• 제목/요약/키워드: steel-concrete

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열저항 효과를 고려한 $9\%$ 니켈강재식 LNG 저장탱크의 누설 안전성에 관한 연구 (On the Leakage Safety Analysis of $9\%$ Nickel Type LNG Storage Tank with Thermal Resistance Effects)

  • 김청균;조승현;서홍석;홍성호;이승림;김영규;권부길
    • 한국가스학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.1-8
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    • 2005
  • 본 연구에서는 $9\%$ 니켈강재식 LNG저장탱크에 대한 누설 안전성을 여러 가지 단열재와 코너 프로텍션, PC 구조물 사이에 존재하는 열저항 평형온도 효과를 고려하여 유한요소법으로 해석하였다. FEM 계산결과에 따르면, 파이버 글라스 블랑켓, 펄라이트 파우더, 셀루러 글라스 단열재 등은 재질의 취약한 강도 때문에 누설 LNG에 의한 하중이 가해지면 단열재 자체가 파손되므로 누설 안전성을 보장할 수 없게 된다. 그러나, 내부탱크와 단열재가 동시에 파손되어도 $9\%$ 니켈강재로 제작된 코너 프로텍션(CP) 예응력 콘크리트(PC)구조물의 외부탱크는 LNG의 복합하중에 대하여 강도 안전성을 확보하고 있으므로, 누설 LNG를 최소한 10일 정도는 안전하게 체류시킬 수 있다. 따라서, $9\%$ 니켈강제식 LNG 저장탱크 시스템은 이들 두 가지 구조물에 의해 누설 안전성이 확보된다.

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시멘트 모르타르계 록볼트 충전재의 염화물 확산계수 측정을 통한 록볼트 부식 예측 (Corrosion Prediction of a Cement Mortar-Grouted Rockbolt by Measuring Its Chloride Diffusion Coefficient)

  • 배규진;장수호;김동규;박해균
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제8권3호
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    • pp.259-271
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    • 2006
  • 본 연구에서는 시멘트 모르타르계 충전재에서 염화물의 확산에 의해 발생할 수 있는 록볼트의 부식 가능성을 예측하고자 하였다. 장기적인 내구성 측면에서 지하수에 포함된 황산염이나 염화물과 같은 화학적 성분들에 의해 록볼트 성능이 저하될 수 있으며, 특히 록볼트 강봉은 주로 염화물에 의해 부식된다. 이러한 록볼트의 부식은 강봉의 체적 팽창을 야기하여 결국 록볼트 충전재에 균열을 발생시키게 된다. 따라서 본 연구에서는 염화물에 의한 록볼트의 부식여부를 평가하고 록볼트의 장기 내구성을 예측하기 위한 척도로서, 시멘트 모르타르계 충전재의 염화물 확산계수를 이용하였다. 이때 염화물 확산계수를 측정하기 위하여 전기촉진시험법을 적용하였다.또한 실험실조건에서 록볼트의 인발내력을 보다 쉽게 측정하기 위하여 간단한 인발시험 시스템을 새롭게 제안하였다. 본 연구의 실험결과, 일반적인 콘크리트 재료에서보다 시멘트 모르타르계 충전재에서 염화물의 확산이 더욱 용이 한 것으로 나타났다. 즉, 록볼트가 완전 충전된 경우라 할지라도 부식을 발생시킬 수 있는 화학적 성분의 농도가 높은 경우, 화학적 성분의 확산에 의해서 단기간에 록볼트가 쉽게 부식될 수 있는 것으로 나타났다.

탄산염해에 대한 LNG 저장탱크 PC 외부벽체의 수명평가 및 억제방안 (Service Life Assessment and Restrain Methods of Carbonation Attack on PC Outer Wall of LNG Storage Tanks)

  • 이승림;송일현;김한상
    • 한국가스학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.73-80
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    • 2014
  • 본 연구는 현재 신설 중에 있는 삼척 LNG 저장탱크 콘크리트 배합표의 공시체로부터 획득된 촉진 탄산화 시험 결과를 가지고 탄산염해에 대한 내구수명과 그 억제 방안에 대해 평가한 것이다. 그 결과 재령 7일, 28일, 56일에 대한 촉진 탄산화 침투 깊이는 4.45 mm, 9.19 mm, 13.37 mm로 나타났으며, 실제 운영 중 LNG 저장탱크의 철근피복 두께(최소 70 mm부터 최대 100 mm)를 고려하더라도 큰 여유를 보였다 그리고 탄.산화 침투 깊이로부터 획득된 탄산화 속도계수를 가지고 대기 중 환산 $CO_2$ 농도 즉, 0.03%와 0.05%를 각각 고려한 LNG 저장탱크 외조 콘크리트의 설계 피복 두께(70 mm, 80 mm, 90 mm, 100 mm)의 내구수명은 779년, 1,017년, 1,287년, 1,589년과 466년, 609년, 771년, 951년으로 나타났다. 또한, 콘크리트 경화체내 조직구조의 물질이동성 변화와 세공용액의 이온조성 및 수산화칼슘 등 수화생성물의 변화 등에 영향을 미치는 인자들의 조절을 통하여 탄산염해의 억제가 가능할 것으로 보였다.

