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표제지
목차
제1장 서론 13
1.1. 연구 배경 및 목적 15
1.1.1. 연구 배경 15
1.1.2. 연구 목적 17
1.2. 연구 범위 및 절차 17
1.2.1. 연구 범위 17
1.2.2. 연구 절차 18
제2장 저수지(댐) 부대시설물 내진설계, 성능평가, 보강 자료 조사 분석 19
2.1. 국외 동향 22
2.1.1. 도쿄도 수도국 내진설계 Guideline(2013) 22
2.1.2. 일본 수도시설 내진공법 지침·해설(2009) 30
2.1.3. 대규모지진에 대한 댐 내진성능조사 지침(2005) 117
2.1.4. Gravity Dam Design(2001) 117
2.1.5. Seismic Guidelines for Water Pipelines(2005) 117
2.1.6. Seismic Design of Buried and Offshore Pipelines(2012) 118
2.2. 국내 동향 119
2.2.1. 기존 시설물 내진성능평가 및 향상요령 119
2.2.2. 상수도시설 내진성능평가요령 개선 연구 122
제3장 저수지(댐) 부대시설물의 내진설계 기법 정립 127
3.1. 취수탑 129
3.1.1. 시설물의 특성 129
3.1.2. 취수탑 관련 내진설계기준 130
3.1.3. 취수탑 내진설계 예제 164
3.1.4. 고찰 178
3.2. 취수터널 180
3.2.1. 설계 사례 180
3.2.2. 취수터널 내진설계 검토 결과 220
3.3. 여수토·방수로 221
3.3.1. U형 수로암거 설계 사례 221
3.3.2. 여수토·방수로 내진설계 검토 결과 257
제4장 저수지(댐) 부대시설물의 내진성능 평가기법 정립 및 평가예제 259
4.1. 취수탑의 내진성능평가 262
4.1.1. 일반사항 262
4.1.2. 원형단면을 갖는 취수탑 263
4.2. 유지관리교(연락교량)의 내진성능평가 299
4.2.1. 일반사항 299
4.2.2. 유지관리교 299
4.3. 취수터널 351
4.3.1. 기본 방향 351
4.3.2. 내진성능 평가기법 정립 351
4.3.3. 내진성능 평가예제 352
4.4. 여수토·방수로 366
4.4.1. 기본 방향 366
4.4.2. 내진성능 평가기법 정립 367
4.4.3. 내진성능 평가예제 : U형 콘크리트 수로암거 368
4.4.4. 내진성능 평가예제 : L형 옹벽 378
제5장 저수지(댐) 부대시설물의 내진성능 향상기법 정립 387
5.1. 취수터널 및 여수로의 내진성능 향상기법 정립 389
5.2. 취수탑의 내진성능 향상기법 정립 394
5.2.1. 취수탑의 내진성능평가 및 보강 관련 국내·외 동향 394
5.2.2. 취수탑의 내진성능 평가기법 397
5.2.3. 취수탑의 내진성능 향상기법 399
제6장 결론 및 고찰 437
가. 저수지(댐) 부대시설물의 내진성능평가 및 보강자료 조사 439
1) 국외 동향 439
2) 국내 동향 440
나. 저수지(댐) 부대시설물의 내진설계 사례 검토 440
다. 저수지(댐) 부대시설물의 내진성능 평가기법 정립/예제작성 441
라. 저수지(댐) 부대시설물의 내진성능 향상기법 정립 441
1) 취수터널 및 여수로의 내진성능 향상기법 441
2) 취수탑의 내진성능 향상기법 441
참고문헌 443
참여연구원 446
판권기 447
