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RC 구조물 높이와 해안가 거리를 고려한 염해에 대한 내구수명 평가
Service Life Evaluation Considering Height of RC Structures and Distance from Sea Shore 원문보기

Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute = 한국건설순환자원학회 논문집, v.4 no.2, 2016년, pp.172 - 179  

오경석 (한남대학교 건설시스템공학과) ,  김영준 (한남대학교 건설시스템공학과) ,  이성희 (한남대학교 건설시스템공학과) ,  권성준 (한남대학교 건설시스템공학과)

초록
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콘크리트 구조물의 내구수명평가는 주로 해석 변수의 변동성을 고려하지 않은 결정론적 방법과 변동성을 고려한 확률론적 방법이 사용되고 있다. 본 연구에서는 해안으로부터의 거리와 높이에 따른 내구수명 평가를 위해 일본토목학회에서 제안한 해안으로부터 거리에 따른 표면염화물량과 실태조사를 통한 높이에 따른 표면염화물량을 적용하였다. Fick's $2^{nd}$ Law에 기반을 둔 Life-365를 이용한 결정론적 방법과 MCS을 이용한 확률론적 방법을 수행하여 내구수명을 평가하였다. 평가결과 확률론적 방법이 결정론적 방법보다 낮은 내구수명이 평가되었으며, 이는 기존에 연구된 확산계수, 피복두께, 표면염화물량 등의 변동계수뿐 아니라 낮은 목표내구적 파괴확률을 설정하였기 때문이다. 결정론적 방법에서는 해안가 250m 이내에서는 높이 60m 이상에서, 500m에서는 염해에 의한 피해를 고려하지 않아도 되는 것으로 평가되었다. 또한 확률론적인 방법에서는 전 구간에서 60m 이상의 지역, 250m 이내에서는 40m 이상의 구조물은 염해에 대하여 안전한 것으로 평가되었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

For an evaluation of service life in RC(Reinforced Concrete) structures, deterministic method and probabilistic method considering random variables of design parameters are usually adopted. In the work, surface chloride contents which vary with distance from sea shore and height are investigated fro...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 절에서는 높이 및 거리에 따른 겉보기 염화물량의 변화를 분석하기 위해 기존의 실태조사 자료를 분석하였다(Irina et al.2010). 기존의 연구에서는 krk Arch Bridge의 겉보기 염화물량을 높이에 따른 표면염화물량을 조사하였는데, 본 논문에서는 Table 1과 같이 높이에 따른 가중치로 정규화하였다.

가설 설정

  • 전술한대로 MCS를 실행하기 위한 발생빈도는 1,000으로 설정하였고, Table 4와 마찬가지로 표준편차와 거리와 높이에 대한 표면염화물량을 적용하여 시뮬레이션을 실시하였다. 결정론적방법과 내구수명을 비교평가하기 위해 경계조건을 동일하게 가정하였다. 내구수명 결과는 Table 6에 나타내었으며, Fig.
  • 결정론적인 해석방법과 비교하기 위하여 확산계수, 피복두께, 표면염화물량의 평균은 Table 3와 동일하다. 실태조사를 직접 수행하지 못하였으므로 기존의 연구결과를 참고하여 확산계수의 경우 로그분포를, 그 외의 확률변수에 대해서는 정규분포를 가정하였다.
  • 0%의 내구성 파괴 확률을 한계상태로 정의하였다. 최대표면염화물량은 각 거리와 높이에 대한 표면염화물량으로 설정하였고 도달하는 시간은 10년으로 가정하였다. 해석조건은 Table 3과 동일하다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
콘크리트 구조물의 내구수명평가는 어떠한 방법들이 사용되는가? 콘크리트 구조물의 내구수명평가는 주로 해석 변수의 변동성을 고려하지 않은 결정론적 방법과 변동성을 고려한 확률론적 방법이 사용되고 있다. 본 연구에서는 해안으로부터의 거리와 높이에 따른 내구수명 평가를 위해 일본토목학회에서 제안한 해안으로부터 거리에 따른 표면염화물량과 실태조사를 통한 높이에 따른 표면염화물량을 적용하였다.
염해에 대한 내구성 설계에서, 결정론적인 방법은 무엇을 평가하는가? 염해에 대한 내구성 설계는 결정론적인 방법과 확률론적인 방법으로 분류할 수 있다. 결정론적인 방법은 피크의 제2법칙에 기반한 염화물 확산이론이 주로 사용되는데, 이는 외부에서 유입되는 정상상태(steady-state condition)를 기본으로 하여 염화물 유입을 평가한다. 주로 실태조사 및 장기노출자료를 기본으로 하고 있으며, 혼화재 영향과 시간의존성을 고려한 연구해석으로 활발하게 적용되고 있다(Thomas and Bentz 2002; Kwon et al.
콘크리트는 어떠한 이점으로 사용되는 건설재료인가? 콘크리트는 공학적, 경제적 이점으로 현재까지 폭 넓게 사용되고 있는 건설재료이지만 노출환경에 따른 다양한 열화인자로 인해 매립된 철근은 부식이 발생한다(Broomfield 1997; CEB 1997). 이로 인해 현대 사회에는 콘크리트 구조물의 내구성에 대한 관심이 증가하고 있는 추세이며, 보다 합리적인 내구수명설계를 위해 다양한 열화인자에 대한 해석방법과 모델링의 연구들이 진행되어 왔다.
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참고문헌 (20)

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  20. Thomas, M.D.A., Bamforth, P.B. (1999). Modeling chloride diffusion in concrete: effect of fly ash and slag, Cement and Concrete Research, 29(4), 487-495. 

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