GFRP 보강근의 인장강도 및 부착성능 등은 철근과 다르기 때문에 GFRP 보강근을 콘크리트 구조물에 적용하기 위해서는 GFRP 보강근으로 보강된 콘크리트 부재의 거동에 관한 연구가 선행되어야 한다. GFRP는 높은 비강도, 경량성, 비부식성 등의 장점을 가지고 있으나 탄성계수가 철근보다 작아 상대적으로 큰 처짐이 발생하는 단점이 있다. 교량 바닥판은 아칭효과 등에 의해 휨성능이 증가하므로 FRP 보강근을 우선 적용할 수 있는 대상 중 하나이다. 본 논문은 국내에서 개발된 철근 대체재용 GFRP 보강근의 콘크리트 구조물로의 적용 가능성을 관찰하기 위한 실험연구에 관한 것이다. 대상 실험체는 폭과 길이가 3,000 mm, 4,000 mm이고 두께가 240 mm인 실제 크기의 콘크리트 바닥판이다. 실험변수는 보강근 종류(철근, GFRP 보강근)와 보강비로 총 3개의 바닥판을 제작하였다. 정적실험을 수행하였으며 DB-24 하중등급의 축하중을 모사한 재하면적을 가진 직사각형 강재로 바닥판이 파괴될 때까지 집중하중을 가하였다. 철근 보강 바닥판과 GFRP 보강 바닥판의 거동차이를 최대성능, 처짐 및 균열 거동 등에 대해 비교 검토하였다.
자기부상열차는 궤도 위에 부상하여 운행하는 시스템이다. 자기부상열차의 특성상 주행 중 부상공극을 일정하게 유지하는 것이 사용성 및 승객의 승차감 면에서 매우 중요하다. 이 연구는 2006년 출범한 도시형 자기부상열차 실용화 사업단의 3-1 세부과제 선로구축물 성능개선 과제의 협동연구과제로 자 기부상열차교량 상부구조의 급속시공법 개발을 목표로 연구를 수행하였다. 현재 도로교에서 프리캐스트 바닥판은 품질, 공기 면에서 현장타설 바닥판에 비해 우수하며, 널리 사용되고 있다. 따라서, 연구진은 3-1세부과제의 주관기관인 한국철도기술연구원과 협업을 통하여 1차년도에 PSC-U형 거더 및 개구제형 강재 거더에 프리캐스트 바닥판을 적용하여 자기부상열차 가이드웨이의 기본 시스템을 제안한 바 있다. 이 연구에서는 프리캐스트 바닥판과 체일 체결구조의 구조안전성 검토를 목적으로 실대형 요소실험체를 제작, 이들 실험체의 사용하중 상태 및 극한하중 상태의 정적성능평가 실험을 수행하였다.
국내 주거의 주종인 아파트의 구조형식은 벽식 철근콘크리트조로 경제성 때문에 대부분 고층으로 지어지고 있다. 철근 콘크리트구조 건물을 구체공사비중 상당부분이 거푸집공사에 투입되고 있다. 구체공사의 공기(工期)는 층당 소요일수로 산정할 수 있는데 공사비 절감 및 공기단축을 통한 시공효율상의 향상을 위해서는 지주시스템의 효율적인 전용(轉用)이 필수적이라 할 수 있다. 본 연구에서는 벽식구조 아파트의 현장조사를 토대로, 현재 사용되고 있는 지주시스템 및 바닥슬래브에 대한 응력해석을 수행하고, 이를 분석하여 공기단축의 가능성을 검토하였다.
본 논문에서는 중공단면 형상의 유리섬유 강화 복합소재 교량바닥판의 개발에 관련된 연구 절차와 결과를 기술하였다. 설계된 3셀 단면에 대해 적층설계를 수행하였고, DB24 하중에 대한 플레이트 거더 복합소재 바닥판 교량의 유한요소해석을 통하여 처짐 사용성, 강도, 파괴 및 좌굴안정성 등의 구조적 특성을 평가하였다. 설계, 해석된 복합소재 바닥판 튜브는 인발성형으로 제작하였고, 구조적인 거동을 실험적으로 평가하기 위해 3점 휨시험, 거더 연결부시험, 방호벽 연결부시험을 실시하였고, DB24하중의 200만회 반복하중에 대해 압축피로시험, 휨피로시험 등 광범위한 구조성능시험을 실시하였다. 또한 시범시공된 복합소재 바닥판 플레이트 거더교량에 대한 현장 재하시험에서도 구조 안전성 및 사용성을 검토 하였다.
Floor Impact Noise is a structure-borne noise which is mainly caused by vibration of concrete slabs. The majority of previous studies have focused on investigating performance of absorbing sheets on the reduction of floor impact noise. But absorbing sheets do not efficiently reduce heavy-weight floor impact noise level because it cannot absorb slab vibration, which is the fundamental noise source. In this study, double-floor system was developed in order to reduce floor impact noise level in residual buildings. This floor system reduces heavy-weight impact noise level by reducing vibration response at the center of slab, which has maximum amplitude in the 1st vibration mode. In order to identify the performance of the double-floor system, experiments were planned. Primary test parameters are span of double floor, arrangement and types of absorbing sheets.