(표 2.1.2-1) 시설물별 내진진단 등 참고자료 46
(표 2.1.2-2) 기존 자료의 사례 51
(표 2.1.2-3) 매설관로의 현상조사 일람표 53
(표 2.1.2-4) 콘크리트 구조물의 현상조사 항목과 활용 55
(표 2.1.2-5) 과거 수도시설 피해의 특징 60
(표 2.1.2-6) 선상구조물의 주된 내진보강 76
(표 2.1.2-7) 지장구조물의 주된 내진보강 77
(표 2.1.2-8) 수관교·수로교의 주된 내진보강 78
(표 3.1.2-1) 지진구역 구분 132
(표 3.1.2-2) 지진구역계수(재현주기 500년에 해당) 133
(표 3.1.2-3) 위험도계수 133
(표 3.1.2-4) 댐의 내진등급별 설계지진 134
(표 3.1.2-5) 기초지반 분류에 따른 지반계수 134
(표 3.1.2-6) 댐의 내진등급과 설계지진 141
(표 3.1.2-7) 내진등급별 시설분류 145
(표 3.1.2-8) 위험도계수 148
(표 3.1.2-9) 지반의 분류 148
(표 3.1.2-10) 감쇠보정계수 151
(표 3.1.2-11) 지진계수 Ca(이미지참조) 151
(표 3.1.2-12) 지진계수 Cv(이미지참조) 151
(표 3.1.2-13) 성능수준별 내진등급에 따른 평균재현주기 158
(표 3.1.2-14) 위험도계수 158
(표 4.1.2-1) 구조물 높이에 따라 분배된 수평지진력, Fx(이미지참조) 268
(표 4.1.2-2) 수심방향 동수압 분포 269
(표 4.1.2-3) 단면력 산정 270
(표 4.1.2-4) 벽체 하단의 철근상세 272
(표 4.1.2-5) 구조물의 고유주기 277
(표 4.1.2-6) 단면력 산정(지진시 동수압은 정역학적 해석법과 동일) 279
(표 4.1.2-7) 지진시 외부 유체에 의한 부가질량 287
(표 4.1.2-8) 지진시 내부 유체에 의한 부가질량 288
(표 4.1.2-9) 구조물의 고유주기 289
(표 4.1.2-10) 단면력 산정 292
(표 4.1.2-11) 벽체(하단) 철근상세 297
(표 4.2.2-1) 유지관리교 제원 299
(표 4.2.2-2) 내진해석 조건 300
(표 4.2.2-3) 받침 특성 301
(표 4.2.2-4) 받침부 반력 303
(표 4.2.2-5) 교각 하부 축력 303
(표 4.2.2-6) 콘크리트 모델 304
(표 4.2.2-7) 철근 모델 305
(표 4.2.2-8) 교축방향 M-Φ 해석결과 309
(표 4.2.2-9) 교축직각방향 M-Φ 해석결과 309
(표 4.2.2-10) 고유치 해석결과 311
(표 4.2.2-11) 교각 하부 전단력 313
(표 4.2.2-12) 교각 하부 모멘트 313
(표 4.2.2-13) 교각부 탄성받침 1기당 최대발생력 313
(표 4.2.2-14) 교각부 탄성받침 1기당 최대발생변위 313
(표 4.2.2-15) 교각 하부 전단력 314
(표 4.2.2-16) 교각 하부 모멘트 314
(표 4.2.2-17) 교각부 탄성 받침 1기당 최대 발생력 314
(표 4.2.2-18) 교각의 특성값 315
(표 4.2.2-19) 받침부 발생 전단변위 324
(표 4.2.2-20) 앵커 볼트 평가 335
(표 4.2.2-21) 받침부 평가지진력 336
(표 4.2.2-22) 받침부 발생 전단변위 337
(표 4.2.2-23) 앵커 볼트 평가 346
(표 4.2.2-24) 기초 중앙작용력 348
