• 제목/요약/키워드: 내진 기준

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신(新) 유사정적 사면안정해석 기법 개발 (Development of Novel Method of Seismic Slope Stability Analysis)

  • 윤세웅;박두희;이승호;황영철
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제10권1호
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    • pp.49-54
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    • 2009
  • 지진동에 대한 사면의 안정성은 일반적으로 지진계수를 이용하여 지진하중을 유사정적 하중으로 단순화하여 한계평형법으로 평가된다. Transient 지진동은 지진계수를 이용하여 정적하중으로 대체된다. 하지만, 유사정적 해석결과에 절대적인 영향을 미치는 지진계수는 합리적인 물리적 근거 없이 산정된다. 또한 내진설계기준에 의거하여 산정되는 최대가속도는 사면의 진동특성을 반영한다고 볼 수 없으며, 이를 정확하게 예측하기 위해서는 2차원 동적해석을 수행해야 한다. 본 연구에서는 수정된 1차원 동적해석과 유사정적해석을 연결한 Hybrid 유사정적 해석법을 제안하였다. 기존의 해석기법은 깊이에 따라서 변이하는 가속도를 고려할 수 없기에 신뢰성 있는 사면의 안정성 예측이 어려운 실정이다. 수정된 1차원 지반응답해석은 깊이에 따른 사면 무게변화를 모델링하기 위하여 층의 밀도를 조정하였으며 위치별 진동가속도를 예측하기 위해서 다수의 해석을 수행하였다. 2차원 유한요소해석과 비교한 결과, 수정된 1차원 해석은 2차원 해석과 일치성이 우수한 것을 확인할 수 있었다. 해석결과를 유사정적해석에 입력하여 깊이에 따라서 변이하는 가속도 주상도를 적용하였으며 기존의 해석방법으로 계산된 안전율과 비교하였다. 비교 결과, 계산된 안전율에는 큰 차이가 발생하는 것으로 나타났으며, 기존의 해석기법으로 안전율을 예측할 경우, 매우 비현실적인 값을 계산할 수 있다. 본 연구에서 개발된 기법은 해석의 신뢰성을 현격하게 향상시키는 것으로 나타났다.

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콘크리트피복충전 각형강관 기둥-보 접합부의 주기하중 실험 (Cyclic Loading Test for Beam-to-Column Connections of Concrete Encased CFT Column)

  • 박홍근;이호준;박성순;김성배
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제26권1호
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    • pp.55-68
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    • 2014
  • 본 논문에서는 콘크리트충전 각형강관에 구조용 피복콘크리트를 적용한 합성기둥 접합부의 내진 성능을 평가하였다. 이를 위하여 두 개의 강재 보와 두 개의 프리캐스트 콘크리트 보에 대한 접합부 실험체를 제작하고 반복주기하중실험을 실시하였다. 2/3 축소모델인 기둥 단면은 670mm이고 보춤은 강재보의 경우 488mm, 588mm, PC보의 경우 700mm이다. 강재 보는 보의 춤을 실험 변수로 하였으며 PC보는 보의 휨철근비를 실험 변수로 하였다. 프리캐스트 콘크리트 보의 상부 휨철근비는 1.1%, 1.5%이다. 플랜지는 연속강판을 사용하여 강관과 연결하였으며 휨철근의 정착 및 이음을 위해서는 커플러를 적용한 특수 상세가 사용되었다. 실험결과, 하나의 강재보 실험체를 제외한 모든 실험체는 특수모멘트골조 기준인 4% 이상의 회전각을 발휘하였다. 특히 PC보 실험체는 강도와 변형능력, 에너지 소산에 있어서 우수한 성능을 보였다.