해상풍력 석션파일의 수직도 제어에 대한 수치해석 (Numerical Analysis on Tilting Control of Suction Pile for Offshore Wind Power)

  • 김병완;김유석;진병무;배경태;윤희정
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제17권9호
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    • pp.5-12
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    • 2016
  • 본 연구에서는 점성토와 사질토 지반에 관입된 해상풍력 석션파일의 수직도 제어를 모사하기 위해 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 수치해석을 수행하였다. 석션파일은 연직방향으로부터 $1^{\circ}$ 기울어져 지반에 관입된 상태로 3차원으로 모델링 했다. 수직도 제어를 위해 석션파일 내부를 3개의 격실로 분리하고 그 중 한 격실의 상부슬래브 무게중심에 하중을 재하시켜 석션파일을 원위치 시키도록 모사했다. 수치해석 결과로부터 석션파일을 원위치 시키는데 필요한 소요 석션압을 경사도에 따라 구했으며, 원위치 시켰을 때 발생하는 석션파일 콘크리트 스커트의 최대/최소 주응력과 강재 내부격벽의 Mises 응력을 검토했다. 경사진 석션파일을 원위치 시키기 위해 필요한 소요 석션압은 점성토에서 약 410kPa, 사질토에서 약 1,800kPa로 나타났으며, 석션파일 스커트와 내부격벽에 발생하는 응력도 사질토에서 더 큰 것으로 나타났다.

지하공간하부 지하저류공동에서의 필라 보강효과에 관한 수치해석적 연구 (A numerical study of pillar reinforcing effect in underground cavern underneath existing structures)

  • 서형준;이강현;한신인;이인모
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제14권5호
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    • pp.453-467
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    • 2012
  • 공간이 한정된 도심지에서 인구가 밀집되는 가운데 도심의 복합지하공간에 대한 개발은 날로 늘어나고 있다. 이러한 가운데 홍수피해의 90% 이상이 도심지 홍수피해라고 할 만큼 도심지의 수재해에 대한 대비가 필요한 실정이다. 이러한 요구에 따라 도심지 복합지하공간 하부에 지하저류공동 시설물을 시공하여 도심지 홍수피해 시 복합지하공간에 대한 안정성을 확보하고자 한다. 지하저류공동에서 저장된 빗물을 원활히 제어하기 위해서는 한 개의 공동보다 다수의 저류공동 시설로 설계하는 것이 유리하다. 다수의 저류공동으로 시공을 할 경우 공동과 공동 사이의 필라 구조물에 상부의 하중이 집중되기 때문에 필라 구조물에서 안정성 확보 방안이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 필라부의 안정성을 확보하기 위한 필라부 보강공법을 개발하였다. 필라부 보강공법은 철근과 PC강연선으로 구성된 보강재를 필라부에 삽입한 후 가압 그라우팅을 하고, 프리스트레스를 가하는 공법이다. 따라서 기존의 프리케스트 콘트리트 구조물로 필라부를 보강하는 것과 달리 원지반을 직접 보강하는 공법으로 원지반의 강도를 최대한 활용할 수 있다는 장점이 있다. 먼저, 가압 그라우팅을 하였을 경우 지반 보강효과뿐만 아니라 필라부에 가해지는 상부의 하중을 경감시킬 수 있는 효과가 있다. 또한 프리스트레스를 가하게 되면 필라부에 내압을 가하는 효과로 인하여 지반강도를 증가시키는 역할을 기대할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 보강효과를 통해서 필라부 주변지반의 거동이 어떻게 변화할 것인지를 판단하고자 한다. 먼저, 수치해석을 통해서 각 시공단계별 필라부 지반의 응력 변화 양상을 판단하였다. 이를 통해서 가압 그라우팅과 프리스트레스에 의한 효과를 검증할 수 있었다.