(표 4.2.2-25) 전도 안전성 평가 349
(표 4.2.2-26) 활동 안전성 평가 350
(표 4.2.2-27) 확대기초 단면 평가 350
(표 4.3.1-1) 취수터널의 부재력 집계 360
(표 4.4.3-1) 지반반력계수 370
(표 4.4.3-2) 하중계수 및 하중조합 373
(표 4.4.3-3) U형 콘크리트 수로암거의 부재력 집계 374
(표 4.4.4-1) 자중 및 상재토 하중 계산 379
(표 4.4.4-2) 안정검토용 하중집계 380
(표 4.4.4-3) 지진시 벽체의 관성력에 의한 단면력 계산 383
(표 4.4.4-4) 지진시 벽체 하단 단면력 계산 383
(표 4.4.4-5) 활동방지벽의 단면력 계산 384
(표 4.4.4-6) 단면검토용 하중집계 384
(표 5.2.3-1) 교량의 내진성능 향상방법 417
(표 5.2.3-2) 휨 연성 성능 향상방법의 종류 419
(표 5.2.3-3) 전단 성능 향상방법의 종류 420
(표 5.2.3-4) 주철근 겹침이음부의 내진성능 향상방법의 종류 421
(표 5.2.3-5) 휨내하력 향상방법의 종류 421
(표 5.2.3-5) 휨내하력 향상방법의 종류(계속) 422
(표 5.2.3-6) 기초 구조물 종류별 세부 보강공법 425
(표 5.2.3-7) 말뚝기초 보강공법 428
〈그림 1.1.1-1〉 한반도 주요지진 발생현황 15
〈그림 1.1.1-2〉 우리나라 지진발생 추이(1978년~2014년) 16
〈그림 2.1.2-1〉 PSC 배수탑 구조 예 32
〈그림 2.1.2-2〉 흡기장치를 설치한 예(요코하마시 수도국 토미오카 저수조) 33
〈그림 2.1.2-3〉 강재 배수탑 구조 예 35
〈그림 2.1.2-4〉 취수탑 구조(도쿄도 수도국 야마구치 저수지) 37
〈그림 2.1.2-5〉 쉴드방식의 단면형상 예 39
〈그림 2.1.2-6〉 가요세그먼트의 구조 예(일본토목학회 홈페이지로부터) 41
〈그림 2.1.2-7〉 씰재의 개념도(쉴드터널의 내진 검토, 일본토목학회, 2007) 42
〈그림 2.1.2-8〉 내진진단 등의 기본절차 49
〈그림 2.1.2-9〉 침전지 단면형상의 변천(한신 수도기업단 사례) 64
〈그림 2.1.2-10〉 감도분석의 개념도 66
〈그림 2.1.2-11〉 기존시설을 대상으로 한 합리적인 내진진단 방법의 예 69
〈그림 2.1.2-12〉 유효응력법에 근거한 동적해석 결과의 예 69
〈그림 2.1.2-13〉 배수지 해석모델의 차이에 의한 단면력의 비교사례 71
〈그림 2.1.2-14〉 내진성능에 영향이 큰 매개변수의 예 72
〈그림 2.1.2-15〉 각 부재의 한계상태의 설정사례 73
〈그림 2.1.2-16〉 배수관망에 대한 데이터베이스의 활용방법 예(고베시 수도국) 80
〈그림 2.1.2-17〉 권입 강관 상입 공법의 개요 83
〈그림 2.1.2-18〉 PIP 공법의 개요도 86
〈그림 2.1.2-19〉 PIP 공사전경 87
〈그림 2.1.2-20〉 내진보강 개요도 89
〈그림 2.1.2-21〉 돔 부분교체 시공전경 90
〈그림 2.1.2-22〉 저판 보강공사 시공전경 92
〈그림 2.1.2-23〉 내진보강 개요도 94
〈그림 2.1.2-24〉 내진보강 개요도 97
〈그림 2.1.2-25〉 침사지 내진보강 98
〈그림 2.1.2-26〉 내진보강 개요도 100
〈그림 2.1.2-27〉 쿠니미 2호 수로교 내진보강 101
