귀추 토목공학 졸업 논문 샘플

토목구조공학의 안전성과 내구성

1. 토목구조공학의 안전성

구조안전이란 구조물의 손상과 붕괴를 방지하는 능력이다. 구조공학의 가장 중요한 품질 지표. 구조공학의 안전성은 주로 구조물의 설계 및 시공 수준에 따라 결정되며, 구조물의 올바른 사용(유지관리, 시험)과도 관련이 있으며, 이는 토목공학 규정의 합리적인 설정 및 시행과도 관련됩니다. 및 기술 표준(사양, 절차, 규정 등) 상관 관계를 사용합니다.

1. 우리나라 구조 설계 사양의 안전 설정 수준

구조 공학 설계에 있어서 구조의 안전성은 주로 구조 구성 요소의 내하력 안전성, 전체적인 견고성 등에 반영됩니다. 구조, 그리고 구조의 내구성. 이러한 측면에서 우리나라의 건축물, 교량 등 토목구조물에 대한 설계기준의 안전설정 수준은 일반적으로 해외의 유사기준에 비해 훨씬 낮다.

1.1 구성요소 지지력의 안전 설정 수준

구조적 구성요소의 안전 수준과 가장 밀접하게 관련된 두 가지 요소는 다음과 같습니다. 1) 사양은 구조가 견뎌야 하는 하중의 양을 규정합니다. (하중 기준치) , 예를 들어 같은 사무용 건물에서 우리나라 규정에 따르면 바닥 슬래브의 활하중은 1959년부터 평방미터당 150kg으로 규정되어 있습니다(다시 200kg으로 변경하기로 결정되었습니다) 새로운 규정에서는), 미국과 영국은 240kg과 250kg을 가지고 있습니다. 2) 규격에 명시된 하중 부분 계수와 재료 강도 부분 계수의 크기는 전자의 표준 값을 증폭시키는 계수입니다. 하중은 구조 부재에 대한 하중의 영향을 계산하고 결정할 때 사용됩니다. 후자는 구조 구성 요소를 계산하고 결정하는 데 사용되는 계수입니다. 구성 요소의 고유 하중 지지 능력은 구성 요소의 표준 강도 값을 감소시키는 요소입니다. 재료. 이러한 계수를 정량적인 값으로 표현한 것은 주어진 표준하중 하에서 구조요소의 안전성을 반영하는 것으로 안전계수 설계방법(우리나라의 고속도로교량 및 암거구조설계기준 등)에서는 안전계수라고 하며 이에 대한 필요성을 반영하고 있다. 안전 예비비 및 신뢰성 설계 방법(예: 우리나라의 건물 구조 설계 사양)에서는 특정 명목상 고장 확률 또는 신뢰성 지수를 반영하는 부분 계수라고 합니다. 안전 계수 또는 하위 계수가 클수록 안전 수준이 높아집니다. 우리나라의 건축구조 설계기준에서는 활하중과 고정하중의 부분계수(구조자체중량 등)가 각각 1.4와 1.2로 규정되어 있는 반면, 미국은 1.7과 1.4, 영국은 1.6과 1.4로 규정되어 있다. 이렇게 하면 우리나라 규정에 따라 사무용 건물을 설계할 때 바닥설계하중(하중기준치와 하중성분계수를 곱한 값)은 약 52%(사람, 설비 등 활하중 고려)에 불과하고 85%에 불과하다. 영국과 미국의 %(구조물의 자중 등 고정하중) 일부 개발도상국의 구조 설계는 우리나라의 구조설계 방법과 마찬가지로 대부분 선진국의 기준을 따릅니다. 해방 이전과 중화인민공화국 건국 초기에는 미국 표준을 기반으로 했지만, 홍콩과 대만은 여전히 ​​각각 영국 표준과 미국 표준을 기반으로 한다는 점에 유의해야 합니다. 다른 건물의 가치는 외국과의 차이가 사무실 건물, 아파트, 기숙사만큼 크지 않습니다. 철골 구조물의 격차는 상대적으로 작을 수 있다.