근대건축 등록문화재의 보존 방안에 관한 연구 (A Study on the Preservation Method of Modern Registered Architectural Cultural Properties)

  • 신웅주;이상선
    • 한국농촌건축학회논문집
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    • 제16권1호
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    • pp.119-127
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    • 2014
  • This study suggests institutional and methodological approaches for preservation of South Korea's registered cultural properties of modern architecture. The suggested approaches are as follows. First, in order to improve the current registration and preservation system for cultural properties, we need to employ both structure-based classification and style-based classification. Registration criteria for modern architecture properties need to include more detailed classification in terms of their structure: brick structure, steel concrete structure and post lintel structure. In terms of construction style, the properties need to be further classified into the western style, the traditional style and the Korean-western eclectic style. In addition, protection of registered cultural properties need to be achieved through legislation of a protection system. Second, while the current system sets out six methods for preservation of registered cultural properties of modern architecture, more specific preservation methods types and plans need to be continuously introduced. In particular, as for the method of partial preservation, the method needs to be further classified based on the usage of the relevant structure so as to allow for more diverse options. First, the 'Preservation by Interior Alteration' needs to be added to the category, where the exterior is preserved as it is and the interior is preserved through alteration. Also needs to be added the preservation method where the interior space is preserved as it is and the exterior space is altered, in case the finishing materials of the exterior has deteriorated. Third, if the records on registered cultural properties of modern architecture are to provide the functions of legal evidences regarding management of architectural cultural properties, sources of knowledge required for policy making and implementation and past management record for the future, each phase needs to be closely connected in an organic manner, and we need to establish a management system and plan that go beyond the relevant organizations. Fourth, in order to preserve South Korea's registered cultural properties of modern architecture in its original state, it is imperative to prepare separate criteria for registration of technicians with expertise on modern architecture, and train experts and technicians on modern architecture, which is distinguished from the traditional architecture.

Half-Deck을 포함한 60 m 경간 PS 콘크리트거더의 정적 거동 연구 (A Study on Static Behavior of 60 m span Half-Decked PSC Girder)

  • 김태민;박종헌;김문겸;임윤묵
    • 대한토목학회논문집
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    • 제32권2A호
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    • pp.65-73
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    • 2012
  • 본 연구에서는 PSC 거더교의 장경간 적용을 위해 개발된 Half-Decked PSC 거더의 구조적 성능을 실험하였다. 이를 위해 힌지-롤러의 지점 조건의 단순교로 설계된 60 m 경간의 실물 크기 거더를 제작하여 4점 재하실험을 수행하였다. 거더의 중앙을 기준으로 양쪽으로 5.5 m 씩 떨어진 위치에 가력장치를 설치 후 1 kN/sec의 속도로 하중을 재하하여 총 4단계에 걸쳐 반복하중을 가하였다. 1단계부터 4단계까지 1,000 kN, 1,200 kN, 1,500 kN, 2,000 kN의 하중을 재하하고 제거하기를 반복하며 거더의 변위, 콘크리트와 철근의 변형률, 균열 등을 확인하였다. 이를 분석하여 거더의 내하력을 평가하고 하중 제거 시 나타나는 복원력 등을 살펴보았다. 1,400 kN 인근에서 초기 휨균열이 발생하여, 이 시점부터 하중 재하 시 비선형 성이 나타나며 뚜렷한 잔류변형이 계측되었다. 초기 균열이 1등교 기준의 사용하중보다 2배 이상 큰 하중에서 계측되어 충분한 내하력을 갖고 있는 것으로 나타났다. 실험 결과의 검증을 위해 수치해석을 수행하여 결과 값을 비교하였고 그 결과 실험 결과와 해석 결과의 유사한 거동을 확인하였다. 본 연구에서 개발된 거더의 정적재하실험을 통하여 그 구조적 성능을 입증하였으며, 이를 바탕으로 Half-Decked PSC 거더 형식의 60 m 경간 실교량 설계 적용 가능성을 확인하였다.

현장발생토사 재활용 유동성채움재를 이용한 지하매설관의 거동평가 (Performance Evaluation of Underground Pipe with In-Situ Recycled Controlled Low Strength Materials)

