• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제30권3호
• /
• pp.215-222
• /
• 2017

프리스트레스트 보의 인장력 변화에 따른 콘크리트 응력 수준을 평가하기 위하여, 초음파를 이용하는 기존의 방법보다 개선된 비선형 초음파 공진 기법의 도입을 제안하였다. 이는 동일하게 초음파를 사용하는 선형의 기법보다 월등히 높은 민감도를 보이므로 초기 상태의 응력 평가에도 유리하다. 비선형 초음파 공진 기법은 초음파 통과시 매질 상태에 따른 공진 주파수의 변화의 정도로부터 계산되는 비선형 인자의 값을 측정하며, 측정 결과는 콘크리트의 응력 상태와도 밀접한 연관을 갖는다. 본 연구에서는 유압 펌프를 통한 인장력 작용에 따른 비선형 인자의 측정을 수행함으로써 두 인자 사이에 밀접한 연관성이 있음을 확인하고, 반복적인 하중 이력의 작용이 비선형 인자의 변화에 미치는 영향을 분석하였다. 추가적으로, 선형 초음파 전파 속도 측정 결과를 비교하여 제안한 방법의 민감도를 검증하였다. 측정 결과를 통해 프리스트레스트 보의 콘크리트 응력 수준 평가를 위한 비선형 초음파 공진 기법의 적용 가능성을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제28권4호
• /
• pp.481-488
• /
• 2016

콘크리트는 공용기간동안 구조물 자체의 자중 및 이동 하중에 따른 응력을 받게 되며, 이러한 응력은 구조적인 거동뿐 아니라 내구적인 거동에도 영향을 준다. 대단위 콘크리트 부재의 시공은 시공이음을 요구하는데, 면처리 불량 또는 이어치기의 지연에 의해 콜드조인트가 발생하게 된다. 이러한 콜드조인트는 전단력에 취약할 뿐 아니라 염화물 확산성에도 영향을 미친다. 본 연구에서는 응력조건과 콜드조인트가 콘크리트의 염화물 확산에 미치는 영향을 정량적으로 평가하였다. 콜드조인트를 가진 콘크리트는 인장하중 수준이 30%에서 60%로 커질 때, 확산계수는 꾸준하게 증가하여 건전부와 큰 차이를 보이지 않았다. 그러나 압축부에서는 하중재하 30% 수준부터 콜드조인트 콘크리트에서 염화물 확산계수가 크게 증가하여 확산계수가 170% 이상 증가하였다. 이러한 특성은 압축하중을 받는 건전부 콘크리트와 큰 차이가 있으므로 이음부를 가지는 콘크리트의 내구성 설계에 주의가 필요하다.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지진공학회 2000년도 춘계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Spring
• /
• pp.159-169
• /
• 2000

본논문에서는 강섬유 철근 콘크리트 보(SFRC) 의 감쇄 거동에 대해서 실험적인 방법과 수치 해석적인 방법으로 연구를 수행하였다 SFRC는 보다 향상된 에너지 소산능력으로 일반 철근 콘크리트보에 비하여 뛰어난 감쇄 거동을 보인다. 감쇄거동은 종방향 철근비강섬유의 형태와 부피 콘크리트 강도 응력 수준등에 의해 영향을 받는다 SFRC보의 감쇠는 다양한 수준의 균열상태에서의 동적실험 데이터를 통하여 평가하였다 곡률과 감쇠의 관계식에 기초한 유한요소 프로그램(TICAL) 이 개발되었으며 0.44%의 강섬유를 혼입한 보의 경우 5-35%의 감쇠비 증가를 보였다

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제23권6호
• /
• pp.45-52
• /
• 2019