납고무받침의 비선형성을 고려한 벤치마크 사장교의 복합제어 (Hybrid Control of a Benchmark Cable-Stayed Bridge Considering Nonlinearity of a Lead Rubber Bearing)

  • Park, Kyu-Sik;Jung, Hyun-Jo;Lee, In-Won
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제6권4호
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    • pp.51-63
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    • 2002
  • 본 논문에서는 지진하중을 받는 사장교의 진동제어 기법 개발을 위해 제공된 벤치마크 사장교에 복합제어 기법을 적용하였다. 이 벤치마크 문제는 2003년 완공 예정으로 미국 Missouri 주에 건설중인 Cape Girardeau 교를 대상 구조물로 고려하였다. Cape Girardeau 교는 New Madrid 지진구역에 위치하고 Mississippi 강을 횡단하는 주요 교량이라는 점 때문에 설계 단계에서부터 내진 문제를 중요하게 고려하였다. 벤치마크 문제에는 사장교의 상세한 설계도면에 기초해 교량의 복잡한 거동을 나타낼 수 있는 3자원 선형모델과 각 제어기법의 성능을 평가하기 위한 18개의 평가기준이 제시되어 있다. 본 연구에서 적용한 복합제어 기법은 지진하중으로 인해 구조물에 발생되는 하중을 줄이기 위한 수동제어 기법과 상판변위와 같은 구조물의 응답을 추가적으로 제어하기 위한 능동제어 기법이 결합된 제어 방법이다. 수동제어 장지로는 납고무받침을 사용하였고 Bouc-Wen 모델을 사용하여 비선형 거동을 고려 할 수 있도륵 모델링 하였다. 능동제어 장치로는 이상적인 hydraulic actuators 가 사용되었으며 제어 알고리듬은 $H_2$/LQG 를 적용하였다. 수치해석 결과 제안방법의 성능은 수동제어 방법에 비해 매우 효과적이며, 능동제어 방법에 비해서는 약간 좋은 제어성능을 나타내었다. 복합제어 방법은 수동제어 부분 때문에 능동제어 방법에 비해 보다 신뢰할 수 있는 제어 방법이다. 따라서 제안된 제어방법은 지진하중을 받는 사장교의 제어를 위해 효과적으로 사용될 수 있다.

유한요소 해석을 통한 발전소 연돌 구조물의 지진취약도 분석 (Seismic Fragility Evaluation of Chimney Structure in Power Plant by Finite Element Analysis)

  • 권규빈;김진섭;권민호;박관수
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권3호
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    • pp.276-284
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    • 2019
  • 국내의 사회기반시설물인 교량이나 댐, 원전에 대한 내진 연구는 일찍부터 활발한 연구가 진행되어왔지만 화력발전소 구조물의 경우 사회적 중요성에 비해 지진에 대한 안전성 평가기술에 대한 연구가 미비한 실정이다. 이에 본 논문에서는 16개의 실제 발생한 지진파와 12개의 PGA에 대해 총 192회의 동적해석을 수행하였다. 그 결과 콘크리트의 압축강도와 연돌 구조물의 상대변위의 경우 적용한 지진파별로 PGA값이 증가함에 따라서 파괴확률이 증가하는 양상을 보여주었지만 지진파 별로 상이하였다. 이는 연돌의 고유치 해석 결과 주된 모드와 유사한 장주기 성분이 많은 지진파에서는 취약하기 때문인 것으로 분석되었다. 이를 바탕으로 취약도 곡선을 도출하여 우리나라 지역계수 0.22G를 기준으로 분석한 결과 콘크리트 압축이 한계상태에 도달한 비율은 25%이고 상대 변위가 한계상태에 도달한 비율은 13%이다. 따라서 지진이 발생했을 경우 상대 변위에 의해 붕괴될 확률보다 압축파괴에 의한 붕괴 확률이 높다. 이에 본 연구대상인 연돌에 대한 취약도 곡선은 지진이 발생했을 때 대상 구조물에 대한 한계상태를 판별하는 정량적 근거가 되고 화력발전 연돌 구조물의 지진에 대한 안전설계시 활용될 수 있다.

비선형 다중회귀분석을 통한 국내 화강 풍화대 전단파 속도 평가에 대한 사례 연구 (Estimation of Shear Wave Velocity of Weathered Granite Layer Using Nonlinear Multiple Regression Analysis; A Case Study in South Korea)

