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구조물진단학회지 = Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance Inspection, v.9 no.3 = no.33, 2005년, pp.161 - 168
이수곤 (전남대학교 건축공학부) , 이성민 (한국건설품질연구원) , 송창영 (한국구조물안전원)
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The influence of spandrel wall and fill above the extrados on the structural behavior and load capacity of stone masonry arch bridges has not been thoroughly studied yet. One can estimate the structural characteristics and behavior of stone masonry structures by measuring the dynamic characteristics...
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| 핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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| 문화재를 효과적으로 보존하기 위해 파악해야 하는 것은 무엇인가? | 문화재를 효과적으로 보존하기 위해서는 그 구조 특성을 정확히 파악하여야 한다. 그러나 보존을 최우선 목표로 하는 문화재에 있어서는 일반 구조물과는 달리 비파괴 조사를 우선적으로 고려하여야 하기 때문에 구조특성 파악은 어렵게 된다. | |
| 보존을 최우선 목표로 하는 문화재에 구조특성을 파악이 어려운 이유는? | 문화재를 효과적으로 보존하기 위해서는 그 구조 특성을 정확히 파악하여야 한다. 그러나 보존을 최우선 목표로 하는 문화재에 있어서는 일반 구조물과는 달리 비파괴 조사를 우선적으로 고려하여야 하기 때문에 구조특성 파악은 어렵게 된다. 新增東國與地勝覽에 기록된 우리나라의 古橋梁은 전국적으로 516개였으며, 이조말기 서울에만 86개의 교량이 있었지만 현재는 개발이라는 명분하에 거의 다 사라지고 전국적으로 62개만 남아 있다. | |
| 홍예교의 동적 특성을 파악함으로써 홍예교의 유지관리와 내력평가에 유용한 정보를 제공하는 연구의 결과로 인해 어떤 효과를 얻을 수 있는가? | 첫째, 구조물의 상태를 모니터링할 수 있다. 구조물이 국부적, 또는 전체적으로 피해를 입으면 강성이 감소한다. 동적 응답은 시스템 파라메터(강성, 질량 및 감쇠)의 영향을 받기 때문에 이러한 파라메터들이 변하면 고유진동수, 모드 형태, 감쇠계수 등과 같은 동적 특성이 변하게 된다.(4) 균열이나 공동 등이 발생함으로 인해 구조체가 약해지면 강성이 감소하기 때문에 구조체의 고유진동수 값이 작아지며 다른 모드 성능에도 영향을 미치게 된다. Pretlove 등(10)이 수행한 조적조 아치교량 모형실험에서 첫 번째 힌지가 발생하면 1차 고유 진동수는 약 10% 정도 저하되는 것으로 발표되었다. 이러한 점을 효과적으로 이용하여 동적 특성을 파악함으로써 홍예교의 역학적 특성 및 건전성의 판단은 물론 원형보존과 비파괴 안전진단을 염두에 두어야 하는 문화재의 유지관리에 더욱 효과적으로 활용할 수 있다. 따라서 석조문화재의 고유진동수가 측정되면 그 문화재가 외부의 동적 환경에 얼마나 저항력이 있는지 여부를 판단할 수 있을 뿐 아니라 지속적인 측정이 이루어지면 그 구조 상태의 변화여부도 파악할 수 있다. 둘째, 동적특성 파악을 통해 접촉면의 강성을 추정할 수 있다. 손영식(1992)은 『韓國 古橋梁의 構造形式에 관한 硏究』에서 傳統橋梁 구조의 보편적인 특성을 연구하였으며, 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 홍예교의 내하력을 추정하는 연구를 수행하였다.(1) 이때 아치불연속면의 전단강성을 어떻게 가정하느냐에 따라 그 결과치가 달라지게된다. 이성민 등은 고유진동수를 측정함으로써 불연속면의 전단강성을 추정하는 방법에 대해 연구를 수행한 바 있다.(2),(5) 또한 아치구조물은 축력에 저항하는 구조로, 축력을 받으면 돌기 (asperity)가 소성변형을 하면서 동적특성이 변하게 된다.(4),(14) 따라서 축력에 따라 변하는 전단강성에 대한 고려도 필요하다. 따라서 고유진동수를 파악함으로써 강성을 추정할 수 있으며 이 가정치는 구조모델링을 할 때 활용할 수 있을 것이며, 이를 통해 내하력을 추정하는 데에도 유용하게 활용될 수 있다. 셋째, 지진이나 진동 등 동적 외력에 대해 피해를 예측하고 대책을 수립할 수 있는 자료가 된다. |
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