  • 이관호;송창섭
    • 한국도로학회논문집
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    • 제8권2호
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    • pp.1-12
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    • 2006
  • 기존의 강관이나 주철관 그리고 시멘트 관은 시간의 경과에 따르는 노화현상을 피할 수 없으며, 특히 금속관은 부식으로 인한 수질 악화문제가 크고 누수에 따른 부족한 수자원 보존과 활용에 있어 예기치 않은 문제를 발생시켜 왔다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위한 하나의 방안으로 지하매설용 유리섬유복합관을 사용하는 것이다. 유리섬유복합관은 충격에 대한 저항성이 우수하고 수명이 50년$\sim$100년 정도로 반영구적이다. 특히 뛰어난 내구성과 시공성이 탁월하여 신소재로 각광받고 있다. 그리고 중량이 가벼워서(강관의 1/4, 시멘트 관의 1/10) 운반 및 설치가 용이하고 공기단축 및 인력절감을 기대할 수 있다. 또한 잦은 관로 보수 및 교체공사에 따른 사회적 경제적 손실을 최소화 할 수 있을 것이다. 이에 본 연구에서는 유리섬유복합관을 이용하여 실내모형실험을 수행하여 관의 응력-변형특성을 평가하였다. 실내모형실험의 경우 관경 200mm와 관경 300mm를 사용하여 하중재하 전과 후의 수직 수평변위 수직 수평토압을 6가지 사례에 대해서 측정하였다. 측정결과 실험값과 이론값 모두 비슷하게 측정되었다. 하지만 현장발생토사를 이용한 유동성 뒤채움재를 사용한 경우, 수직 수평변위는 매우 작게 측정되었고, 토압은 거의 0에 가까운 값으로 계측되었다.

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건축물내 급수설비의 수질변화 특성과 영향력 평가 (Assessment of Variable Characteristics in Water Quality of the Supply Systems in the Building)

  • 이현동;황재운;배철호;김상진
    • 한국물환경학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.313-320
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    • 2004
  • In this study, variable characteristics of drinking water and the influences on underground water reservoirs, rooftop water tanks, and service water pipes in the building were assessed. The influence of underground water reservoir material and water capacity on water quality also were assessed. The results are the following as; First of all, the drinking water passing through underground water reservoirs or service water pipes in the building, averagely metal component concentration more increased from percent of 41.3 to percent of 74.2 totally than other items of water quality. On the other hand, both residual chlorine and total solid highly decreased 65.6 percent and 35.3 percent, respectively. Therefore, it was thought that water quality could be getting worse for microorganism re-growth by residual chlorine reduction, and total solid also could be a cause for extraneous matters accumulated in water reservoir. Secondly, the variations on water quality of each stage for water supply system in the building were higher in water service pipes connected from rooftop water tanks to the tap than in underground water reservoirs. In addition to, among of twelve items on water quality, ten items on water quality except dissolved oxygen and residual chlorine increased. Therefore, it was thought that the influence of water service pipes connected from rooftop water tanks to the tap on water quality were higher than other stages of water supply system in the building. Thirdly, in case of materials of underground water reservoir, it was likely that the variation on water quality by stainless steel and concrete materials got some similar. In case of water capacity, the variations on water quality of underground water reservoirs over $1,000m^3$ higher than those under $1,000m^3$. That reasons was likely that the retention time(49.72 hours averagely) of underground water reservoirs over $1,000m^3$ was two times longer than it of those under $1,000m^3$(23.37 hours). Therefore, it was thought that the influence on water quality by materials were some similar, but in case of water capacity, the influence of underground water reservoirs were higher.

긴급시공이 가능한 FRP 내진보강재로 보강된 기둥의 내진성능평가 실험 (An Experimental Study on Seismic Performance Evaluation of Retrofitted Column of FRP Seismic Reinforcement that can be Emergency Construction)

  • 김진섭;권민호;서현수;임정희;김동영
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제17권6호
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    • pp.21-30
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    • 2013
  • 최근 발생한 대규모 지진으로 구조물의 내진보강에 대한 사회적 관심도가 높아지고 있다. 특히 내진설계가 반영되지 않은 기둥의 경우 지진에 의한 횡하중을 저항하지 못하고, 취성적인 파괴가 유발되어 구조물 전체적 붕괴를 유발할 수 있다. 따라서 빠른 시간내에 보강이 가능하면서 기둥에 손상을 주지 않는 기존의 보강법과 구별되는 응급 보강법이 필요하다. 과거에는 기둥 보강법으로 단면 증설법과 강판보강법 등이 개발되어 현장에 적용되었지만, 최근에는 FRP (Fiber Reinforced Polymer)의 장점을 활용한 탄소섬유시트공법이 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 긴급시공이 가능한 체결식 FRP 내진보강재를 사용한 구조물의 내진성능보강효과를 검토하고자 하였다. 검토를 위하여 실제 구조물의 축소모델의 철근콘크리트 시험체를 제작하고 횡방향 변위하중을 가력하였다. FRP 내진보강재를 이용한 내진보강시공 후 실내시험을 통하여 내진성능을 평가하였다. 그 결과 개발된 보강재의 철근콘크리트 구조물에 보강 시, 내진성능이 향상됨을 확인하였다.