2거더 플레이트교는 주부재인 바닥판과 거더, 2차부재인 가로보, 수직보강재 및 수평보강재 등으로 구성되어 있다. 2거더교는 AASHTO와 국내의 도로교설계기준에는 하나의 거더가 손상되면 그 교량의 기능과 안전성에 문제가 야기되는 단재하 경로 구조로 규정되어 있다. 이러한 이유 때문에 2거더교의 피로균열은 교량의 안전성에 심각한 영향을 줄 수 있다. 따라서 본 논문에서는 2거더교에서 피로균열 발생 가능성이 높은 수직보강재와 거더 복부의 연결부를 대상으로 수직보강재 스캘럽 곡률반경 및 복부두께를 변화시키면서 피로 평가를 수행하였다. 이 결과에 기초하여 피로에 유리한 구조상세 및 간이 평가식을 제안하였다.
최근 건설기술의 발전에 따라 구조물이 대형화, 고층화, 장대화되고 있으며, 동시에 다양한 기능을 수행하고 있다. 그러나 요즘 들어 그 빈도수가 증가하고 있는 충돌 사고나 테러에 의한 폭발, 화재 등에 의한 극한하중이 상기의 구조물에 작용할 경우, 구조물의 손상뿐만 아니라 인명과 재산의 피해 정도가 상당히 커질 수 있다. 특히, 충격이나 폭발하중은 구조물에 작용하는 압력 또는 하중이 매우 짧은 시간에 발생하게 되고, 이러한 하중을 받는 구조물은 준-정적(quasi-static) 하중을 받는 구조물과는 다른 응답을 나타내게 되며 반드시 변형률 속도와 손상 효과를 고려해서 설계가 이루어져야 한다. 그러므로 이 연구에서는 콘크리트 슬래브의 충격저항성능 향상을 위해서 강섬유를 전체 부피의 0%에서 1.5%까지 혼입하고, 두 가지 종류의 FRP 시트를 인장부에 보강하여 저속 충격하중에서의 휨 실험을 수행하였다. 실험 결과 FRP 시트를 인장부에 보강할 경우에 최대 충격하중 및 소산에너지, 파괴 시의 타격 횟수가 증가하였으며, 최대 처짐 및 회전각은 감소하여 충격저항성능이 크게 향상되는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 추후 극한하중에 노출될 수 있는 주요 시설물의 설계 시 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 이 논문에서는 두 가지 종류의 FRP 시트로 보강된 강섬유 보강 콘크리트 슬래브의 저속 충격하중에서의 동적응답을 해석하기 위하여 외연적 시간적분에 기초한 유한요소해석 프로그램인 LS-DYNA를 사용하였으며, 해석 결과 오차율 5% 이내로 비교적 정확하게 최대 처짐을 예측하는 것으로 나타났다.
The drag reduction agency (DRA) for gas pipeline, a novel method used for reducing friction or drag on a gas flowing to increase the transmission efficiency of gas pipeline, is a more flexible and economical technology than internal flow efficient coatings. In this paper, an effective DRA has been developed in Authors' Institute by analyzing the hydrodynamic friction resistance on internal gas pipeline and then studying the work mechanism and molecular structure of DRA. In the meantime, a group of property test for selecting DRA material has been determined, including viscosity, contact angle, volatility, corrosion, slab extending, and flow behavior in horizontal tube. The inhibition efficiency and drag reduction efficiency of the developed DRA have been investigated finally based on the relevant test methods. Results of corrosion test show that the developed DRA has very good inhibition effect on mild steel by brushing a thin layer of DRA on steel specimens, giving inhibition efficiency of 91.2% and 73.1% in 3%NaCl solution and standard salt fog environment respectively. Results of drag-reducing test also show that the Colebrook formula could be used to calculate friction factors on internal pipes with DRA as the Reynolds number is in the range of $0.75\times10^5\sim2.0\times10^5$. By comparing with normal industrial pipes, the friction resistance coefficient of the steel pipe with DRA on internal wall decreases by 13% and the gas flux increases by 7.3% in testing condition with Reynolds number of $2.0\times10^5$.