〈그림 2.1.2-28〉 CPR공법 103
〈그림 2.1.2-29〉 내진보강 개요도 104
〈그림 2.1.2-30〉 내진보강 시공전경 104
〈그림 2.1.2-31〉 내진보강 개념도 106
〈그림 2.1.2-32〉 내진보강 시공전경 107
〈그림 2.1.2-33〉 내진보강 개요도 109
〈그림 2.1.2-34〉 내진보강공사 전경 109
〈그림 2.1.2-35〉 내진보강 개요도 112
〈그림 2.1.2-36〉 내진보강 시공전경 113
〈그림 2.1.2-37〉 내진보강 개요도 115
〈그림 2.1.2-38〉 내진보강 시공전경 116
〈그림 3.1.2-1〉 표준설계응답스펙트럼(5% 감쇠비) 150
〈그림 3.1.2-2〉 교량의 받침지지길이(N 또는 Nc)(이미지참조) 163
〈그림 4.1.2-1〉 상부슬래브 평면도 263
〈그림 4.1.2-2〉 단면도 264
〈그림 4.1.2-3〉 해석모델 270
〈그림 4.1.2-4〉 수평관성력 단면력도 271
〈그림 4.1.2-5〉 내부동수압 단면력도 271
〈그림 4.1.2-6〉 외부동수압 단면력도 271
〈그림 4.1.2-7〉 평가용 가속도응답스펙트럼(5% 감쇠비) 276
〈그림 4.1.2-8〉 X방향 진동모드 형상 278
〈그림 4.1.2-9〉 다중모드스펙트럼해석 단면력도 279
〈그림 4.1.2-10〉 해석모델 283
〈그림 4.1.2-11〉 평가용 가속도응답스펙트럼(5% 감쇠비) 285
〈그림 4.1.2-12〉 평가용 가속도 시간이력 286
〈그림 4.1.2-13〉 높이별 부가질량 산정 289
〈그림 4.1.2-14〉 X방향 진동모드 형상 290
〈그림 4.1.2-15〉 단면력 산정위치 291
〈그림 4.1.2-16〉 벽체 하단부 단면력도(SET #02) 293
〈그림 4.1.2-17〉 벽체 중앙부 단면력도(SET #02) 294
〈그림 4.1.2-18〉 벽체 하단부 단면력 시간이력(SET #02) 295
〈그림 4.1.2-19〉 벽체 중앙부 단면력 시간이력(SET #02) 296
〈그림 4.2.2-1〉 상부구조 단면도 300
〈그림 4.2.2-2〉 하부구조 단면도 301
〈그림 4.2.2-3〉 받침 배치도 302
〈그림 4.2.2-4〉 구조해석 모형도 302
〈그림 4.2.2-5〉 콘크리트 모델 305
〈그림 4.2.2-6〉 철근 모델 306
〈그림 4.2.2-7〉 전산 INPUT 307
〈그림 4.2.2-8〉 전산 OUTPUT 308
〈그림 4.2.2-9〉 평가응답스펙트럼 310
〈그림 4.2.2-10〉 진동모드의 누적 질량 참여율 311
〈그림 4.2.2-11〉 교축직각방향 1차 모드 형상 312
〈그림 4.2.2-12〉 교축방향 1차 모드 형상 312
〈그림 4.2.2-13〉 부재의 공급변위연성도에 따른 콘크리트 전단강도 감소계수 k 318
〈그림 4.2.2-14〉 교축방향 공급역량곡선에 의한 파괴모드 결정 320
〈그림 4.2.2-15〉 교축직각방향 공급 역량곡선에 의한 파괴모드 결정 320
〈그림 4.2.2-16〉 교량받침 제원 325
〈그림 4.2.2-17〉 콘크리트 파괴강도에 대한 투영면적 산정-교축방향 328
〈그림 4.2.2-18〉 콘크리트 파괴강도에 대한 투영면적 산정-교축직각방향 329
〈그림 4.2.2-19〉 프라이아웃 강도에 대한 투영면적 산정-교축방향 332
〈그림 4.2.2-20〉 프라이아웃 강도에 대한 투영면적 산정-교축직각방향 334
