• 한국방재학회 논문집
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• 제7권4호
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• pp.13-18
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• 2007

본 연구에서는 구조물의 내구성 설계 시에 영향을 미치는 설계인자들에 대한 고찰을 하고, 내구성 설계에 사용되고 있는 기준에 대한 국내외 문헌연구를 수행하였으며, 국내기준을 가지고 지하 구조물 단면을 대상으로 내구성 설계를 수행하였다. 국내 지하구조물의 내구설계 지침에 따른 결과는 사용 철근의 직경을 작게 하고 간격을 좁힐수록 구조물의 내구성에 유리한 것으로 나타났으며, 환경지수 제한치를 상회하는 내구지수를 가지기 위해서는 최소한 6.6cm의 피복을 가져야 하며, 내구지수와 내구지수 증분치 변화의 최대 철근피복은 12cm인 것으로 나타났다. 별도의 제한규정이 없는 경우, 철근피복의 최소치와 최대치 사이에서 중성화로 인한 내구연한은 철근피복에 비례하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권3호
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• pp.82-87
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• 2004

항공기 구조 개발에 관련된 MlL-HDBK-1530 에는 구조 건전성을 확보하기 위한 요구사항이 기술되어있다. 기체 구조의 내구성 및 손상허용성은 요구항목 중의 하나로서 관련 규격서의 요구조건과 절차에 따라 해석 및 시험을 통하여 입증되어야 한다. 본 논문에서는 T-50 항공기 (고등 훈련기)의 안전성 및 내구성 평가를 위한 전기체 내구성 시험하중 설계에 대하여 기술하였다. 내구성 시험하중 설계는 대한민국 공군과 미군사규격서의 요구조건 및 절차에 따라 수행되었다. 실제 비행상태 구현을 위한 전기체 부유식 시험조립 기법과 비행대비행 하중 스펙트럼의 모든 하중을 정확하게 모사 할 수 있는 시험 하중 최적화 기법 및 6-자유도 평형기법을 개발하여 적용하였다. 개발된 기법은 향후 항공기 전기체 구조시험을 수행하는데 있어서 유용한 시험하중 설계 기법임을 확인하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.969-974
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• 2008

본 연구는 철근콘크리트 구조물의 사용을 증진하기 위한 성능중심형 고내구성 콘크리트의 배합설계를 위해 환경 조건 및 사용목적에 따른 설계요소를 알아보고 대표적인 성능검증 방법에 관하여 언급하고자 한다. 일반적인 콘크리트의 성능은 주로 강도, 내구성, 유동성의 3요소를 의미하지만 성능중심형 콘크리트는 연구자의 소견과 환경에 따라서 많은 차이를 보일 수 있다. 따라서 콘크리트 배합설계시 사용 기간 내에는 구조체 및 부재에 대하여 요구 성능을 만족하여야 하며, 콘크리트 배합설계자는 구조물의 용도, 기능 및 사회적 중요도를 바탕으로 설계 년수를 결정하여야 한다. 성능중심형 콘크리트는 반드시 배합시험을 통하여 결정하는 것을 원칙으로 하며, 사용자로부터 요구되는 내용연수 및 요구성능과 법적, 사회적 제약조건을 만족하는 설계내용년수를 설정해야 한다. 또한 현장조사를 통하여 구조물이 위치하는 환경적 요인을 충분히 고려하고 부재의 설계 강도, 타설시기,타설물량등 제반조사 및 시험이 완료되어야 할 시점을 결정하여 전체실험 계획을 수립하여야 한다.본 연구에서는 다양한 열화 환경요소 중 콘크리트의 내구성에 관한 기본적인 요소로써 기온, 온도, 일사열, 중성화, 동해 및 염해 등 일반적인 구조물에 작용한다고 판단되는 요인만을 산정하였다. 또한 대표적인 성능중심형 고내구성 콘크리트의 성능 검증방법으로 탄산화, 동해, 염해 및 화학약품에 대한 성능검증 방법에 대해 언급하였다. 아직까지 국내에서는 콘크리트 구조물의 성능중심형 고내구설계 시공지침으로서 표준적인 시방이 정해지지 않았으나 향후 양질의 사회자본을 축척하고 이를 계승발전하기 위해서는 국내의 콘크리트 구조물에 대한 고내구성 콘크리트의 배합설계를 위한 연구는 필수적이라고 판단된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.497-500
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• 2008