이산화탄소 농도가 높은 도심지의 경우 탄산화로 인한 철근부식이 발생하기 쉬우며 이는 콘크리트 구조물의 내구수명을 감소시킨다. 콘크리트 구조물의 경우 다양한 구속조건을 가지며 항상 외부의 재하하중을 받고 있다. 도입된 응력수준은 이산화탄소와 같은 유해인자의 확산을 변화시키며 탄산화 깊이의 변동성을 야기한다. 본 연구에서는 응력재하수준에 따른 탄산화 변동성을 정량화하였으며, 이를 이용하여 탄산화 예측식을 도출하였다. 내구성 설계인자인 피복두께, 이산화탄소 확산계수, 탄산화 반응 수화물, 그리고 외부 이산화탄소 농도를 확률변수로 정의하였으며, MCS을 통하여 영향인자의 변동성에 따른 내구수명을 도출하였다. 또한 응력수준에 따라 변화하는 내구수명을 도출하였으며, 이를 결정론적인 방법의 결과와 비교하였다. 피복두께 및 내부 수화물 생성이 내구수명 변동성에 가장 큰 영향을 미쳤으며, 응력수준을 고려한 내구수명평가는 유지관리 우선순위 설정에 합리적으로 적용할 수 있다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제13권5호
• /
• pp.447-456
• /
• 2001

그 동안 많은 연구자들은 콘크리트의 응력-변형률 관계의 비선형 거동을 적절한 수식으로 나타내기 위해 많은 노력을 해 왔다. 그러나 이 응력-변형률 관계에 대한 대부분의 경험식은 경화된 콘크리트에 촛점을 맞추어 왔으며, 초기재령에서의 콘크리트의 거동을 잘 나타내지 못하였다. 여기서 초기재령에서 경화시까지 걸친 전 콘크리트의 재령에 대한 폭 넓은 이해는 콘크리트구조물의 내구성과 잔존수명을 평가하는데 있어서 매우 중요하다. 본 논문에서는 5가지의 강도수준과 12시간에서 28일까지의 재령에 대하여 응력-변형률 관계를 검토하였으며, 20$\pm$3$^{\circ}C$ 에서 수중양생된 ø100$\times$200mm의 원주공시체에 대하여 1축압축강도실험을 수행했다. 실험결과에 대한 회귀분석을 수행하여 강도와 재령에 따른 응력-변형률 관계의 모델식을 제시하였으며, 제시된 모델식의 검증을 위하여 실험결과와 기존의 실험결과와 모델식에 대한 해석적 검토도 수행하였다. 해석결과, 제시된 모델식이 실험결과와 잘 맞으며 응력-변형률 관계에 강도와 재령이 미치는 영향을 잘 나타내고 있음을 알 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제27권6호
• /
• pp.1-12
• /
• 2023

본 논문에서는 MCE를 적용한 콘크리트 댐 피어부의 동적소성해석을 통한 내진성능평가 수행 시 소성재료모델, 성능수준 평가 방법에 대한 현행 기준의 적용성을 검토하고 개선안을 제시하였다. 다양한 조건으로 동적소성해석을 수행하여 소성재료모델에 대한 적용성을 검토하였고, 그 결과 현행 댐 내진성능평가요령에서 제시하는 평균응력-평균변형률 기법은 최소철근비가 확보되지 않은 조건에서 동적탄성해석으로 예측한 결과보다 피어부의 응답을 과소평가하는 것으로 확인되었다. 따라서 최소철근비가 확보되지 않은 댐 피어부는 무근콘크리트로 간주하여 콘크리트 인장거동특성에 파괴에너지를 적용하는 방법으로 피어부 성능수준을 평가하도록 하는 개선안을 도출하였다. 개선사항 적용할 경우 현행 내진성능평가 방법보다 보수적인 평가결과를 도출할 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제23권6호
• /
• pp.53-60
• /
• 2019

이산화탄소 농도가 높은 도심지의 경우 탄산화로 인한 철근부식이 발생하기 쉬우며 이는 콘크리트 구조물의 내구수명을 감소시킨다. 콘크리트 구조물의 경우 다양한 구속조건을 가지며 항상 외부의 재하하중을 받고 있다. 도입된 응력수준은 이산화탄소와 같은 유해인자의 확산을 변화시키며 탄산화 깊이의 변동성을 야기한다. 본 연구에서는 응력재하수준에 따른 탄산화 변동성을 정량화하였으며, 이를 이용하여 탄산화 예측식을 도출하였다. 내구성 설계인자인 피복두께, 이산화탄소 확산계수, 탄산화 반응 수화물, 그리고 외부 이산화탄소 농도를 확률변수로 정의하였으며, MCS을 통하여 영향인자의 변동성에 따른 내구수명을 도출하였다. 또한 응력수준에 따라 변화하는 내구수명을 도출하였으며, 이를 결정론적인 방법의 결과와 비교하였다. 피복두께 및 내부 수화물 생성이 내구수명 변동성에 가장 큰 영향을 미쳤으며, 응력수준을 고려한 내구수명평가는 유지관리 우선순위 설정에 합리적으로 적용할 수 있다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제29권6A호
• /
• pp.577-585
• /
• 2009