A growing attention has been paid to the optimum design of structures in recent years. Most studies on the optimum design of reinforced concrete structures has been mainly focussed to the design of structural members such as beams, slabs and columns, and there exist few studies that deal with the optimum design of large-scale concrete shell structures. The purpose of the present investigation is, therefore, to set up an efficient optimum design method for the large-scale reinforced concrete cylindrical shell structures like intake tower of reservoir. The major design variables are the dimensions and steel areas of each member of structures. The construction cost which is compo8ed of the concrete, steel, and form work costs, respectively, is taken as the objective function. The constraint equations for the design of intake-tower are derived on the basis of strength design method. The results obtained are summarized as follows 1. The efficient optimlzation algorithrns which can execute the automatic optimum design of reinforced concrete intake tower based on the strength design method were developed. 2. Since the objective function and design variables were converged to their optimum values within the first or second iteration, the optimization algorithms developed in this study seem to be efficient and stable. 3. When using the strength design method, the construction cost could be saved about 9% compared with working stress design method. Therefore, the reliability of algorithm was proved. 4. The difference in construction cost between the optimum designs with substructures and with entire structure was found to be small and thus the optimum design with substructures may conveniently be used in practical design. 5. The major active constraints of each structural member were found to be the 'bending moment constraint for slab, the minimum longitudinal steel ratio constraint for tower body and the shearing force, bending moment and maximum eccentricity constraints for footing, respectively. 6. The computer program developed in the present study can be effectively used even by an uneiperienced designer for the optimum design of reinforced concrete intake-tower on the basis of strength design method.
PVA 섬유, 강섬유를 다량으로 혼입한 고인성 시멘트 복합체가 개발되고 이를 구조물에 활용하고자 하는 연구가 전 세계적으로 수행되고 있다. DFRCC는 경제적 효율성을 고려한다면 현재까지 구조물 전체 부분에 적용하기보다는 특별한 요소나 보수재료서 적용하는 것이 경쟁력이 있을 것으로 사료된다. 저자들은 DFRCC를 FRP-콘크리트 합성 바닥판과 습식 스프레이 보수공법에 적용하는 기술을 개발하고 있다. FRP-콘크리트 합성 바닥판에 적용할 경우에는 현장 적용하여 3개월 경과하더라도 구조성능 또는 내구성능이 저하되는 문제가 발생하지 않았고 매우 양호한 상태를 유지하였다. 그리고 국산 PVA 섬유 사용 DFRCC 보수 모르타르를 20년이 경과된 하수박스암거에 적용한 경우에는 한 결과, 일본산 PVA 섬유를 사용한 경우와 차이가 거의 없었다. 관련 규격인 KS F 4042의 압축 및 휨 강도기준을 모두 만족하는 것으로 나타났다. 이상과 같이 DFRCC를 구조물에 적용할 경우에는 구조물 종류에 따라서 경제적으로 성능 향상에 크게 기여할 수 있을 것으로 판단된다.
본(本) 연구(硏究)는 직접설계법(直接設計法)에 의한 다층(多層), 다경간(多徑間)을 갖는 철근(鐵筋)콘크리트 슬래브형(型) 구조체(構造體)의 최적화(最適化)에 관한 것이다. 설계제약조건(設計制約條件)으로는 슬래브, 보, 기둥의 휨강도(强度), 전단강도(剪斷强度), 단면치수, 철근비(鐵筋比) 등을 고려했고 목적함수(目的函數)로는 공비함수(工費函數)를 취했는데 이들은 고차(高次)의 비선형계획문제(非線型計劃問題)가 된다. 본(本) 연구(硏究)에서는 축차선형계획기법(逐次線型計劃技法)을 사용하여 전체(全體) 구조(構造)를 종합적(綜合的)으로 최적화(最適化) 할 수 있는 최적설계(最適設計) 프로그램을 개발하였다. 개발된 알고리즘의 타당성(妥當性), 경제성(經濟性), 수렴성(收斂性) 등을 확인하기 위해 5층(層)의 구조체(構造體)로서 각층(各層), 각 경우에 대해 직접 적용(適用)하였다. 그 결과 3~5회 반복시행(反復試行)으로 최적해(最適解)에 수렴(收斂)했고 재래(在來)의 설계(設計)에 비(比)해 경제적(經濟的)임이 입증(立證)되었다.
