원전콘크리트는 두꺼운 벽체를 가진 매스콘크리트 구조이며 시공초기에 건조수축 및 수화열에 따른 균열이 발생하기 쉽다. 또한 냉각수를 항상 필요로 하므로 해안가에 위치하는데, 균열이 발생한 콘크리트에서는 염화물 이온의 유입으로 인해 철근 부식이 빠르게 발생한다. 본 연구에서는 6000 psi 급 고강도 원전콘크리트 배합을 이용하여 재령 및 균열에 따른 확산계수의 변화를 분석하였다. 이를 위해 재령 56일, 180일, 365일 동안 양생된 콘크리트에 균열폭을 0.0~1.4 mm까지 유도하였으며 정상상태의 촉진 확산실험을 수행하였다. 균열폭의 증가에 따라 확산계수는 최대 2.7~3.1배로 증가하였으며, 재령의 증가에 따른 확산계수의 저감성이 크게 평가되었다. 또한 180일 동안 비말대에 노출된 균열부 콘크리트에 대하여 겉보기 확산계수 및 표면염화물량을 평가하였으며, 촉진 실험결과와 비교를 수행하였다.
유리섬유강화폴리에스테르 복합소재는 지중 매설 파이프, 탱크용 구조재, 선체 등 가혹한 환경에서 구조재로 널리 사용되고 있으며, 장기 내수성을 필요로 하는 소재이다. 특히, 물에 잠겨 있을 때 삼투압으로 인하여 겔코트와 복합소재의 박리 등 열화가 진행된다. 본 연구에서는 지중 매설 파이프로 활용되는 GFRP 복합소재의 내구성 향상을 위해 인퓨전(진공성형) 공정으로 UPE (unsaturated polyester) 겔코트 표면 처리한 복합소재를 제작하여, 고온 수침 환경 ($65^{\circ}C$, $75^{\circ}C$, $85^{\circ}C$)에서의 표면 결함 및 크랙 발생과 경도 변화 특성을 확인하였다. 마이크로 CT 단층 촬영을 통하여 수침 온도에 따른 크랙의 침투 깊이를 조사하였으며, $75^{\circ}C$와 $85^{\circ}C$ 조건에서 크랙이 복합소재까지 침투하여 내구성을 저하시키는 것으로 확인되었다. 최초 크랙이 발생하는 지점을 고장시간으로 정의하고 아레니우스식을 활용하여 $23^{\circ}C$ 상온에서의 수명 예측을 실시하였다. 본 연구로 토목, 건축, 해양산업분야 등 겔코트가 적용되는 다양한 산업분야의 신뢰성 평가에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.
구조물의 특성치를 결정하기 위하여 18층 규모의 사무용 건물 3동에 대하여 자연진동 조건하에서 동적계측실험을 수행하였다. 대상건물은 기본적으로 보-기둥 골조시스템에 횡하중을 보다 효율적으로 지지하기 위하여 추가적으로 코아가 배치된 혼합 구조형식을 나타낸다. 매층 마다 측정한 일련의 진동기록으로부터 고유진동수, 모드형태 및 감쇠율 등과 같은 모달계수를 추출하기 위하여 최신 주파수- 및 시간영역-기반 응답의존 시스템판별법인 FDD, pLSCF 및 SSI를 적용하였다. 3방법에 의하여 추출한 결과는 대체로 일치하였으나, 초기 FE 해석결과와 비교하여 저차 3개 고유진동수는 대략 1.2~1.7배나 되는 단단한 거동을 나타냈다. 진동응답으로부터 추출된 값, 기준에서 제시하는 약산식 및 FE해석에 의하여 산정된 고유주기를 비교하여 보면, FE결과가 가장 유연한 거동을 예측하였으며, 높이를 변수로 하는 약산식이 추출된 값에 가장 근접한 결과를 나타냈다. 이러한 차이는 현재의 실험 추출치에는 콘크리트 균열 등과 같은 강성저감 요인을 포함하고 있지 않으며, 또한 FE 해석치는 비구조체 및 사용된 재료의 실제성능 등과 관련된 강성증가 요소를 포함하고 있지 않기 때문이다.
