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논문 상세정보

해양 콘크리트 구조물의 신뢰성 기반한 내구성 평가

Reliability based durability assessment of marine concrete structures

초록

해양 환경에 노출된 구조물의 열화를 평가하는데 있어서 신뢰성을 확보하기 위해서는 기존의 사양설계에 비해 한 단계 발전된 신뢰성에 기반한 확률론적 설계가 필요하다. 또한 내구성 설계에 있어서 중요한 변수가 되는 임계염화물량은 국내 콘크리트 시방서에서 $1.2kg/m^3$으로 결정되었으나, 실설계 적용시 과다 설계를 유발하는 등의 문제를 보여주고 있다. 본 논문에서는 기존 문헌을 통해 임계염화물량의 확률 특성을 결정하고, 실제 실험 및 문헌 고찰을 통하여 표면염화물량, 확산계수, 피복두께의 확률적 특성을 고려하였다. 이를 이용하여 Monte Carlo Simulation을 활용한 신뢰성 염해 내구성 해석을 침매 터널 구조물에 대해 수행하여 대상 구조물의 염해내구성능을 평가하고 콘크리트 표준시방서에서 제시한 부식 임계 염소이온농도에 대한 타당성을 검토하였다. 분석 결과, 현실적인 염해 내구성 설계 및 평가를 위하여 기존에 제안된 $1.2kg/m^3$의 임계값에 대한 검토 및 개선이 필요함을 알 수 있었다.

Abstract

In order to prevent deterioration of reinforced concrete structures exposed to marine environment, performance based durability design than the design by conventional deemed-to-satisfy rule should be concerned. For example, even though chloride threshold level, which is a major parameter for durability design, is defined as a 1.2 $kg/m^3$ in the Korean concrete specification, it shows that the chloride threshold level leads to over design in its real application so that realistic value should be determined for the performance design. In this paper, not only the probabilistic properties of chloride threshold level obtained from published data are taken into account, but also the experimental results of the probabilistic properties using surface chloride content, diffusion coefficient, cover depth are considered in the assessment utilizing the concept of performance based durability design. In computation, the Monte Carlo Simulation (MCS) is used to perform an assessment due to chloride attack for a target submerged tunnel box. This study found that the specification on current chloride threshold level should be modified for more rational and accurate assessment and design.

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