도로 교량 구조물의 상황도 주택 건축 구조물의 상황과 유사하며, 차량 하중 기준 외에도 하중 하위 항목 안전계수(내 차량 하중에 대한 국가 표준은 1.4로 국제적으로 유명한 미국 AASHTO 규격의 1.75보다 25% 정도 낮고, 재질 강도 하위 항목의 안전 계수는 더 낮습니다. 우리나라의 설계 사양에 따라 설정된 안전 보유량이 상대적으로 낮고 일부 프로젝트에 사용되는 재료의 양이 실제로 해외의 유사한 프로젝트에 비해 적습니다. 여기서 주요 문제는 설계가 과거에 머물러 있고 부족하다는 것입니다. 구조 계획, 재료 선택, 분석 및 계산, 구조 구성의 혁신

1.2 구조의 전반적인 견고성

구조 부재의 충분한 하중 지지력. , 구조의 전반적인 견고성은 광범위한 손상 및 붕괴를 유발하는 어딘가의 국부적 손상을 방지하는 구조의 능력 또는 구조의 원인에 비례하지 않는 손상 결과가 없어야 합니다. 지진 및 폭발과 같은 재해 부하 또는 인적 오류로 인한 재해 결과에 대처하는 데 사용할 수 있는 구조의 우수한 연성 및 필요한 중복성에 대한 재해 손실을 줄입니다. 2001년 스자좡(석가장)에서 발생한 대규모 폭발사고로 인해 토사폭발로 인해 주거용 건물의 벽이 부분적으로 파손된 것도 건물 전체가 지속적으로 붕괴되는 현상이다.

1.3 구조물의 내구성 안전성

우리나라 토목건축 구조물의 설계 및 시공 규격은 다양한 하중에 따른 구조적 강도 요구사항에 중점을 두고 있으며, 내구성도 중요합니다. 환경적 요인(건조, 습도, 동결-융해 등의 대기 침식, 프로젝트 주변 수중 및 토양의 유해 화학 매체에 의한 침식 등)의 영향을 받는 콘크리트 구조물에 대한 요구 사항은 부식으로 인한 구조적 안전 사고가 상대적으로 덜 고려됩니다. 철근의 부식이나 콘크리트의 부식은 구조부재의 지지력의 낮은 안전성으로 인한 피해보다 훨씬 더 심각하므로 이 문제는 우리나라 규정에서 규정하는 내구성 관련 규정에 특히 주의해야 합니다. 철근을 부식으로부터 보호하기 위한 콘크리트 피복재의 최소 두께, 콘크리트의 최소 강도 등급 등이 외국 규격보다 현저히 낮습니다.

구조적 하중 지지력의 안전성을 손상시키는 것은 내구성 부족의 결과 중 하나일 뿐이며, 구조 부재의 하중 지지력의 안전 설정 수준을 향상시키는 것은 경우에 따라 구조물의 내구성과 사용 수명에 도움이 될 수도 있습니다. .

