가시설 부식 강재의 잔존 인장 내하성능 평가에 관한 실험적 연구

김인태,장홍주,정지영,Kim, In-Tae,Chang, Hong-Ju,Cheung, Ji-Young 한국강구조학회 2010 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.22 No.5

강구조물은 부식에 의한 단면감소와 이로 인한 내하성능의 저하가 우려된다. 그러나 부식손상이 강부재의 내하성능에 미치는 영향과 잔존 내하성능 평가법은 명확하게 정립되어 있지 않은 실정이다. 본 연구에서는 부식 손상된 지하철 가시설 주형보의 웨브와 플랜지에서 절취한 부식시편의 인장실험을 실시하여, 부식손상이 인장 내하성능에 미치는 영향과 인장 잔존 내하성능 평가법에 대하여 검토하였다. 부식 가시설 주형보로부터 절취한 총 21개의 부식시편은 먼저 화학적 방법에 의해 부식생성물을 제거하고 1mm간격으로 표면형상을 측정한 후 인장실험을 실시하였다. 이러한 인장실험 결과는 주형보의 플랜지에서 절취하여 두께 13mm로 기계 가공한 무부식 기준시편의 인장실험 결과와 비교하여, 잔존두께와 표면형상이 부식강재의 항복하중, 인장하중 및 연신율에 미치는 영향을 정량화하였다. 그리고 부식의 유무에 상관없이 일정한 강재의 극한강도를 이용하여 무부식 등단면 강재와 동일하게 인장응력을 평가할 수 있는 불규칙 변단면 부식강재의 유효두께를 표면형상 측정결과로 산출한 평균잔존두께와 표준편차로 정식화하였다. 또한 이러한 결과를 실무에도 적용할 수 있도록 부식강재의 합리적인 잔존두께 측정간격도 제시하였다. Steel structures are threatened to reduce load-carrying capacity as the cross section is decreased by corrosion. However, there has been no method in definitely evaluating residual load-carrying capacity and the effect of corrosion to the load-carrying capacity of steel. This study evaluated tensile residual load-carrying capacity of corroded steel plates by using tensile tests of specimens, which were selected from the web of temporary structure's main beam. After the surface shapes were measured and tensile tests were examined, the rust of 21 corroded specimens was, first of all, removed using a chemical method. From the tensile test result, which of reference specimens that was picked off at the flange of the same main 13-mm-thick beam and corroded specimens were based, surface geometry and correlation with the reduction of corroded thickness and strain, yield strength or tensile strength was established as constant numbers. Effective thickness of corroded steel with irregular cross sections could be calculated using average residual thickness and standard deviation. The irregular cross sections could be the evaluated tensile strength that is equalized to non-corroded uniform steel's regardless of corrosion. Also, reasonable measuring intervals of residual thickness could be proposed by using this result to apply for executive work.

화재피해를 입은 철근콘크리트 기둥의 잔존강도 추정 및 내화성능 요인 분석

여인환,Yeo. In Hwan 한국방재학회 2013 한국방재학회논문집 Vol.13 No.6

본 연구에서는 화재피해를 입은 철근콘크리트 기둥을 대상으로 실험 및 해석적 방법에 의해 잔존강도를 추정하고 내화성능에 영향을 미치는 요인을 분석하였다. 철근콘크리트 기둥의 강도저감율과 내화성능 예측을 위해 간편 계산모델인 EN 1992-1-2의 <TEX>$500^{\circ}C$</TEX> 등온선법을 이용하였다. 철근콘크리트 기둥은 순수 축압축력을 받는 것으로 가정하고 표준 내화실험으로부터 얻은 기둥 내부 온도자료를 활용하여 표준화재에 180분간 노출된 철근콘크리트 기둥의 잔존강도율을 산출하였다. 아울러 콘크리트 강도, 피복두께, 단면크기, 잔존 유효단면적 등 철근콘크리트 부재 내화성능 영향요인의 상관관계를 분석하였다. 본 연구를 통해 추정한 철근 콘크리트 기둥의 잔존강도율은 내화성능설계를 위한 계수하중 설정 및 하중비 설정에 중요하게 활용될 수 있을 것으로 사료된다. This study aims to estimate the residual strength by experimental and analytic method and analyze the elements affecting fire resistant performance of reinfored concrete column. For predicting strength reduction rate and fire resistant rate of reinforced concrete column <TEX>$500^{\circ}C$</TEX> isotherm method of EN 1992-1-2, a simplified calculation method, was used. The residual strength rate of reinforced concrete column, which is exposed to standard fire for 180 minute and assumed to bear the pure axial compressive force, was calculated with inner temperature data achieved from fire resistance test results. Further, the analysis of relations of fire resistance rate affecting elements for reinforced concrete member were performed. The residual strength rate of reinforced concrete column estimated in this study may be used as a significant information for establishing fire load factor and load ratio on performance based fire resistant design.

