에서 전단강성이 크게 증가한다.

MEMS 센서 기반 고정밀 기울기 모니터링 시스템 설계 (Development of MEMS Sensor-based High Resolution Tilt Monitoring System)

  • 손영달;은창수
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제23권11호
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    • pp.1364-1370
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    • 2019
  • 건축물이나 교량, 터널과 같은 구조물의 붕괴를 측정하기 위하여 기울기 센서를 사용하고 있으며 최근에는 사용성이 편리하고 가격이 저렴하여 MEMS(Micro-Electro-Mechanical System) 센서를 사용한 기울기 센서를 많이 사용하고 있으나 측정 범위가 한정되어 있어 360도 전 방위에 대해 고정밀도를 가지지는 못하고 있다. 이것은 MEMS 센서가 갖는 오프셋과 스케일 오차 때문이다. 본 논문에서는 MEMS 센서가 갖는 기계적 오차를 줄이기 위하여 정밀도가 높은 각도 계산을 위한 알고리즘을 제시하였고 MEMS 센서 모듈과 전송 모듈을 제작하여 교정 전 센서 모듈의 각도 정확도와 교정 후 각도 측정 정확도를 비교하여 교정 알고리즘의 효과를 제시하였으며, 실험 결과 제안 기술을 적용하였을 때 360도 전 방위에 대해 ±0.015도의 정밀도를 가짐을 확인하였다.

PVDF/MgO 마찰재를 이용한 마찰면진장치의 성능 분석 (Performance Analysis of Friction Pendulum System using PVDF/MgO Friction Material)

  • 김성조;김지수;한동석
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제34권4호
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    • pp.213-219
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    • 2021
  • 구조물을 지진 위험으로부터 완화시키기 위한 마찰면진장치의 상용화된 마찰재료 중 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene, PTFE)은 내화학성과 마찰성능이 우수하다. 그러나 PTFE는 상대적으로 낮은 내마모성을 가지므로 경제적인 마찰재료이며 산화마그네슘(oxide magnesium, MgO)으로 내마모성을 증가시킨 개선된 폴리비닐리덴 플루오라이드(polyvinylidene fluoride, PVDF)를 PTFE의 대안으로 제안하였다. 개발된 PVDF/MgO 마찰재를 이용하여 실험을 통해 마찰성능을 측정하였으며 PTFE의 마찰성능과 비교하였다. 그리고 측정된 마찰계수를 이용하여 마찰면진장치를 설계하였다. 마찰면진장치의 성능은 교량의 비선형 시간이력 해석을 통해 확인하였고, 이를 통해 마찰면진장치의 마찰재료로 PTFE를 대체하여 PVDF/MgO를 사용하는 것에 대한 타당성을 평가하였다.

GFRP 보강근을 적용한 교량용 콘크리트 도상슬래브의 균열 및 휨강도 변수 해석 (Parametric Crack and Flexural Strength Analyses of Concrete Slab For Railway Structures Using GFRP Rebar)

  • 최형배;이상열
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제34권6호
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    • pp.363-370
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    • 2021
  • 본 연구는 이러한 단점을 보완하기 위해 철근을 대체하여 내산화성과 전기저항이 높은 GFRP 보강근을 적용한 도상슬래브의 최적변수해석을 수행하였다. 철도 궤도슬래브에 적용되는 철근은 열차 운행 중 신호전류의 손실을 일으켜 열차의 안정성을 저해하며, 철근의 부식으로 내구성이 저하될 수 있다. GFRP 보강근의 직경 및 배근 개수 변화가 전체 콘크리트 도상슬래브의 휨강도 및 균열제어에 미치는 영향을 유한요소 변수해석을 통하여 상세분석하였다. 해석 결과, GFRP 보강근의 직경 및 배근을 합리화하여 제안하였으며 이러한 경우 기존 배근보다 더욱 경제적인 단면을 도출할 수 있음을 알 수 있었다. 본 연구로부터 도출된 결과는 향후 GFRP 보강근을 적용하여 도상슬래브를 설계하는 경우 보다 합리적이고 경제적인 단면을 산정할 수 있는 가이드라인이 될 수 있을 것으로 기대된다.