해양 환경에 노출된 구조물의 열화를 평가하는데 있어서 신뢰성을 확보하기 위해서는 기존의 사양설계에 비해 한 단계 발전된 신뢰성에 기반한 확률론적 설계가 필요하다. 또한 내구성 설계에 있어서 중요한 변수가 되는 임계염화물량은 국내 콘크리트 시방서에서 $1.2kg/m^3$으로 결정되었으나, 실설계 적용시 과다 설계를 유발하는 등의 문제를 보여주고 있다. 본 논문에서는 기존 문헌을 통해 임계염화물량의 확률 특성을 결정하고, 실제 실험 및 문헌 고찰을 통하여 표면염화물량, 확산계수, 피복두께의 확률적 특성을 고려하였다. 이를 이용하여 Monte Carlo Simulation을 활용한 신뢰성 염해 내구성 해석을 침매 터널 구조물에 대해 수행하여 대상 구조물의 염해내구성능을 평가하고 콘크리트 표준시방서에서 제시한 부식 임계 염소이온농도에 대한 타당성을 검토하였다. 분석 결과, 현실적인 염해 내구성 설계 및 평가를 위하여 기존에 제안된 $1.2kg/m^3$의 임계값에 대한 검토 및 개선이 필요함을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권4A호
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• pp.343-352
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• 2010

최근에 탄산화 콘크리트 구조물의 정량적인 사용수명과 장기적인 성능을 확보하고 예측하기 위해서 확률론적인 내구성 해석 및 설계를 수행하는 연구가 많이 진행되고 있다. 이와 관련하여 콘크리트 구조물에 확률론적 내구성 설계 개념을 도입되고 있다. 본 논문에서는 탄산화 콘크리트 구조물의 통계적인 자료를 이용하여 Fick의 첫 번째 법칙에 근거한 탄산화 예측 모델에 적용하였으며, 이를 이용하여 확률론적 내구성 해석을 수행하였다. 이 예측모델에 관련된 설계변수인 $CO_2$ 확산계수, 대기중의 $CO_2$ 농도, $CO_2$ 흡착량, 시멘트 수화도 등의 영향을 검토하였다. 확률론에 기초한 탄산화 예측모델은 여러 환경에 위치한 콘크리트 구조물에 모니터링 자료를 이용하여 탄산화 깊이와 잔존수명을 예측하였다. 그 결과로 본 연구에서 합리적인 탄산화 예측모델을 이용한 적용 방법은 탄산화 콘크리트 구조물의 내구성 확보 및 구조물의 손상 개시시기를 예측하고 구조물을 유지 관리하기 위한 유연한 의사결정을 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.545-548
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• 2008

염해에 의한 철근부식은 구조물의 내구성능을 결정하는 주요 인자로써, 염해에 노출된 해양 구조물은 이에 대비하여 내구성 설계를 해야 한다. 내구성 설계 방법에는 결정론적방법론과 확률론적 방법론이 있으며, 정확한 내구수명의 예측을 위해서는 염화물의 농도와 확산특성에 대한 정확한 자료가 필수적이다. 최근에는 확률론적 방법론에 기반한 염해 내구성 설계에 대한 연구가 많이 수행되고 있으나, 이러한 설계 기법에 필수적인 염해관련 물성치들에 대한 통계자료의 축적은 미비한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 해양 구조물에 주로 사용되는 혼화재를 혼입한 콘크리트의 염소이온 확산계수와 이에 대한 분석을 통해 보통 시멘트, 슬래그 시멘트, 3성분계 시멘트를 사용한 콘크리트의 확산계수와 시간의존성 계수의 통계적 분포를 도출하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권5호
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• pp.127-133
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• 2002

항공기 구조 개발에 관련된 MIL-STD-1530A에는 구조 건전성을 확보하기 위한 요구사항이 기술되어 있다. 기체 구조의 내구성 및 손상허용성은 요구사항 중의 하나로서 관련 규격서의 요구조건과 절차에 따라 해석 및 시험을 통하여 입증되어야 한다. 본 논문에서는 기본 훈련기의 안전성 및 내구성 평가를 위한 실기체 내구성시험에 대하여 소개하였다. 내구성시험은 미군사규격서의 요구조건 및 절차에 따라 수행되었다. 내구성시험의 시험하중은 비행대비행 하중 스펙트럼으로 기본 훈련기의 피로하중 기준에 의거하여 개발되었다. 4배 설계수명 동안의 내구성시험을 성공적으로 완료하였으며, 기본훈련기 구조가 내구성 요구조건을 만족하고 있음을 확인하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2009년도 추계학술발표논문집
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• pp.885-888
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• 2009