잔류균열폭 및 손상도에 기초한 무보강 조적벽체를 갖는 RC 골조의 잔존내진성능 평가

최호 한국지진공학회 2009 한국지진공학회논문집 Vol.13 No.5

지진피해를 입은 건물의 주된 관심사는 건물에 남아 있는 내진성능 및 여진에 대한 안전성을 판단하는데 있다. 따라서 지진피해를 입은 지역 사회의 조속한 복귀를 위해서는 건물의 잔존내진성능 평가방법을 확립해 두는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 무보강 조적채움벽체를 갖는 RC 건물의 잔존내진성능 평가방법 개발을 주목적으로, 전형적인 학교건물을 대상으로 축력레벨을 변수로 한 실스케일, 단층 1스팬 실험체를 제작하여 정적 반복가력실험을 실시하였다. 실험 중 잔존내진성능을 판정하는데 유용한 정보 중 하나인 잔류균열폭을 상세히 측정하였다. 본 논문에서는 잔류균열폭과 잔존내진성능과의 관계에 대해서 실험적, 해석적으로 검토하고 잔존내 진성능 평가를 위한 각 손상도 레벨에 대응하는 내진성능 저감계수를 제안한다. Following an earthquake, the major concerns for damaged buildings are their safety/risk in the event of aftershocks, and thus a quantitative damage assessment must be performed in order to evaluate their residual seismic capacity and to identify necessary actions for the damaged buildings. Post-event damage evaluation is therefore as essential for the quick recovery of a damaged community as pre-event seismic evaluation and strengthening of vulnerable buildings. The objective of this study is to develop a post-earthquake seismic evaluation method for RC frames with URM infill wall for typical school buildings. For this purpose, full-scale, one-bay, single-story specimens having different axial loads in columns are tested under cyclic loadings. During the tests, residual crack widths, which can also be found in damaged buildings, are measured in order to estimate the residual seismic capacity from the observed damage. In this paper, the relationship between the measured residual crack width and the residual seismic capacity is discussed analytically and experimentally, and reduction factors are proposed to estimate the residual seismic capacity based on the observed damage level.

U형 합성보의 내화성능 및 화재 후 잔존강도에 관한 실험적 연구

강민정,최영한,김성배,김상섭 대한건축학회 2023 대한건축학회논문집 Vol.39 No.1

In recent years, interest in fire-resistant structures is also increasing significantly in Korea. Fire resistance structures in Korea are appliedbased on specification design, but recent research results that can apply performance design have been published through a research projectby the Ministry of Land, Infrastructure and Transport. The performance design is already allowed to apply the fire resistance structureperformance design of the 'Rules on the Standards for Evacuation and Fire Protection of Buildings, etc’. Therefore, in this study, afire-resistant spray or paint was applied to the HyFo composite beam, fire resistance performance tests were conducted, and structuralperformance tests were conducted on the same specimens to evaluate the residual strength after a fire. As a result of the fire resistance testfor 3 hours of the specimens to which the fire-resistant spray was applied, the average temperature was found to be less than about 300 ℃and the maximum temperature was less than about 400 ℃. In addition, as a result of structural performance tests to confirm the residualstrength after a fire, it was confirmed that all of them secured the nominal strength or higher. Therefore, it is judged that the structuralperformance of the composite beam, which has ensured fire resistance performance by applying fire-resistant spray or paint, will notsignificantly degrade even after the fire for 3 hours. 최근 국내에서 내화구조에 대한 관심이 크게 증가하고 있다. 국내 내화구조는 사양설계를 기초로 적용되고 있으나, 최근 국토교통부 연구과제를 통해 성능설계를 적용할 수 있는 연구결과가 발표되고 있다. 성능설계는 ‘건축물의 피난·방화구조에 등의 기준에 관한 규칙(국토교통부령 641호)’의 제3조 9항에 이미 내화구조 성능설계를 적용할 수 있도록 되어 있으나, 아직 그 사례는 없다. 이에 본 연구에서는 내화피복된 합성보에 대하여 내화성능평가를 실시하고, 화재 후 잔존강도를 평가하는 실험을 수행하였다. 내화뿜칠을 적용한 합성보의 3시간 내화시험 결과 평균온도는 약 300℃ 이하, 최고온도는 약 400℃ 이하로 확인되었다. 또한, 화재 후 잔존강도를 확인하기 위한 구조성능실험 결과 모두 공칭강도 이상을 확보하는 것으로 확인되었다. 그러므로 화재 후 강재의 온도가 400℃ 이하임을 확인한다면 구조체에 미치는 화재의 영향은 경미할 것으로 판단된다.