The crack of concrete induced by the heat of hydration is a serious problem, particularly in concrete structures such as underground box structure, mat-slab of nuclear reactor buildings, dams or large footings, foundations of high rise buildings, etc.. As a result of the temperature rise and restriction condition of foundation, the thermal stress which may induce the cracks can occur. Therefore the various techniques of the thermal stress control in massive concrete have been widely used. One of them is prediction of the thermal stress, besides low-heat cement which mitigates the temperature rise, pre-cooling which lowers the initial temperature of fresh concrete with ice flake, pipe cooling which cools the temperature of concrete with flowing water, design change which considers steel bar reinforcement, operation control and so on. The objective of this paper is largely two folded. Firstly we introduce the cracks control technique by employing low-heat cement mix and thermal stress analysis. Secondly it show the application condition of the cracks control technique like sidewall of LNG in Inchonl.
교량의 확폭공사에는 대개 기설부와 교량을일체화시키는 접합시공법이 행해지고 있다. 그러나 접합시공방법은 설계 및 시공상 여러 가지 복합적인 문제를 야기시킨다. 본 연구는 실험 및 구조해석을 통하여 접합시공에 따른 제반 문제점중 확폭교량 시공방법에 따른 구조거동과 콘크리트 양생시 기설부 교량을 통과하는 차량에 의해 발생하는 진동이 신설부 교량에 미치는 영향을 조사하고자 실시하였다. 연구결과, 낮은 하중에서 접합면에 휨균열이 발생하였고, 접합부 철근에서 약간의 응력집중현상 및 철근과 콘크리트간에 슬립현상이 관찰되었으나, 접합시공에 따른 전체적인 강도의 감소는 미소하였다. 또한, 신설부 교량의 콘크리트 양생중 진동에 의한 강도의 감소는 없음을 알 수 있었다.
The post - fire investigation is conducted on a fire-affected reinforced concrete shear wall building to ascertain the level of its strength degradation due to the fire incident. Fire incident took place in a three-storey building made of reinforced concrete shear wall and roof with operating floors made of steel beams and chequered plates. The usage of the building is to handle explosives. Elevated temperature during the fire is estimated to be $350^{\circ}C$ based on visual inspection. Destructive (core extraction) and non-destructive (rebound hammer and ultrasonic pulse velocity) tests are conducted to evaluate the concrete strength. X-ray diffraction (XRD) and Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM) are used for analyzing micro structural changes of the concrete due to fire. Tests are conducted for concrete walls and roof slab on both burnt and unburnt locations. The analysis of test results reveals no significant degradation of the building after the fire which signifies that the structure can be used with full expectancy of performance for the remaining service life. This document can be used as a reference for future forensic investigations of similar fire affected concrete structures.
교량의 확폭공사에는 대개 기설부와 신설부 교량을 일체화시키는 접합시공법이 행해지고 있다. 그러나 접합시공법은 설계 및 시공상 여러 가지 복합적인 문제를 야기시킨다. 본 연구는 피로실험을 통하여 접합시공에 따른 제반 문제점중 확폭교량 시공방법에 따른 휨피로거동과 콘크리트 양생시 기설부 교량을 통과하는차량에 의해 발생하는 진동이 신설부 교량에 미치는 영향을 조사하고자 실시하였다. 연구결과, 초기에 접합부 철근에서 약간을 응력집중현상 및 철근과 콘크리트간에 슬립현상이 관찰되었으나 전체적인 거동은 유사하였으며, 무수축합시공법이 신설부 교량의 콘크리트 양생중 발생하는 진동의 영향을 완화시킬 수 있음을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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