  • 이승환;백성하;정충기;곽태영
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제37권6호
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    • pp.29-37
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    • 2021
  • 화강 풍화대 지반은 지반구조물의 주요 지지층으로 활용되고 있으므로 화강 풍화대의 지반특성을 평가하는 것은 중요하다. 특히, 내진설계의 중요성이 부각되고 있음에 따라 지반분류 및 지반 최대 전단 탄성계수(Gmax) 평가에 활용되는 전단파 속도(VS)의 합리적인 평가의 중요성이 증가하고 있다. 본 연구에서는 국내 화강 풍화대 지층을 대상으로 표준관입시험(SPT: Standard penetration test) N60 및 채취한 시료의 화학적 풍화지수를 바탕으로 비선형 다변량 회귀분석을 수행하여 전단파 속도(VS) 추정식을 제안하였고, 기존 관련 연구결과와 비교하였다. 화학적 풍화지수를 추가적인 독립변수로 고려하여 풍화도를 고려한 경우 N60만을 사용하여 수행한 단순 회귀분석 결과에 비해 결정계수가 증가하여 전단파 속도 추정식의 정확도가 향상됨을 확인하였다.

스프링과 방진고무가 융합된 제진장치의 하중-변위 관계 (Load-Displacement Relationship of Passive Vibration Units Composed with a Spring and Vibration-Proof Rubbers)

  • 문주현;임채림;왕혜린;양근혁
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제25권6호
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    • pp.226-234
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    • 2021
  • 이 연구의 목적은 천장구조재의 내진성능향상을 위해 개발된 제진장치(seismic damping·isolation unit, 이하 SDI 유닛)의 압축 및 인장하중상태의 하중-변위 관계를 평가하고 축하중 설계를 위한 기초자료를 구축하는데에 있다. 주요변수는 스프링의 유무, 방진고무의 적층수와 스프링과 방진고무의 결합을 위해 설치된 볼트의 프리스트레스력의 크기 그리고 재하방법이다. 실험결과 볼트의 프리스트레스력의 크기가 클수록, 반복하중 보다는 단조하중에서, 그리고 스프링이 있는 SDI 유닛은 하중-변위관계에서 탄성한계점까지의 강성증가 뿐만 아니라 최대 하중 이후의 연성거동에 유리하였다. 결과적으로 에너지 소산능력은 스프링이 있으면서, 3층의 방진고무 및 볼트 항복강도의 10%의 프리스트레스력을 갖는 SDI 유닛에서 가장 높았다. 개발된 SDI 유닛의 인장내력에 대해 JIS B 2704-1(2018) 및 KDS 31 00(2019)의 기준은 단조상태에서는 안전측에서 평가된 반면, 반복하중상태에서 약 10% 높게 평가되었다.