〈그림 4.2.2-21〉 교량받침 제원 338
〈그림 4.2.2-22〉 콘크리트 파괴강도에 대한 투영면적 산정-교축방향 340
〈그림 4.2.2-23〉 콘크리트 파괴강도에 대한 투영면적 산정-교축직각방향 341
〈그림 4.2.2-24〉 프라이아웃 강도에 대한 투영면적 산정-교축방향 343
〈그림 4.2.2-25〉 프라이아웃 강도에 대한 투영면적 산정-교축직각방향 345
〈그림 4.2.2-26〉 확대기초 제원 및 형상 348
〈그림 4.3.3-1〉 취수터널 구조형상 353
〈그림 4.3.3-2〉 취수터널 해석모델 354
〈그림 4.3.3-3〉 취수터널 부재력도 360
〈그림 4.4.1-1〉 대규모 여수로... 366
〈그림 4.4.1-2〉 소규모 여수로... 366
〈그림 4.4.3-1〉 U형 콘크리트 수로암거 구조형상 368
〈그림 4.4.3-2〉 U형 콘크리트 수로암거 해석모델 369
〈그림 4.4.3-3〉 하중재하도 372
〈그림 4.4.3-4〉 U형 콘크리트 수로암거 부재력도 373
〈그림 4.4.4-1〉 L형 옹벽(H6.253m×B6.000m) 해석단면 378
〈그림 5.1.1-1〉 슬래브 두께 증가 보강공법 390
〈그림 5.1.1-2〉 강판접착공법 392
〈그림 5.1.1-3〉 벽체 두께 증가 보강공법 393
〈그림 5.2.3-1〉 내진보강 개요도 402
〈그림 5.2.3-2〉 내진보강 시공전경 403
〈그림 5.2.3-3〉 내진보강 개요도 405
〈그림 5.2.3-4〉 내진보강 시공전경 406
〈그림 5.2.3-5〉 CPR공법 408
〈그림 5.2.3-6〉 내진보강 개요도 409
〈그림 5.2.3-7〉 내진보강 시공전경 409
〈그림 5.2.3-8〉 내진보강 개요도 411
〈그림 5.2.3-9〉 돔 부분교체 시공전경 412
〈그림 5.2.3-10〉 저판 보강공사 시공전경 413
〈그림 5.2.3-11〉 취수탑 제원 415
〈그림 5.2.3-12〉 취수탑 손상(누수) 415
〈그림 5.2.3-13〉 곡면 FRP 부재 제원 415
〈그림 5.2.3-14〉 곡면 FRP 부재를 이용한 취수탑의 보수·보강 공정 416
〈그림 5.2.3-15〉 교량의 내진성능 향상 절차 418
〈그림 5.2.3-16〉 휨에 대해 강판보강된 직사각형 단면 교각(강판 보강공법) 419
〈그림 5.2.3-17〉 타원형 강판보강에 의한 전단강도의 증가 420
〈그림 5.2.3-18〉 콘크리트 증설 보강공법에 의한 교각 구속 422
〈그림 5.2.3-19〉 모르타르 부착공법 423
〈그림 5.2.3-20〉 프리캐스트 패널 부착공법 423
〈그림 5.2.3-21〉 기초 및 지반의 내진성능 향상절차 424
〈그림 5.2.3-22〉 다양한 지반개량(주입)공법의 개요도 426
〈그림 5.2.3-23〉 기초판의 확대 및 단면보강 426
〈그림 5.2.3-24〉 콘크리트 캡 추가 설치에 의한 직접기초의 보강 427
〈그림 5.2.3-25〉 언더피닝에 의한 직접기초의 보강 427
〈그림 5.2.3-26〉 말뚝의 추가 및... 428
〈그림 5.2.3-27〉 언더피닝공법 428
〈그림 5.2.3-28〉 내진보강향상 예제교각의 제원 429
〈그림 5.2.3-29〉 모멘트-곡률 해석결과 431
〈그림 5.2.3-30〉 구속효과에 의한 콘크리트의 압축강도 증가 432
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