이 논문은 원전 격납건물의 극한내압능력 평가와 비선형해석을 수행하기 위하여 개발된 해석프로그램인 9절점 퇴화 쉘 유한요소에 대하여 기술하였다. 개발된 쉘 유한요소는 퇴화 고체기법과 구조물에서 발생하는 횡전단변형도를 고려하기 위하여 Reissner-Mindlin(RM)가정을 도입하였다. 콘크리트의 재료모델은 등가응력-등가변형률의 관계를 이용하여 콘크리트의 응력과 변형률의 수준을 결정하고, 콘크리트에 균열이 발생하면 부착응력을 고려하는 인장강성모델과 균열면에서의 전단전달 메카니즘 그리고 균열면에서 압축강도 감소모델 등으로 재료적 거동을 나타내었다. 또한 균열발생기준으로 압축-인장영역에는 Niwa가 제안한 응력포락선을 도입하였고, 인장-인장영역에는 Aoyagi-Yamada가 제안한 응력포락선을 사용하였다. 개발된 프로그램의 성능은 다양한 수치예제를 통하여 검증하였다. 검증예제 결과로부터 개발된 쉘 유한요소를 이용한 해석결과는 실험결과 또는 다른 해석결과와 유사한 결과를 도출하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제23권1호
• /
• pp.122-129
• /
• 2019

콘크리트에서 염소 이온과 같은 열화물질의 이동은 응력상태 및 재령의 증가에 기인한 공극구조에 따라 변화한다. 본 연구에서는 재령 28일, 91일, 그리고 365일 양생된 OPC 콘크리트의 압축 및 인장 하중조건을 고려하여 촉진탄산화 실험을 실시하였으며, 탄산화 거동을 평가하였다. KS F 2584에 의거하여 탄산화 속도계수를 도출하였는데, 하중을 고려하지 않을 경우 탄산화 속도계수는 재령 28일 대비 재령 91일은 50.0 % 수준으로, 재령 365일에서는 44.8 % 수준으로 감소하였다. 28일 재령 시, 하중의 영향으로 인해 인장재하영역에서는 103.9 ~ 108.8 % 수준으로 압축재하영역에서는 91.9 ~ 104.6 % 수준으로 변화하였다. 재령이 증가함에 따라 탄산화 속도는 크게 감소하였는데, 30 % 인장재하영역에서는 탄산화 속도계수가 1년 경과시 47.3 % 수준으로, 60 % 인장재하영역에서는 52.5 % 수준으로 감소하였으며 30 % 압축재하영역에서는 45.8 %로, 60 % 압축재하영역에서는 44.9 % 수준으로 감소하였다. 압축재하영역 30 %에서는 공극압밀로 인해 탄산화 속도계수가 감소하였으나 하중의 증가에 따라 압축재하영역 60 %에서는 미세균열의 영향으로 탄산화 속도계수가 증가하였다. 또한 인장재하영역은 압축부와는 다르게 탄산화 속도계수가 선형적으로 증가하는 경향을 나타내었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제12권1호
• /
• pp.1-7
• /
• 2024

다공성인 콘크리트에서는 외부의 수분 및 염화물 유입이 발생하며, 이는 매립된 철근의 부식을 야기한다. 본 연구에서는 촉진부식실험(ICM: Impressed Current Method)를 이용하여 10 V의 전압을 인가하였으며, 이에 따라 10 % 수준까지 부식량을 조절하였다. 부식량은 부식전류량 누계와 선형적인 관계가 도출되었으며, 균열의 영향으로 부식 유도 시간에 따라 2차 함수의 형태로 증가하였다. 부착응력에 대해서는 OPC 콘크리트에 대해서는 부식량 3.0 % 이후 급격한 부착응력의 감소가 발생하였다. 또한 치환률 30 %의 슬래그 콘크리트에서는 일반 콘크리트에 비하여 51.4~71.6 %의 낮은 부식량을 나타내었으며 5일간의 촉진실험에도 일정 수준의 부착강도를 유지하였다.