동물 결핵

  • 조윤상
    • 대한수의사회지
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    • 제44권9호
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    • pp.803-818
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    • 2008
  • 동물의 결핵은 Mycobacterium bovis의 감염에 의한 만성 소모성 질병이며 인수공통전염병이다. 동물로부터 사람으로의 결핵 전염은 생유 섭취하던 시대에 상당히 많이 보고되었다. 우유의 살균처리와 소에서 피내진단에 의한 양성우 살처분 및 보상금 지급 정책을 전개하면서 M. bovis의 사람전염은 급격히 감소하였다. 소 결핵은 우리나라에서 연간 0.15% 내외의 발생을 보이고 있으며, 발생의 주원인으로는 외부입식소, 인근발생농장, 과거발생농장의 사후관리소홀 등이다. 사람 결핵의 주원인균인 M. tuberculosis와 M. bovis는 유전체가 99.9% 유사하며, M. bovis를 M. tuberculosis의 아종으로 분류하기도 한다. 두 세균은 M. tuberculosis complex에 속하며, M. tuberculosis와 M. bovis이외에도 M. africanum, M. canettii, M. microti, M. pinnipedii 등이 있다. M. bovis는 M. tuberculosis complex중에서 가장 넓은 숙주범위를 가진다. M. bovis의 대표적인 숙주는 종이름에도 나타나 있듯이 소이다. 소결핵 전파원으로서는 M. bovis에 감염된 소가 가장 중요하다. 소 이외에도 면양, 산양, 말, 돼지, 사슴, 엘크, 영양 (antelope, kudus, elands, sitatungas, oryxes, addaxes), 개, 고양이, 흰족제비 (ferrets), 낙타, 여우, 밍크, 오소리, 쥐, 영장류, 라마, 맥 (tapirs), 코끼리, 코뿔소 (rhinoceroses), 주머니쥐, 땅다람쥐 (ground squirrels), 수달 (otters), 물개, 산토끼 (hares), 두더쥐 (moles), 너구리 (raccoons), 코요테, 사자, 호랑이, 표범, 살쾡이 (lynx) 등에 감염될 수 있으나, 대부분 종결숙주 (spillover host)로 가축의 결핵방제가 유지되고 있는 국가에서는 야생동물 결핵의 가축 전염이 문제시되고 있다. M. bovis는 주로 호흡기와 소화기를 통하여 감염되며, 결핵결절이 형성되는 부위를 관찰하면 감염경로를 추정할 수 있다. 결핵에 감염되면, 초기에는 뚜렷한 임상증상을 보이지 않으나, 아침, 추운 날씨, 또는 운동 중에 심한 기침을 하며, 호흡곤란을 일으킬 수 있다. 결핵은 감염되어도 대부분 무증상이기 때문에 피내진단, 결핵결절 병리소견, 원인균 분리 등에 의해 진단하여야 한다. 감염된 결핵균은 탐식세포에 탐식되어 특징적인 육아종성 결절 병변으로 진행된다. 현재 결핵은 피내진단과 결핵결절 병리소견 등에 의해 판정하고 있다. 최신 진단법으로는 피내진단을 대체할 수 있는 인터페론 감마 검사법과 우군의 결핵 스크리닝과 말기 결핵 검사에 우수한 항체진단법이 개발되어 있다. 그러나, 소 결핵 근절을 위해서는 일관성있는 진단법과 진단기준을 적용하는 것이 중요한 성공요인중 하나이다. 소결핵 청정국인 호주와 캐나다에서는 피내진단과 도축장 결절검사를 결핵 양성우 색출방법의 근간으로 삼고 있으며, 소결핵 근절의 최종단계에 이르러서는 특이적인 검사법을 적용하였지만, 근절목적상 민감성이 높은 피내진단법을 사용하였다. 이와 더불어, 피내진단 양성우의 부검소견과 원인균 분리를 통해 결핵을 확진하여 출처농장의 역추적 검사를 통하여 결핵 양성소를 제거하였다. 한편, 결핵의 농장간 및 지역간 전파방지를 위해 결핵 청정농장과 결핵 오염농장, 결핵 청정지역과 결핵 오염지역 구분을 통하여 결핵 오염농장과 결핵 오염지역으로부터 결핵 청정농장과 결핵 청정지역으로의 이동전 결핵 검진을 통해 개체 이동에 따른 결핵 전파를 근본적으로 차단하는 시스템을 엄격히 적용한 것이 주요한 성공 요인중 하나였다. 호주 결핵 근절정책 성공요인을 요약하면, 일관성 있는 결핵진단법 적용, 양성우 출처농장의 철저한 역추적 검사, 개체 이동전 결핵 음성증명 확인, 농가단체의 경제적 및 방역상 적극적인 지원 및 협조 결핵의 지속적인 모니터 링과 현장요구에 부응하는 방제신기술의 지속적인 연구개발 등을 들 수 있다. 최근 들어 국내 동물 결핵은 소, 특히, 한우의 결핵발생이 증가하고 있으며, 사슴 결핵발생도 증가하고 있다. 농장간 및 지역간에 결핵 감수성 가축, 특히, 소와 사슴의 거래가 아주 복잡하게 이루어지고 있는 현실을 고려할 때, 결핵전파의 주원인인 결핵감염 소나 사슴의 농장내 반입을 철저히 차단해야 할 것이다. 이때, 개체 검사는 물론이고, 출처농장에 대한 결핵 음성을 확인한 후 입식하여야 할 것이며, 입식 후에도 60일정도 격리사육하면서 피내진단등 결핵검진 후 음성인 경우에만 합사하여야 할 것이다. M. bovis는 사람을 비롯한 거의 모든 온혈동물에서 결핵을 일으킬 수 있기 때문에, 결핵 감염소로 판정된 농장 종사자는 각 시도 보건소의 협조를 받아 결핵검진을 받도록 해야 한다. 농장 가축에 접촉할 수 있는 야생동물의 접촉을 차단하여야 하며, 특히, 농장 사료의 야생동물에 의한 오염을 방지할 수 있는 사료창고관리를 철저히 해야 한다. 결핵 감염소를 다룰 때는 분비물 또는 가검물에 의해 감염될 수 있기 때문에 개인방역장비 - 방역복, 마스크, 비닐장갑, 비닐장화 - 를 착용한 상태에서 다루어야 한다. 특히, 결핵 감염소를 매몰 또는 소각하는 과정에서 결핵 감염소의 배설물 및 분비물 처리를 철저히 하여야 한다. 모든 작업을 마친 후에는 개인방역장비, 매몰 또는 소각에 사용하였던 장비 등을 청소 및 소독하고 필요시 소각 또는 매몰하여야 하며, 개인감염위험과 타인 감염위험을 방지하기 위해 노출부위를 세척하여야 한다.

