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[국내논문] 프리스트레스트 보의 콘크리트 응력 수준 평가를 위한 비선형 초음파 공진 기법의 적용
Adoption of Nonlinear Resonant Ultrasonic Spectroscopy for the Evaluation of Stress State on Concrete in Prestressed Beam 원문보기

한국전산구조공학회논문집 = Journal of the computational structural engineering institute of Korea, v.30 no.3, 2017년, pp.215 - 222  

김규진 (한국과학기술원 건설 및 환경공학과) ,  곽효경 (한국과학기술원 건설 및 환경공학과)

초록
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프리스트레스트 보의 인장력 변화에 따른 콘크리트 응력 수준을 평가하기 위하여, 초음파를 이용하는 기존의 방법보다 개선된 비선형 초음파 공진 기법의 도입을 제안하였다. 이는 동일하게 초음파를 사용하는 선형의 기법보다 월등히 높은 민감도를 보이므로 초기 상태의 응력 평가에도 유리하다. 비선형 초음파 공진 기법은 초음파 통과시 매질 상태에 따른 공진 주파수의 변화의 정도로부터 계산되는 비선형 인자의 값을 측정하며, 측정 결과는 콘크리트의 응력 상태와도 밀접한 연관을 갖는다. 본 연구에서는 유압 펌프를 통한 인장력 작용에 따른 비선형 인자의 측정을 수행함으로써 두 인자 사이에 밀접한 연관성이 있음을 확인하고, 반복적인 하중 이력의 작용이 비선형 인자의 변화에 미치는 영향을 분석하였다. 추가적으로, 선형 초음파 전파 속도 측정 결과를 비교하여 제안한 방법의 민감도를 검증하였다. 측정 결과를 통해 프리스트레스트 보의 콘크리트 응력 수준 평가를 위한 비선형 초음파 공진 기법의 적용 가능성을 확인하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In order to evaluate a stress state of concrete according to the change of tensile force of prestressed beam, improved nonlinear resonant ultrasonic spectroscopy(NRUS) method is proposed. This technique is advantageous to evaluate the stress state in initial state because the method shows much highe...

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문제 정의

  • 본 연구에서는 인장력 도입에 따라 변화하는 프리스트레스트 보의 콘크리트 응력 상태를 비선형 초음파 공진 기법 도입을 통해 보다 높은 민감도 수준으로 평가하고자 하였다. 실험을 위해 제작한 프레스트레스트 보의 쉬스관 내에 긴장재를 삽입, 유압 펌프를 이용하여 힘을 가하는 과정에서 일정 수준 간격으로 공진 주파수의 변화를 측정하였다.
  • 비선형 인자의 값은 콘크리트의 손상 정도, 즉 미세균열의 형성과 밀접한 연관이 있으며 이는 곧 외부 하중 작용에 따른 콘크리트의 응력 수준과 관계된다. 따라서 반복적인 하중의 작용이 측정 결과에 미치는 영향을 확인하고자 하였다.
  • 본 연구에서는 비선형 초음파 공진 기법을 활용한 비선형인자의 측정을 통해, 프리스트레스트 보 내 콘크리트의 응력 상태 평가에 대한 방법을 제안하였다. 외부 하중의 작용에 따른 비선형 인자의 변화를 확인하였으며, 기존 선형 초음파 속도법의 측정 결과와 민감도 비교 검증을 수행하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
프리스트레스트 보의 인장력 변화에 따른 콘크리트 응력 수준을 평가하기 위해 무엇을 제안하였는가? 프리스트레스트 보의 인장력 변화에 따른 콘크리트 응력 수준을 평가하기 위하여, 초음파를 이용하는 기존의 방법보다 개선된 비선형 초음파 공진 기법의 도입을 제안하였다. 이는 동일하게 초음파를 사용하는 선형의 기법보다 월등히 높은 민감도를 보이므로 초기 상태의 응력 평가에도 유리하다.
초음파를 사용하는 선형의 기법보다 월등히 높은 민감도를 보여 초기 상태의 응력 평가에 유리한 기법은? 프리스트레스트 보의 인장력 변화에 따른 콘크리트 응력 수준을 평가하기 위하여, 초음파를 이용하는 기존의 방법보다 개선된 비선형 초음파 공진 기법의 도입을 제안하였다. 이는 동일하게 초음파를 사용하는 선형의 기법보다 월등히 높은 민감도를 보이므로 초기 상태의 응력 평가에도 유리하다.
비선형 초음파 공진 기법이란? 이는 동일하게 초음파를 사용하는 선형의 기법보다 월등히 높은 민감도를 보이므로 초기 상태의 응력 평가에도 유리하다. 비선형 초음파 공진 기법은 초음파 통과시 매질 상태에 따른 공진 주파수의 변화의 정도로부터 계산되는 비선형 인자의 값을 측정하며, 측정 결과는 콘크리트의 응력 상태와도 밀접한 연관을 갖는다. 본 연구에서는 유압 펌프를 통한 인장력 작용에 따른 비선형 인자의 측정을 수행함으로써 두 인자 사이에 밀접한 연관성이 있음을 확인하고, 반복적인 하중 이력의 작용이 비선형 인자의 변화에 미치는 영향을 분석하였다.
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