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목차보기

표제지

목차

국문초록 12

I. 서론 14

1.1. 연구의 배경 및 목적 14

1.2. 연구의 범위 및 방법 15

II. 이론적 고찰 17

2.1. 국내 시설물 안전진단 현황 17

2.1.1. 안전진단 정의 17

2.1.2. 현행 안전진단 체계 18

2.1.3. 시설물의 안전점검 및 정밀안전진단 상세 19

2.1.4. 시설물 안전진단 현황 23

2.2. 퍼지이론고찰 25

2.2.1. 퍼지이론의 개념 25

2.2.2. 퍼지집합의 정의 및 기본연산 27

2.2.3. 기존의 퍼지평가 이론 29

2.3. 선행연구고찰 30

2.3.1. 안전점검 및 정밀안전진단 30

2.3.2. 퍼지이론 31

2.3.3. 안전진단 모델 32

2.4. 소결 33

III. 현행 안전진단의 문제점 35

3.1. 상태평가 및 종합평가 35

3.1.1. 안전진단 평가항목 및 기준 36

3.1.2. 종합평가 49

3.2. 상태평가 프로그램 50

(1) 기본정보 입력 모듈 51

(2) 안전성평가 자료의 입력 모듈 52

(3) 상태평가 자료의 입력 모듈 52

(4) 기울기 및 침하자료의 입력 모듈 53

(5) 퍼지연산 수행 모듈 54

(6) 보고서 작성 모듈 54

3.3. 소결 55

IV. 중소규모 건축물의 퍼지기반 상태평가 모델 57

4.1. 설문조사 57

4.2. 개선방향 59

(1) 안전성평가 60

(2) 상태평가 60

(3) 기타 개선방향 62

4.3. 중소규모 건축물의 상태평가 모델 65

4.3.1. 상태평가 모델 65

4.3.2. 종합평가 프로그램 프로토타입 68

4.4. 소결 73

V. 사례적용 76

5.1. 사례(1) 76

5.1.1. 사례개요 76

5.1.2. 분석결과 77

5.2. 사례(2) 88

5.2.1. 사례개요 88

5.2.2. 분석결과 88

5.3. 사례(3) 99

5.3.1. 사례개요 99

5.3.2. 분석결과 99

VI. 결론 110

참고문헌 112

부록 115

영문초록 120

표목차

표 2.1. 1, 2종 시설물의 범위(건축물) 18

표 2.2. 안전점검 및 정밀안전진단 실시 시기 18

표 2.3. 건축물의 상태 및 안전성평가등급(안전진단세부지침) 22

표 2.4. 용도별 건축물 현황(2009년 기준) 24

표 2.5. 1, 2종 건축물 현황(2009년 기준) 24

표 3.1. 기존 상태평가 프로그램 평가항목 36

표 3.2. 건축물의 기울기에 대한 상태평가등급 기준 37

표 3.3. 안전성평가 기준 39

표 3.4. 부재내력에 대한 안전성평가 기준 40

표 3.5. 콘크리트 강도에 대한 상태평가등급 기준 41

표 3.6. 콘크리트 균열에 대한 상태평가등급 기준 42

표 3.7. ACI 224위원회 허용균열폭 규정 42

표 3.8. 유럽 CEB-FIP Code의 허용균열폭 규정 42

표 3.9. 영국 CP-110 Code와 일본 토목학회의 허용균열폭 규정 43

표 3.10. 일본 콘크리트 공학 협회의 허용균열폭 규정 43

표 3.11. 국가별 허용균열폭 규정 43

표 3.12. 콘크리트 중성화에 대한 상태평가등급 기준 45

표 3.13. 콘크리트 염화물 함유량에 대한 상태평가등급 기준 46

표 3.14. 콘크리트 내부의 철근부식에 대한 상태평가등급 기준 47

표 3.15. 콘크리트부재에서 철근노출에 대한 상태평가등급 기준 48

표 3.16. 콘크리트 박리에 대한 상태평가등급 기준 48

표 3.17. 콘크리트 박락 및 층분리에 대한 상태평가등급 기준 48

표 3.18. 콘크리트 누수 및 백태에 대한 상태평가등급 기준 49