자동차용 Alloy Wheel은 차량의 수직하중이나 가로 방향 하중, 구동, 제동토크 등 주행 시에 발생하는 여러 형태의 응력을 받으면서 사용되므로 이러한 응력을 견딜 수 있는 강성은 물론 차량 부품으로서의 요구 수명도 만족하여야 한다. 알루미늄 휠은 개발 후 규격에 준하는 내구성 평가를 위하여 반경 방향 부하 내구시험과 굽힘모멘트 내구시험과 주행 중 요철이나 벽돌 등에 의한 노면으로부터 갑작스런 하중에 대한 내충격성 평가를 위한 충격시험이 실행되고 있다. 이러한 시험은 많은 시간이 소요되고 있으며, 또한 시험 중 불합격 판정이 날 경우 또다시 처음의 공정을 모두 거쳐 다시 시험을 하게 된다. 3 Piece와 같은 알루미늄 휠은 여러 공정에 의한 생산되어지기 때문에 많은 시간적, 물질적 손실이 일어나고 있다. 따라서 자동차용 알루미늄 휠의 요구조건을 충분히 만족시키며 소비자의 요구에 맞는 품질과 시간을 충족시켜 기업경쟁력 확보는 물론 원가절감에 의한 기업 경쟁력 향상을 위하여 설계 단계서부터 시험조건을 고려한 내구성 해석에 의한 알루미늄 휠의 시험횟수를 단축하고자 한다. 본 논문에서는 3 Piece 알루미늄 휠의 축(shaft)하중에 의한 내구성 평가에 대하여 CAE시스템을 이용하여 보다 빠르고 정확한 결과를 산출함으로서 설계시간의 단축은 물론 다양한 형상의 제품들을 설계단계에서부터 생산에 이르기까지의 해석활용법을 수립하고자 하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.239-248
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• 2006

최근 들어 염해환경하의 콘크리트 구조물에 대한 정량적인 사용수명 및 장기적인 성능의 확보를 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 확률론에 기초한 새로운 내구성 해석 및 설계개념이 콘크리트 구조물의 사용수명을 증진하기 위해 매우 효과적인 것으로 나타났다. 이와 관련하여 아직까지는 설계변수와 관련한 신뢰성 있는 자료가 부족한 실정이지만, 새로운 콘크리트 구조물의 경우에는 확률론적 내구성 설계 개념을 부분적으로 적용하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 시간에 따라 변화하는 염소이온 확산계수를 고려하여 Fick의 확산방정식에 대한 해를 구하였으며, 이를 이용하여 Monte Carlo Simulation에 기초한 확률론적 내구성 해석을 수행하였다. 또한, 이를 통해 콘크리트 구조물의 내구성과 관련된 각 설계변수들의 영향을 명확히 하였으며, 제시된 확률론적 내구성 해석절차를 다양한 콘크리트 구조물로부터 얻어진 염소이온 침투자료에 적용하여 유용성을 검토하였다. 그 결과 본 연구에서 제시한 확률론적 내구성 해석절차는 향후 염해 환경에 처한 중요 콘크리트 구조물의 내구성 확보 및 기존 구조물의 염해에 기초한 잔존수명 예측에 매우 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회지
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• 제16권1호
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• pp.90-101
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• 2012

최근 일본의 설계규정(설계기준 내 재료모델)은 전 세계에서 수집된 실험 결과들을 바탕으로 개발된 것으로, 세계 최고 수준의 예측 방법으로 알려져 있다. 그럼에도 불구하고 장기간 관측된 실제 교량의 처짐은 예측결과와 많은 차이를 나타내고 있다. 이 논문에서는 콘크리트의 시간의 존적 거동에 대한 일본 설계규정의 주요 변천 과정을 소개하고, 실제 장기거동과 예측결과가 큰 차이를 보이는 원인에 대한 논의가 이루어질 것이다. 또한 내구성이 높고 경제적인 콘크리트 구조물 건설을 위한 앞으로의 연구방향이 제시될 것이다.