인위적 표면 단면손상 수준에 따른 원형 부재의 인장성능 변화

하민균 ( Min-gyun Ha ),권태윤 ( Tae-yun Kwon ),이원홍 ( Won-hong Lee ),안진희 ( Jin-hee Ahn ) 한국구조물진단유지관리공학회 2021 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.25 No.3

본 연구에서는 부식에 의하여 발생하는 표면 단면손상을 고려하여 인위적인 표면 단면손상이 도입된 원형인장 부재의 인장성능 변화를 평가하였다. 인장성능 평가를 위하여 부식수준에 따른 인위적인 단면손상을 손상 폭과 높이를 변화시켜 원형강관 시험체 표면에 도입하였으며, 단면손상 수준에 따른 인장성능 변화를 평가하였다. 인장강도 실험 결과, 원형단면 강관부재의 인장강도는 강관부재의 길이 방향 손상이 아닌 부재 둘레 방향 손상의 영향을 받는 것으로 나타났으며, 부재의 파괴는 손상이 발생한 부재의 최소 단면에서 발생하는 것으로 나타났다. 표면에 불규칙한 손상이 도입된 강관 시험체의 단면조건을 명확하게 평가할 수 없으므로, 단면손상으로 인한 인장강도 변화를 정량적으로 비교하기 위하여 동일 단면 감소효과가 고려된 강관 부재에 대한 비선형 구조해석을 실시하였다. 비선형 구조해석 결과, 실제 부재 표면에 국부적 단면손상이 발생한 부재의 인장강도는 동일 단면 감소효과를 고려한 부재의 인장강도에 비하여 상대적으로 급격하게 저하하는 것으로 평가되었다. 국부부식과 같이 표면에 불규칙한 단면손상이 발생한 부재의 잔존인장성능은 인장시험과 등가손상 단면과 구조해석 결과로부터 평가된 상관계수를 이용하여 평가 및 예측될 수 있을 것이다. This study was examined the tensile strength change of a circular tubular member with artificial sectional damage on its surface to consider surface sectional damage by corrosion. The tensile strength tests were conducted using circular tubular specimens with artificial sectional damage considering sectional damaged height and width on its surface according to the corrosion level. From the tensile strength test results, it is confirmed that tensile strength of the circular tubular specimens was affected by the damaged circumference (damaged width), not damaged length (damaged height) and their tensile failures were appeared at the minimum section of the artificial sectional damage part. Nonlinear finite-element analyses were conducted considering equivalent sectional damage effect on sectional damaged part in tensile specimens to examine the change in the tensile strength of tubular specimens with artificial sectional damage since it is difficult to estimate the sectional damaged surface condition of the specimens clearly. From the nonlinear finite element analysis results for the tensile test specimens, tensile strengths of test specimens with irregular sectional damaged surface were relatively evaluated to be highly decreased than these of FE analysis model with equivalent sectional damage. Therefore, residual tensile strengths of tensile members with irregular sectional damage as local corrosion can be evaluated and predicted using correlation coefficient between tensile test results and FE analysis results with equivalent sectional damage.

지진피해를 입은 무보강 조적채움벽체를 갖는 RC 골조의 손상도 및 잔존내진성능의 평가

최호(Choi, Ho) 대한건축학회 2015 大韓建築學會論文集 : 構造系 Vol.31 No.5

After an earthquake, the major concerns to damaged buildings are their safety/risk to aftershocks, quantitative damage assessment to evaluate their residual seismic capacity and to identify necessary actions on the damaged buildings. Few investigations on unreinforced masonry infill walls, however, have been made to quantitatively identify their damage level and criteria to judge necessary actions for their continued use, repair and rehabilitation although their damage has been often found in the past damaging earthquake. In this study, reinforced concrete (RC) frames with unreinforced concrete block (CB) walls for school buildings in Korea were tested under cyclic loadings to propose the evaluation method of their residual seismic capacity. In this paper, the relationships between the damage class represented by residual crack widths and the seismic capacity reduction factor η corresponding to residual seismic capacity for columns and CB walls were estimated analytically and experimentally, and the factor η corresponding to each damage class of RC frame with CB wall was proposed. Futhermore, the damage descriptions and crack widths corresponding to damage classes for CB walls was defined.