표 4.1. 설문조사·분석 결과 58

표 4.2. 기존 안전진단 체계와 중소규모 건축물의 안전진단 체계 비교 63

표 5.1. 사례개요 76

표 5.2. 기울기 및 침하 77

표 5.3. 부재별 내력비 77

표 5.4. 콘크리트 강도 78

표 5.5. 콘크리트 균열 78

표 5.6. 콘크리트 중성화 79

표 5.7. 염화물 함유량 79

표 5.8. 철근부식 79

표 5.9. 표면노후-박리 80

표 5.10. 표면노후-박락, 층분리 80

표 5.11. 표면노후-누수, 백태 81

표 5.12. 표면노후-철근노출 81

표 5.13. 평가결과 82

표 5.14. 기울기 및 침하(중소규모상태평가체계적용) 83

표 5.15. 부재별 내력비(중소규모상태평가체계적용) 83

표 5.16. 콘크리트 강도(중소규모상태평가체계적용) 83

표 5.17. 콘크리트 균열(중소규모상태평가체계적용) 84

표 5.18. 콘크리트 중성화(중소규모상태평가체계적용) 84

표 5.19. 철근부식(중소규모상태평가체계적용) 84

표 5.20. 표면노후-박리(중소규모상태평가체계적용) 85

표 5.21. 표면노후-박락, 층분리(중소규모상태평가체계적용) 85

표 5.22. 표면노후-누수, 백태(중소규모상태평가체계적용) 86

표 5.23. 표면노후-철근노출(중소규모상태평가체계적용) 86

표 5.24. 평가결과(중소규모상태평가체계적용) 87

표 5.25. 사례개요 88

표 5.26. 기울기 및 침하 89

표 5.27. 부재별 내력비 89

표 5.28. 콘크리트 강도 89

표 5.29. 콘크리트 균열 90

표 5.30. 콘크리트 중성화 90

표 5.31. 염화물 함유량 90

표 5.32. 철근부식 91

표 5.33. 표면노후-박리 91

표 5.34. 표면노후-박락, 층분리 92

표 5.35. 표면노후-누수, 백태 92

표 5.36. 표면노후-철근노출 93

표 5.37. 평가결과 93

표 5.38. 기울기 및 침하(중소규모상태평가체계적용) 94

표 5.39. 콘크리트 강도(중소규모상태평가체계적용) 94

표 5.40. 콘크리트 균열(중소규모상태평가체계적용) 95

표 5.41. 염화물 함유량(중소규모상태평가체계적용) 95

표 5.42. 철근부식(중소규모상태평가체계적용) 95

표 5.43. 표면노후-박리 96

표 5.44. 표면노후-박락, 층분리 96

표 5.45. 표면노후-누수, 백태 97

표 5.46. 표면노후-철근노출 97

표 5.47. 평가결과(중소규모상태평가체계적용) 98

표 5.48. 사례개요 99

표 5.49. 기울기 및 침하 100

표 5.50. 부재별 내력비 100

표 5.51. 콘크리트 강도 100

표 5.52. 콘크리트 균열 101

표 5.53. 콘크리트 중성화 101

표 5.54. 염화물 함유량 101

표 5.55. 철근부식 102

표 5.56. 표면노후-박리 102

표 5.57. 표면노후-박락, 층분리 103

표 5.58. 표면노후-누수, 백태 103

표 5.59. 표면노후-철근노출 104

표 5.60. 평가결과 104

표 5.61. 기울기 및 침하(중소규모상태평가체계적용) 105

표 5.62. 콘크리트 강도(중소규모상태평가체계적용) 105

표 5.63. 콘크리트 균열(중소규모상태평가체계적용) 106

표 5.64. 콘크리트 중성화(중소규모상태평가체계적용) 106

표 5.65. 철근부식(중소규모상태평가체계적용) 106

표 5.66. 표면노후-박리(중소규모상태평가체계적용) 107

표 5.67. 표면노후-박락, 층분리(중소규모상태평가체계적용) 107

표 5.68. 표면노후-누수, 백태(중소규모상태평가체계적용) 108

표 5.69. 표면노후-철근노출(중소규모상태평가체계적용) 108