2. 구조 안전 설정 수준 조정에 대한 이견

우리나라 구조 설계 사양의 안전 설정 수준이 낮은 것은 건국 이후 장기 부족 경제 및 계획 시스템의 역사적 조건과 관련이 있습니다. 우리 나라 인민공화국. 그러나 토목건축구조물에 대해 더 낮은 안전수준을 채택할 수 있다는 것은 기본적으로 당시의 생산 및 생활수요를 충족시켰으며, 오랜 기간 동안 테스트를 거쳐 국내 토목공학 과학기술이 이룩한 주요 성과이다. 엄청난 노력에도 불구하고, 낮은 안전 예비로 인해 예상치 못한 영향에 저항하는 능력이 상대적으로 부족합니다. 안전 설정 수준을 적절히 개선하면 사고 빈도를 줄이고 프로젝트의 재해 저항 능력을 향상시키는 데 도움이 됩니다. 국내에서 다수의 엔지니어링 안전사고는 주로 부패와 관리 부실, 심각한 인적 실수로 인해 발생합니다. 현재 건축물의 안전 수준을 재검토하겠다는 제안은 주로 객관적인 상황의 변화에 ​​기초하고 있습니다. 왜냐하면 우리가 현재 진행하고 있는 기반 시설 건설은 미래 현대화를 위한 기반을 마련하고 다음 세대의 사람들의 생산 및 생활 수준을 충족시켜야 하기 때문입니다. 수십 년 또는 수백 년의 개발 요구를 충족하려면 상업용 주택과 같은 일부 토목 구조물은 시장 경제 조건에서 상품 특성의 요구를 충족해야 합니다. 최근 몇 년 동안 중국은 건축물의 구조적 안전 수준 설정에 대해 여러 차례 논의를 진행해 왔으며 이를 조정하는 방법에 대해 큰 의견 차이가 있었으며 이러한 다양한 의견은 이번 과학 기술 포럼에도 반영되었습니다.

1) 우리나라 현행사양의 안전설정 수준은 충분하고 장기간의 실무를 통해 검증되었다고 생각되나, 해외에서는 그런 경험이 없다. 우리나라가 얻은 이러한 성공적인 경험을 쉽게 버려서는 안 되며, 안전에 있어서도 영국과 미국의 높은 기준을 따를 수는 없으며, 일반적으로 이를 바꿀 필요도 없습니다. 개별 조정을 제외하고.

2) 우리나라 사양의 안전 설정 수준은 높지는 않지만 표준 및 사양의 관련 조항을 완전히 준수하는 것으로 간주됩니다. 즉 "3 가지 정상"조건에서 이에 따르면 일반 설계, 일반 건설 및 일반 사용에 따라 건설된 수백억 평방미터의 건물 중 대다수가 오늘날에도 여전히 안전하게 사용되고 있으며 이는 이러한 표준에 규정된 표준이 여전히 적용 가능하다는 것을 나타냅니다. 동시에 선진 국제 표준과의 격차를 좁히고 지속 가능한 개발 및 내구성 향상의 필요성과 재료 공급 조건이 까다로운 시장 경제 상황을 고려하여 "3개 노멀"을 달성하기가 어렵습니다. 개선되면 구조물의 안전설정 수준도 적절하게 개선되어야 한다. 우리나라는 여전히 개발도상국이기 때문에 이러한 증가는 온건할 수 있습니다.

3) 우리 나라의 표준화된 보안 설정은 전반적으로 국제 표준에 가까워야 하며 대폭적인 개선이 필요하다고 생각됩니다. 이는 우리나라의 경제 발전과 생활 수준이 지속적으로 향상됨에 따라 토목 공사, 특히 주요 기반 시설 프로젝트에서 사고로 인한 위험 및 손실 결과가 점점 더 심각해지고, 안전을 개선하는 데 필요한 자금이 증가하기 때문입니다. 이 프로젝트는 전체 프로젝트에 투자됩니다. 특히 건설 프로젝트(건설 프로젝트) 비용의 비율이 점점 낮아지고 있으며 자재 공급도 매우 풍부합니다. 과거의 낮은 안전 수준은 과거 부족 기반 계획 경제 시대의 요구에만 적응했지만, 기준의 안전 수준이 더 높았다면 과거에 발생한 일부 안전 사고가 결코 위험이 없는 것은 아닙니다. 피할 수 있었으며 표준의 이러한 결함은 "3개 법선"의 공식화에 의해 어느 정도 은폐되었습니다. 건설 중인 프로젝트는 미래의 현대 사회에 봉사해야 하며 높은 안전 기준을 갖추어야 합니다. 낮은 안전품질 기준은 향후 국제대회에서 인정받기 어려울 것입니다. 구조설계의 안전설정 수준이 선진국과 같은 수준으로 향상되더라도 우리의 전반적인 구조상 안전성에는 여전히 격차가 있을 것입니다. 건축 품질이 좋지 않습니다.