응답면기법, 유한요소법, 일차신뢰도법 그리고 반복 선형보간기법을 합리적으로 결합한 정교한 신뢰성해석 기법이 지진하중을 포함하는 단기 동적하중을 받는 복잡한 실제 비선형 동적구조계의 신뢰성 평가를 위하여 제안되었다. 기법은 하중 및 저항과 관련된 랜덤변수의 비선형성과 불확실성의 모든 중요 원천을 명시적으로 고려한다. 본 기법의 특징은 전통적 랜덤진동방법의 대안으로서 지진하중을 시간영역에서 적용하는 것이다. 실제 강프레임의 연결부에 대한 유연성을 표현하기 위하여 4-매개변수 리차드 모델을 사용하였다. 리차드 매개변수의 불확실성에 대한 고려도 알고리즘에 포함하였다. 다음으로 횡방향으로 유연한 강프레임을 철근콘크리트 전단벽으로 보강하였다. 균열 발생 후 전단벽에서의 강도저감 또한 고려되었다. 강절 연결부를 갖는 횡방향으로 유연한 강프레임, 각기 다른 강성의 부분강절 연결부를 갖는 강프레임, 그리고 콘크리트 전단벽으로 보강된 강프레임의 세 구조물을 고려함으로써 실제 구조물의 신뢰성평가를 위한 기법의 적용성을 검증하였다.
이 연구는 우리나라에서 발생된 전국 37개소의 땅밀림지의 지질 및 토양특성을 분석하여 땅밀림지에 대한 유형을 구분하기 위한 기초자료를 제공하기 위하여 실시하였다. 땅밀림지의 지질 시대는 백악기가 가장 많았으며, 경상누층군에서 가장 많이 발생하였다. 주된 구성암석은 퇴적암이 가장 많았다. 또한 땅밀림지 중 활락애가 명확하게 구분된 지역은 20개소(약 54.0%), 활락애가 모호하고 인장균열(균열)이 발생한 지역은 17개소(약 46.0%)이었다. 땅밀림지의 발생 형태(붕괴면의 형상)는 주저형 붕괴면이 20개소(약 54.0%)로 가장 많았다. 땅밀림 발생유형은 붕적토 땅밀림지가 25개소(약 68.0%)로 가장 많았다. 땅밀림의 직접적인 원인은 지질적인 원인에 더해 산각절취, 토석 및 토사채취, 산지개간 및 절취, 광산개발, 묘지조성 등 인위적인 개발사업에 근거하는 것으로 나타났다. 전국 37개소의 땅밀림지 중 인위적인 원인에 의한 땅밀림지는 27개소(약 73.0%)이었으며, 지진, 집중호우, 하천포락 등 자연적인 원인은 10개소(약 27.0%)이었다.
시험I은 여름철 고온에 의하여 발생되는 열매마름 증상 경감 대책을 마련하기 위하여 전라남도 일부 지역의 '캠벨얼리' 6개 포도과원을 중심으로 실태조사를 하였다. 열매마름 발생비율이 높은 과원은 주로 관수를 하지 않은 수세가 중간인 곳에서 관찰되었다. 시험II는 포도나무 수관 전체를 차광망을 씌워서 차광수준을 0%, 30%, 60%로 하여 과실마름 증상 등을 포함한 수체 반응을 조사하였다. 수확 시기는 30% 차광으로 0% 차광보다 2주일 정도 앞당겨졌다. 차광량이 증가하면 신초장은 길어지고 신초경은 가늘어지는 경향을 보였고, 신초수는 30% 차광에서 가장 많았다. 수관의 조도는 30% 차광에서 약 26% 감소가 관찰되었다. 상품성이 있는 수확 과방수는 30% 차광처리에서 주당 50.6송이로 0% 차광(주당 33.6송이)과 60% 차광(주당 42.8송이)보다 높은 수확량을 보였다. 열매마름 과방과 열매마름 과립률은 30% 차광처리에서 각각 11.8%와 11.2%로 가장 낮았다. 30% 차광처리는 과방중과 과립중, 당도, 안도시아닌 함량을 증가시켰다.
본 연구에서는 바닥 모르타르에 발생하는 균열을 방지하기 위해, 팽창성이 있는 재료인 알파반수석고를 활용한 비소성결합재 기반 바닥 모르타르의 경화특성 및 건조수축 특성을 평가하고, 건설현장에 적용하여 외기환경에 노출된 조건에서 바닥 모르타르의 수축변형 거동 및 균열 발생여부를 검토하였다. 그 결과, 슬래그계 바닥 모르타르의 경우 시멘트계 모르타르에 비해 초결 및 종결시간이 급격히 단축되었고 압축강도는 관련기준을 만족하는 것으로 확인되었으며, 초기에 팽창 변형 이후의 수축변형 거동은 시멘트계 모르타르와 유사한 경향을 나타내었다. 슬래그계 바닥 모르타르의 현장 적용 결과 균열이 발생하지 않았으며, 외기환경 조건에 의한 변형률의 차이가 크지 않아 시멘트계 바닥 모르타르에 비해 치수안정성이 큰 것으로 판단된다.