표 5.70. 평가결과(중소규모상태평가체계적용) 109

그림목차

그림 1.1. 연구흐름도 16

그림 2.1. 안전점검 및 정밀안전진단 세부지침의 상태등급 평가기준 23

그림 3.1. 여러 가지 구조물에 대한 각변위의 한계 37

그림 3.2. 기초침하의 유형 38

그림 3.3. 안전점검 및 정밀안전진단 평가절차 50

그림 3.4. 평가수행 절차 51

그림 3.5. 구조물 기본정보 입력창 52

그림 3.6. 안전성평가-부재별 내력비(기둥입력 창) 53

그림 3.7. 변위·변형 진단정보 창 53

그림 3.8. 대상건축물 평가결과 출력 예 54

그림 4.1. 상태평가 모델 개발 흐름도 57

그림 4.2. 상태평가 플로우차트 67

그림 4.3. 중소규모 건축물 종합평가 프로그램 초기 화면 예(1) 68

그림 4.4. 상태평가 항목 화면 예(1) 69

그림 4.5. 중소규모 건축물 종합평가 프로그램 초기 화면 예(2) 70

그림 4.6. 상태평가 항목 화면 예(2) 70

그림 4.7. 중소규모 건축물 종합평가 프로그램 초기 화면 예(3) 71

그림 4.8. 상태평가 항목 화면 예(3) 71

그림 4.9. 중소규모 건축물 종합평가 프로그램 초기 화면 예(4) 72

그림 4.10. 상태평가 항목 화면 예(4) 72

그림 4.11. 콘크리트 균열 평가 항목 화면 예 73

초록보기

건축물의 지속적인 유지관리를 위하여 건축물에 대한 안전진단은 매우 중요하다. 지난 1994년 성수대교 붕괴, 1995년 삼풍백화점 붕괴사고로 시설물에 대한 안전관리 체계 확립 및 강화의 필요성이 크게 대두되었다.

그러나 현행 건축물유지관리 단계에서 안전진단 업무의 현황을 살펴보면, 안전점검 및 정밀안전진단 시행기준이 일률적으로 정해져서 융통성 없이 적용되고 있으며, 안전점검 및 정밀안전진단이 1, 2종 시설물에만 국한되어 있는 실정이다. 그러나 1, 2종 이외의 중소규모 건축물이 전체 건축물의 99.2%를 차지할 정도로 많다는 점을 고려할 때, 전체 건축물의 장수명화를 위해서 중소규모 건축물의 안전진단은 반드시 필요하다.

1, 2종 건축물에 대해서는 한국시설안전공단에서 개발·배포한 “건축물 안전진단에 따른 상태평가 프로그램”을 활용하여 점검하고 진단한다. 그 외의 건축물에 대해서는 마땅히 적용할 기준과 프로그램이 없으며, 기 사용중인 상기 프로그램을 사용할 경우 건축물 유지관리 이력자료의 미비, 입력항목의 과다 등으로 인해 적용이 용이하지 않다.

본 연구는 1, 2종 시설물에만 국한되어 있는 안전점검 및 정밀안전진단 체계의 문제점을 고찰하고, 중소규모 건축물에 적용할 수 있는 안전진단 모델을 개발하는 것이 목적이다.

본 연구는 현행 평가방식 고찰 및 설문조사를 통해 기존 상태평가 항목을 중소규모 건축물에 적합하게 조정할 수 있는 개선방향을 제시하였다. 주요내용으로는 (1) 구조부재 변경 시 또는 용도변경 시에만 부재별 내력비 평가, (2) 탄산화 깊이가 철근의 위치에 도달했을 경우 또는 철근의 부식이 현저히 진행되었을 경우에만 염화물 함유량 시험 실시, (3) 10년이 경과한 건물에 한해서만 콘크리트 탄산화 시험 실시, (4) 중소규모 건축물의 조사 개소수와 측정 범위 축소 등이다. 이러한 내용을 바탕으로 퍼지이론을 활용하여 기존 평가모델을 수정한 개선모델을 개발하였으며, 평가를 용이하게 하기 위해 프로그램 프로토타입을 제시하였다.

본 연구의 결과를 실무에 적용한다면 1, 2종 이외의 건축물도 안전점검 및 정밀안전진단을 효율적으로 수행할 수 있는 기반이 마련될 것으로 판단된다. 향후 연구에서는 제안한 개선모델을 이용하여 상태평가를 수행하고, 모델의 타당성을 확고히 한 후, 철골구조 등 다른 건축물로 확장·적용해 나가는 연구가 필요할 것이다.