바낙 공기 급기(UFAD, underfloor air distribution)는 사무실과 상업 건물의 공조를 위하여 바닥 하부 공간을 사용하는 혁신적인 기술이다. 북미에서는 UFAD가 기존 천장 공기 급기 방식에 비하여 많은 장점을 지니므로 그 수요가 날로 증가하고 있다. 잘 설계된 UFAD 시스템은 다음과 같은 장점을 지닌다. - 건물의 용도 변경에 따픈 유연성이 우수하므로 건물의 생애 주기 비용을 감소시킨다. - 개별 쾌적성 제어가 가능하므로 온열 쾌적성, 거주자의 만족도 그리고 생산성을 향상시킨다. - 거주자주변에 직접 선선한 공기를 공급하므로 환기 효율, 실내 공기질 그리고 건강 상태를 향상시킨다. - 이코노마이저 운전, 온도 성층화 그리고 낮은 정합 운전에 의하여 에너지 비용을 감소시킨다. - 설비 공간이 축소되고 표준 철골 구조에서는 콘크리트 구조체 변경이 가능하므로 새 건축 공법에서는 충고를 감소시킬 수 있다. 1995년까지만 해도 UFAD는 파격적인 설계 기법이라고 여겨졌지만, 이제 설계자와 건축업자들은 2004년까지 신축되는 사무용 건축품의 35%는 바닥을 높인 기법이 적용되며 이 중 반 정도가 UFAD를 채택할 것이라고 예측하고 있다. 2000년 2억불이라고 추정되던 바닥을 높이는 건축의 시장 규모가 2004년에는 최소 10억불이 되리라고 예측된다. UFAD는 기본 연구에 의한 정립된 표준화된 설계 기법과 지침이 아직 마련되지 않았음에도 불구하고 현재 설계, 시공되고 있다. 이라한 경향은 펄수적인 연구가 수행되어 관련 업계가 지식과 경험을 충분히 쌓기 전까지는 계속될 전망이다. 본고는 시스템 설계와 운영의 주요한 특징, 기존 방식과 비교하여 지니고 있는 잠재적인 장점, 한계와 기술 개발의 필요성, UFAD 기술 개발을 위하여 계속적으로 요구되는 연구 분야 등을 서술함으로써 현재 UFAD 기술에 대한 평가를 한다.
이 연구에서는 선로구축물을 최소화 할 수 있어 도시형 자기부상철도로 적합한 LIM 방식 자기부상철도의 궤도시스템을 개발 제안하였다. 도심지에 건설될 경우 많은 사치적 비용을 초래하므로 공사기간을 단축할 수 있도록 프리캐스트 바닥판을 사용하는 상부구조 형식을 채택하였으며 바닥판 시공시 침목이 함께 설치 될 수 있는 트윈블록 침목 궤도시스템을 개발하였다. 제안한 트윈블록 침목 궤도시스템에 대해 유한요소해석과 실험을 통해 구조적 안전성을 검증하였으며 모의시공시험 및 기계연구원 시험선 시공을 통해 그 시공성을 확인하였다.
대형시험장비가 설치되는 실험실의 계획에서 장비의 진동은 간과할 수 없는 고려사항이다. 따라서 시험장비를 지지하는 구조물과 기초의 설계시 시험장비의 운행 중 발생하는 공진을 피할 수 있는 구조적 체계의 진동특성에 대한 적절한 평가가 요구된다. 본 논문은 동적특성을 얻기 위해 바닥구조물의 FE 모델링에 관하여 기술하였다. 또한 진동저감을 위한 시험장비기초의 설계를 위해 tuning, 진동기준. 방진시스템을 검토하였다. 시험장비의 진동을 줄이는 최선의 방법은 low tuning 이였으며 이의 구현을 위해 방진스프링과 함께 단단한 콘크리트 블록위에 시험장비를 설치하였다. 총체적인 방진시스템의 구조적 진동특성은 이동성, 힘, 속도 스펙트라를 이용해 표현되었다. 전달과 지점이동 FRF의 비를 시뮬레이션을 통해 비교함으로서 바닥 슬래브의 진동전달 정도가 관찰되었다.
초고성능콘크리트(Ultra High Performance Concrete, UHPC)는 높은 강도와 내구성을 가지는 우수한 구조재료이다. 이러한 새로운 재료의 활용 기술은 경량의 슬림한 구조로서 우수한 성능을 가지는 구조물의 건설을 실현할 수 있는 효과적인 방안으로 주목받고 있다. 이 연구는 하이브리드 사장교 적용을 위한 UHPC프리캐스트 바닥판 시스템 개발의 일부로서 정모멘트 구간에서 철근겹침이음 방식에 의하여 연결되는 이음부의 거동 특성을 실험적으로 규명하는데 주된 목적이 있다. 주요 실험변수는 철근겹침이음길이이며 실험변수의 영향을 검증하기 위하여 총 12개의 휨실험체를 제작하였고, 이에 대한 4점 휨재하실험을 수행하였다. 현행 도로교설계기준에서 철근겹침이음에 대한 최소길이 규정은 UHPC를 적용한 프리캐스트 바닥판 시스템에서는 매우 보수적인 규정임을 실험결과로부터 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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