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원자력발전소의 부지감시시스템의 운영과 활용 (Site Monitoring System of Earthquake, Fault and Slope for Nuclear Power Plant Sites)

  • 박동희;조성일;이용희;최원학;이동훈;김학성
    • 자원환경지질
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    • 제51권2호
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    • pp.185-201
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    • 2018
  • 원자력발전소는 부지선정, 부지조사, 설계, 건설 및 운영의 전 과정에 걸쳐 지질조사, 단층 및 지진 특성 분석, 탄성파 탐사, 시추조사, 지반특성 분석 등 모든 가능한 지질학적, 지진학적, 지구물리학적 조사와 자료 분석을 통하여 자연재해 및 인위적 재해에 대하여 건전성을 확보할 수 있도록 견고하게 건설, 운영되고 있다. 본 단보에서는 한국수력원자력(주)에서 자연재해에 대해 원자력발전소 부지의 안전성을 평가하기 위하여 구축하여 운영 중인 지진관측시스템, 단층감시시스템, 사면감시시스템 등 일련의 부지감시시스템의 현황 및 주요 관측 자료에 대한 분석결과를 소개하고자 한다. 원자력발전소에는 발전소의 구조물 및 자유장에 여러 대의 가속도계와 지진 트리거로 구성된 지진감시계통을 구성하여 내진설계의 적절성 평가, 지진으로 인한 운전기준 초과 판정, 지진 신속 대응에 활용하고 있다. 이와는 별도로 단층과 지진과의 상관성 분석, 지진발생 특성 연구, 지진재해도 평가 등 원전 부지의 지진안전성 확보를 위하여 1999년부터 원자력 발전소 부지 내 및 인근 지역에 총 13개소의 지진관측소를 운영하고 있으며, 2017년 최신의 지진관측 장비로 교체 설치하였다. 또한 원전 인근의 단층의 활동성을 감시하기 위하여 국내에서 처음으로 체계적으로 단층감시 기반을 확립한 읍천단층 감시시스템(Eupcheon Fault Monitoring System, EFMS)을 2012년 1월부터 운영하고 있다. EFMS는 시추공 변형률계 및 지진계, 지표변위계, GPS, 지하수위계 등으로 구성되며, 상기 계측기의 자료분석 결과 읍천단층은 한반도 동남부 일대에서 발생된 지진에 의해서도 영향을 받지 않는 안정된 단층임을 입증할 수 있었으며, 단층의 지진 안전성 해석과 지진예측 연구에도 단층 감시시스템이 매우 유용하게 활용될 수 있음을 확인하였다. 추가적으로, 2016년부터는 원전 부지 내 사면의 안전성 평가를 위하여 한울원전 배후사면을 대상으로 지중경사계, 지표경사계, 사면변위계, 강우량계 등을 설치하고 K-SLOPE 시스템을 구축하여 사면 거동을 감시하고 있으며, 전체 사면의 거시적 변형거동 평가를 위해 지상 LiDAR를 활용한 분석을 실시하였다. 상기와 같이 한국수력원자력(주)에서는 원자력발전소의 지진 등 자연재해에 대한 부지 안전성 평가를 위하여 실시간 부지 감시기반을 구축, 운영하고 있으며 지속적인 관측자료의 분석기법 고도화, 지진 및 단층과의 상관성 분석, 단층 장기 거통특성예측 기술개발을 통하여 보다 견고하게 원자력발전소의 지진안전성 확보에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