모듈러 신축이음장치 지진거동 모사 실험적 연구 (Experimental Study on the Seismic Behavior Simulation of Modular Expansion Joint)

  • 이정우;최은석
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제26권5호
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    • pp.43-48
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    • 2022
  • 본 논문에서는 신축량이 크고 내구성이 우수한 모듈러 신축이음장치의 내진성능을 평가하기 위해 지진응답 거동해석과 지진거동모사실험을 수행하였다. 지진응답 거동해석은 한국(KS), 미국(AASHTO LRFD), 그리고 유럽(Eurocode)의 설계기준 응답스팩트럼을 적용하여 인공지진파를 생성하였다. 해석대상 교량은 경간 1,000m 사장교를 대상으로 각 기준에 대해 세가지의 인공지진파를 생성하였으며, 지진거동모사실험은 축방향과 횡방향의 동적 유압가력기를 사용하여 인공지진파를 재현하였다. 실험결과 축방향, 횡방향 및 양방향에 인공지진파를 재하하였을 때 신축이음의 거동 이상이나 파괴는 발생하지 않았으며, 신축이음장치의 지진거동에 대한 내구성 및 안전성을 확인하였다.

텍스트마이닝을 활용한 건설실무정보의 특성 분석 - 건설기술, 사례, 원가절감 등 정보를 중심으로 - (Analysis on the Characteristics of Construction Practice Information Using Text Mining: Focusing on Information Such as Construction Technology, Cases, and Cost Reduction)

  • 정성윤;김진욱
    • 한국문헌정보학회지
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    • 제56권4호
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    • pp.205-222
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    • 2022
  • 본 연구는 전문지식을 갖지 않은 건설기술자와 건설사업 참여자가 건설 실무에서 중요도가 높은 단어와 단어 간의 상호 연관관계를 쉽게 이해할 수 있도록 정보서비스를 개선하고자 하였다. 이를 위해 텍스트마이닝과 네트워크 중심성을 이용하여 건설기술정보시스템에서 가장 많이 사용하고 있는 기술정보, 사례정보 및 원가절감 등 건설실무정보에 대해 단어의 출현 빈도, 주제 모형화, 네트워크 중심성을 분석하였다. 이러한 분석을 통해 도로, 포장, 교량, 터널 등 도로공사와 관련한 설계, 시공, 사업관리, 시방·기준, 유지관리 등이 건설 실무에서 중요한 정보로 파악되었다. 또한, 연결 중심성과 고유벡터 중심성 측정을 통해 중요도가 높은 단어 간의 상관도를 분석하였다. 상관도 분석을 통해 기술정보를 확충한다면 보다 유용한 정보를 제공할 수 있다는 결과를 얻었다. 끝으로, 연구 결과가 갖는 제약과 이에 따른 추가적인 연구를 제시하였다.

선행하중이 보강토 구조물의 잔류변형에 미치는 영향에 관한 축소모형실험 (Reduced-Scale Model Tests on the Effect of Preloading on Residual Deformation of Reinforced Earth Structures)

  • 유충식;김선빈
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제24권6호
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    • pp.101-116
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    • 2008
  • 보강토 옹벽의 영구구조물로서의 적용성이 증가함에 따라 지속 혹은 반복하중 등 다양한 하중조건하에서 장기적인 잔류변형이 설계/시공시 주요 관점이 되고 있다. 본 연구에서는 교량구조물의 피어 및 Back-to-Back(BTB) 형태의 보강토 옹벽을 대상으로 사용하중 작용 이전에 작용시키는 선행하중이 보강토 구조물의 잔류변위를 제어에 미치는 영향을 고찰하였다. 이를 위해 모형 피어와 BTB 옹벽을 축조하여 단순재하, 지속하중, 반복하중 등 다양한 하중조건 및 시공조건에 대한 모형실험을 수행하였다. 그 결과 선행재하 공법은 다양한 하중 및 시공조건에서 잔류변위 제어에 탁월한 것으로 나타났다.