근접상황 선박충돌회피지원모델에 관한 연구(Ⅰ)

양형선(Hyoung-Seon Yang),예병덕(Byeong-Deok Yea) 한국항해항만학회 2004 한국항해항만학회지 Vol.28 No.10

선박운항시스템은 첨단화 되고 있으며, 선박충돌회피시스템에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그럼에도 선박 충돌사고율은 줄어들지 않는 실정이다. 시스템에 의한 충돌회피 조종에도 불구하고 근접거리로 충돌위험이 계속 존재한다면, 충돌위험 결정 및 판단기준에 있어서 단순히 TCPA, DCPA만의 입력변수 사용은 근접상황에서 충돌위험회피에 도움을 주지 못한다. 최근 5년간 국내 선박충돌사고 상대선 초인거리 조사에 의하면 약 45%가 2마일 이하 근거리 초인하는 것으로 분석된다. 이런 요소는 선박조종성능 특성과 행위결정을 위한 시간적 특성의 영향을 많이 받는 근접조우를 유발한다. 따라서 근접상황에서 선박충돌회피동작 결정에 관한 연구는 안전항해의 필수적인 요소라고 할 수 있을 것이다. 본 논문에서는 선박조종성능 특성에 따른 선회조종과 선박의 거동을 분석하여 근접상황에서 신속하고 올바른 충돌회피 조선을 지원할 수 있는 선박충돌회피지원 모델을 제시한다. Up to now a lot of the study on ship collision avoidance systems have proceeded actively. However the rate of ship collision accidents hasn’t decreased yet. If there is collision risk in close quarters situation in spite of maneuvering ship for collision avoidance according to the system, only use of TCPA and DCPA as input factor for collision risk decision is not useful to avoiding collision action. For the recent 5 years by the analysis of first observation distance about approaching ship in domestic collision accidents, nearly 45% of accidents is close first observation less than 2 miles. Therefore it is essential part for safety navigations to study for collision avoidance action in close encounter. In this paper, as a fundamental study of supporting collision avoidance maneuvering for navigators, we proposed ship collision avoidance support model in close quarters situation through analysis of collision accidents to effectively get rid of the causes.

잔류균열폭을 이용한 무보강 조적벽체를 갖는 RC 기둥의 잔류변형 평가

최호(Choi Ho) 대한건축학회 2009 大韓建築學會論文集 : 構造系 Vol.25 No.7

In this study, reinforced concrete (RC) frames with concrete block (CB) infill for school buildings, where CB infills are typically unreinforced, are experimentally and analytically investigated to develop pre- and post-earthquake seismic evaluation method. For this purpose, full-scale, single-story, one-bay specimens having different axial loads in RC columns are tested under cyclic loadings. During the tests, crack patterns and widths of RC columns and CB infills which may be of great significance for post-event damage assessment are carefully measured. In this paper, the residual crack width of RC column that can be quantitatively measured on damaged buildings is focused to estimate the residual deformation of frame, and the relationships between measured residual crack widths of RC columns and residual deformations of frames are experimentally and analytically studied using simplified models.

지진피해를 받은 R/C 기둥 유한요소해석 및 잔존내진성능평가

박심연 ( Park Sim-yeon ),정주성 ( Jung Ju-seong ),이강석 ( Lee Kang-seok ) 한국구조물진단유지관리공학회 2022 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.26 No.2

2016년 경주 및 2017년 포항지진으로 인하여 지진피해를 받은 R/C 건축물의 지진피해정도를 정량적으로 평가할 필요성이 대두되었다. 본 연구에서는 국내 R/C 건축물의 지진피해 특성을 파악하기 위하여 국내 지진피해 대상군인 학교 기둥 및 현행 내진설계기준 휨기둥의 반복가력실험 결과에 기반하여 유한요소 해석을 수행하고, 해석 결과를 바탕으로 잔존내진성능을 평가하였다.

콘크리트충전 각형강관기둥의 내화성능 및 화재 후 구조성능 평가

최영한(Choi, Young Han),강민정(Kang, Min Joung),김도범(Kim, Do Bum),김성배(Kim, Sung Bae),김상섭(Kim, Sang Seup) 한국강구조학회 2021 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.33 No.1