레일리파 분산을 역산하여 구한 횡파속도를 이용한 춘천시의 부지특성 (Site Characterization using Shear-Wave Velocities Inverted from Rayleigh-Wave Dispersion in Chuncheon, Korea)

  • 정진훈;김기영
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제17권1호
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    • pp.1-10
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    • 2014
  • 춘천시 인구 밀집지역의 지반특성 파악 및 분류를 목적으로 2011년 1월부터 2013년 5월까지 고유진동수 1 Hz인 수직성분 속도센서 4대와 4.5 Hz 수직 지오폰 24개를 이용하여 춘천시계 내의 50 지점(산림지 4 곳 포함)에서 레일리파를 기록하였다. 확장된 공간자기상관함수법으로 얻은 레일리파 분산곡선을 두께 1 m인 40개 수평층의 횡파속도($v_s$) 모델로 역산하였다. 또한 이를 바탕으로 풍화암질 기반암의 깊이($D_b$) 및 횡파속도($v_s^b$), 토양층의 평균 횡파속도($\bar{v}_s^s$), 깊이 30m까지의 횡파속도($v_s30$)를 각각 산출하였다. 46개 저고도 측점에서 구한 $D_b$, $v_s^b$, $\bar{v}_s^s$, $v_s30$는 각각 5 ~ 29 m, 404 ~ 561 m/s, 208 ~ 375 m/s, 226 ~ 583 m/s의 범위를 갖는다. 이는 국내 내진설계기준에 따르면 단단한 토사지반 $S_D$와 매우 조밀한 토사지반 및 연암지반인 $S_C$에 해당한다. $v_s30$의 대표적 지시자를 파악하기 위해 토지피복 종류, 기반암 암상, 지표면 경사도 및 지표 고도와의 상관도를 분석하였다. 그 결과, 가장 좋은 지시자인 고도와의 상관성(r = 0.41)도 미약하게 나타나서, 상대적으로 작은 면적의 춘천시만을 대상으로 적용하기에는 신뢰성에 한계가 있다고 판단된다.

반복하중을 받는 강섬유 보강 철근콘크리트 외부 접합부의 거동 특성 (Behavior of Steel Fiber-Reinforced Concrete Exterior Connections under Cyclic Loads)

  • 권우현;김우석;강현구;홍성걸;곽윤근
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제23권6호
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    • pp.711-722
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    • 2011
  • 횡보강근이 적게 포함된 보통강도 철근콘크리트 보-기둥 접합부에서 강섬유의 보강효과에 관한 실험적 연구를 진행하였다. 이를 규명하기 위해 총 10개의 접합부 실험체를 제작하였으며, 접합부 횡보강근량과 강섬유 혼입률($V_f$ = 0%, 1%, 1.5%)을 주요변수로 실험하였다. 실험은 총 19싸이클의 반복주기하중의 형태로 가력되었으며 각 싸이클의 반복회수는 2싸이클씩 준정적 지진하중의 형태로 적용되었다. 실험 결과를 통해 보통 강도 철근콘크리트 보-기둥 접합부에 강섬유를 보강함으로써 횡보강근 감소에 따른 피해정도를 어느 정도 줄일 수 있다는 결론을 얻었고, 또한 강섬유 보강으로 접합부 전단강도를 증가시킬 수 있고 동시에 에너지소산능력을 향상시킬 수 있다는 결론을 도출하였다. 보다 정량적인 평가를 위해 이 연구의 시험체들과 기존의 보-기둥 접합부 RC 시험체들에서 측정된 최대 접합부 전단강도값과 ACI 352R-02의 설계기준식, Jiuru et al.의 제안식, 그리고 Kim et al.의 제안식을 비교 분석하였다. 이러한 분석 결과 Jiuru et al.의 전단강도 제안식이 실험 결과를 과대평가하는데 반해 Kim et al.의 전단강도 제안식은 모든 시험체에 대해 안정적인 결과와 적은 오차범위를 나타내었다. 따라서, 이 연구를 바탕으로 해서 적절한 접합부 배근상세와 함께 강섬유 보강 철근콘크리트 보-기둥 접합부에 대한 추가적인 연구가 진행된다면, 횡보강근의 감소를 통한 시공의 어려움 해소 및 내진성능의 향상이 가능할 것으로 판단된다.