콘크리트 충전 FRP 원통관의 압축거동에 관한 실험적 연구 (Experimental Investigation on the Compression Behavior of Concrete Filled Circular FRP Tubes)

  • 주형중;이승식;김영호;박종화;윤순종
    • Composites Research
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    • 제21권3호
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    • pp.24-30
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    • 2008
  • 건설분야에서 사용하고 있는 건설재료인 콘크리트는 대부분 외기에 직접 노출되어 있기 때문에 유해환경으로부터 열화되어 내구성이 저하될 수 있다. 특히, 교량의 교각 및 말뚝과 같은 부재들은 수분의 침투, 동결융해 등의 영향으로 내구성의 감소정도가 심각할 수 있다. 최근 이러한 문제점을 보완하고 효율적인 부재를 제작하기 위해 토목분야에서는 CFFT(Concrete Filled FRP Tube)가 제안되어 연구되고 있다. CFFT는 효율적으로 콘크리트를 구속하여 압축성능을 향상시키고, 화학적 저항성이 우수한 FRP가 외부에 노출되어 반영구적으로 사용될 수 있으며, 연성, 에너지 흡수능력 등을 향상시키는 것으로 평가되고 있다. 그러나 CFFT에 대한 설계규준이 마련되어 있지 않고, FRP-콘크리트 합성부재에 대한 구조거동이 불확실하여 현장에 적용하기 위해서는 다양한 연구가 선행되어야 한다. 이 연구에서는 CFFT에 대한 압축실험을 통해 구조적 거동을 조사하였으며, 실험결과와 기존 연구결과를 비교 분석하여 극한압축강도 및 변형률을 예측할 수 있는 식을 제안하였다. 또한, CFFT의 압축실험에서 고려되어야 할 사항들에 대해 간략히 설명하였다.

비선형 유한요소해석을 이용한 조립식 교각의 성능 평가 (Evaluation of Structural Performance of Precast Prefabricated Bridge Column using Nonlinear Finite Element Analysis)

  • 정철헌;윤연석;황은정
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권3A호
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    • pp.383-390
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    • 2008
  • 교량의 하부구조에 프리캐스트 공법을 적용하기 위해 제안된 조립식 교각은 강관과 강봉을 연결구조로 활용하였으며, 강봉에 긴장력을 도입하여 교각의 일체화를 도모하였다. 제안된 조립식 교각 시스템을 적용하여 교각 실험체를 제작하였으며, 준정적 실험을 수행하였다. 실험결과, 교각 실험체의 파괴모드는 휨파괴로 나타났으며, 이음부에서의 손상은 발생하지 않았다. 또한 강봉에 도입된 긴장력으로 변형에 대한 복원능력이 우수하며, 교각의 연성능력이 내진설계기준을 만족하는 것을 확인하였다. 실험체를 대상으로 비선형 유한요소해석을 수행하였으며, 해석기법의 타당성을 검증하였다. 조립식 교각의 하중-변위 관계와 균열발생 위치에 대한 해석결과가 실험결과와 일치함을 확인함으로서 해석방법의 타당성을 확인하였다. 조립식 교각의 강재비, 강봉에 도입되는 긴장력, 콘크리트의 강도를 변수로 하여 비선형유한요소해석을 수행하였다. 해석결과를 통하여 제안된 조립식 교각 시스템의 적절한 수준의 강재비와 강봉에 도입되는 긴장력 등을 정성적으로 평가하였다.

강-콘크리트 합성 바닥판용 전단연결재의 합성 거동 연구 (Composite Behavior of Perfobond Rib Shear Connector for Steel-concrete Decks)

  • 김형열;구현본
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권1A호
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    • pp.91-97
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    • 2006
  • 본 연구에서는 강-콘크리트 합성 바닥판용 유공판재형 전단연결재의 전단성능을 평가하기 위한 전단실험을 수행하고 그 실험결과를 고찰하였다. 전단 실험체는 절곡된 강판, 유공판재형 전단연결재, 철근, 콘크리트로 구성되었으며, 절곡된 강판과 콘크리트 사이에 작용하는 수평전단력에 저항할 수 있도록 다수의 구멍이 가공된 유공판재형 전단연결재가 적용되었다. 실험체설계에 적용된 변수는 구멍의 간격과 위치, 구멍관통 철근의 유무이며, 총 12개의 실험체를 제작하여 전단실험을 수행하였다. 제한적 범위 내에서 수행한 실험결과에 따르면 유공판재형 전단연결재가 강-콘크리트 합성 바닥판에 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.