착륙장치는 회전익 항공기 및 탑승 병력의 생명을 보호해야 하는 고도의 안전성이 요구되는 주요 구성품으로 이/착륙 시 충격을 흡수하고 지상에서 활주 및 계류 시 동체를 지지한다. 특히 항공기 동체를 지지하는 주륜 착륙장치는 지면으로부터 시작되는 충격을 완충장치와 타이어를 통해 대부분 흡수하는 역할을 수행하게 되는데, 이를 통해 항공기에 탑승한 조종사의 안전을 보장하고, 임무 수행 간 병력의 작전 운용능력을 만족시킨다. A 기종 회전익 항공기 운용 중에, 우측 주륜 착륙장치 구성품인 피스톤 핀(Piston Pin)이 다수 파손된 것이 확인되었다. 따라서 본 연구에서는 주륜 착륙장치에서 발견된 피스톤 핀(Piston Pin) 균열 현상에 대한 근본적인 원인을 찾기 위해, 파면 분석에서부터 비행 시험을 통한 착륙 하중 해석에 이르기까지 다양한 원인 규명 방법을 모색하였다. 특히 개발 당시 피스톤 핀에 적용되었던 드래그 빔(Drag beam) 구성품과의 체결 토크에 대한 영향성을 토대로 균열 발생 가능성들에 대한 분석을 수행하였으며, 이를 통해 피로 수명과 구조건전성을 확보할 수 있는 방안을 제시하였다.
포도 품질을 높일 수 있고, 숙기 판단 노력을 절감할 수 있는 봉지 재료를 선발하고자 1997년부터 1999년까지 3년간에 걸쳐 충청북도 농업기술원 옥천포도시험장에서 시험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 봉지내의 광 투과율은 종이 봉지에 비하여 부직포 및 무적비닐 이용 봉지에서 11∼65%가 높았으나, 무적비닐 천공 상면 50% 흰색 페인팅 봉지는 25% 낮았다. 과립중은 종이봉지에 비하여 부직포와 무적비닐이용 봉지에서 무거웠으며, 무적비닐 천공 상면 50% 흰색 페인팅 봉지는 열과, 탈립 및 부패과가 심하여 조사가 불가능하였다. 숙기는 종이봉지에 비하여 부직포와 무적비닐 이용 봉지에서 1∼4일 빨랐다. 당도는 부직포와 무적비닐 이용 봉지에서 높은 경향이었으나, 산도는 상반된 경향이었다. 착색정도는 종이 봉지에 비하여 부직포와 무적비닐 이용 봉지에서 빨랐으며, 이들 봉지간에는 착색 정도는 맥반석 혼합 부직포와 무적비닐+부직포 봉지에서 빨랐으나, 적숙기로 가까워질수록 부직 포봉지에서 빨랐다. 비정상 과립율은 종이와 부직포 봉지는 5.4∼7.0%로 낮았으나, 무적비닐 이용 봉지는 16.6∼100%로 높았다. 외관상품질은 부직포와 맥반석 혼합 부직포에서 지수 9.0으로 가장 좋았으나, 무적비닐 천공 상면 50% 흰색 페인팅 봉지는 지수 1.0으로 가장 불량하였다. 숙기 판단 소요시간은 종이(17.4시간/10a)에 비하여 부직포와 무적비닐 이용 봉지에서 74∼93% 절감되었다.
혼합구조체의 강-콘크리트 경계면은 하중이 증가함에 따라 합성작용 저하, 미세균열, 슬립 및 분리 등으로 비선형 거동을 나타내어 부분합성에 적합한 해석기법이 필요하다. 스터드의 상세해석을 통하여 이를 실현할 수 있으나 이는 해석 결과의 실효성에 비해 시간과 비용이 많이 투입되기 때문에 본 연구에서는 접합부의 경계비선형과 강-콘크리트의 재료비선형을 고려하여 더욱 정확한 강 콘크리트 혼합구조 해석기법을 제안하였다. 접합부의 경계면의 비선형성은 인터페이스 요소를 이용하여 모델링한다. 이를 위해 먼저 경계면의 비선형 거동 물성치를 산정하여야 한다. 경계면의 물성은 push-out test 등을 통하여 얻을 수 있는데 이는 기존에 연구되었던 실험결과를 이용하였다. 강과 콘크리트의 재료비선형을 고려하기 위해 콘크리트의 압축부는 Drucker-Prager 모델을 이용하고, 강재는 von-Mises 모델과 2개의 직선으로 이상화한 응력-변형률 관계를 적용하였다. 해석의 검증을 위해 프리스트레스트 콘크리트-강 혼합구조를 갖는 혼합거더의 정적 휨 거동에 관해 해석하여 기존의 실험결과와 비교하였다. 제안된 혼합구조 해석 기법을 이용하여 경계면의 비선형 모델을 변화시켜가면서 해석을 수행하여 강-콘크리트 혼합구조체의 거동을 분석하였다. 이후 경계면의 선형 해석방법과 완전부착을 가정하는 해석방법의 결과와 비교 분석하여 제안한 비선형 해석기법의 타당성을 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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