3. 구조설계 규격의 확률론적 신뢰성 설계 방식

우리나라 규격의 신뢰성 설계 방식에 대해 긍정적인 의견을 갖고 있는 전문가들은 이것이 획기적인 과학기술적 진보라고 믿고 있으며, 물론 확률론적 신뢰도 설계 방법 자체에는 여전히 많은 결함이 있어 추가적인 수정과 개선이 필요합니다. 반대 의견을 갖고 있는 사람들은 구조 설계 사양이 다양한 유형의 복합군을 지향하고 있으며, 안전 측면에서 고려해야 할 불확실성과 불확도는 매우 복잡하며, "통계적 수학적 관점에서의 확률 정의"가 아니라고 생각합니다. "라는 관점은 과학적으로 설명하거나 처리할 수 없습니다. 우리나라에서 표준화된 신뢰도 방법을 10년 이상 사용한 결과 구조 설계의 안전성에 명백한 효율성을 가져오지 못하고 대신 안전 개념에 약간의 혼란을 초래하는 것으로 나타났습니다. 구조물의 안전성은 신뢰할 수 있는 지표와 허위 고장 확률로 표현된 이후에는 더욱 이해하기 어렵고 불분명해진다고 합니다. 이는 보다 직관적이고 편리한 안전계수만큼 좋지 않습니다. 특정 프로젝트의 안전 문제를 처리하는 방법은 안전 계수만큼 좋지 않습니다. 설계 사양의 신뢰도 방법은 매우 미숙하고 반확률적 배수에 많은 근본적인 결함이 있습니다. 안전계수법이 규격에 더 적합하며, 신뢰성 분석 결과가 합리적인 값을 결정할 때 안전계수를 종합적으로 판단하는 참고자료로 사용될 수 있다는 점을 배제하지 않습니다.

2. 토목 구조 프로젝트의 내구성

토목 구조 프로젝트의 내구성은 프로젝트 기간 동안 구조물이 정상적인 기능을 유지하는 능력과 관련이 있습니다. 이 정상적인 기능에는 구조적 안전성과 구조적 적용성이 포함되며 적용성에 더 많이 반영됩니다.

1. 토목구조물 내구성 현황

대부분의 토목구조물은 콘크리트로 건축된다. 콘크리트 구조물의 내구성은 현재 토목 인프라 프로젝트를 괴롭히는 세계적인 문제입니다. 이는 우리나라에만 국한된 문제는 아니지만 아직 중국 정부 당국과 대부분의 설계 및 건설 부서에서 충분한 관심을 끌지 못했습니다.

콘크리트는 오랫동안 내구성이 매우 뛰어난 소재로 여겨져 왔습니다. 1970년대 후반이 되어서야 선진국에서는 이전에 건설된 인프라 프로젝트가 어떤 상황에서 조기 피해를 겪고 있다는 사실을 점차적으로 발견했습니다. 미국 토목 공학 협회의 1998년 자료 추산에 따르면 많은 미국 도시의 콘크리트 기반 시설 프로젝트와 항만 프로젝트는 건설 후 2~30년 또는 그보다 짧은 기간 내에 악화되었으며 1조 3천억 달러가 필요했습니다. 미국 국내 인프라 프로젝트에 존재하는 문제를 해결하는 데 고속도로 교량의 콘크리트 데크를 수리하고 교체하는 데에만 800억 달러가 필요하지만, 현재 연방 정부는 이 목적을 위해 매년 50~60억 달러만 할당합니다. 다른 데이터에 따르면 미국에서는 제설염으로 인한 강철 막대의 부식으로 인해 교통량 제한이 필요한 미국 고속도로 교량의 4분의 1이 이러한 상황에서 교량의 4분의 1을 차지합니다. 선진국에서는 콘크리트 구조물의 내구성에 많은 과학적 연구비를 투자하고 적극적으로 대책을 강구해 왔습니다. 예를 들어, 캐나다 온타리오주 고속도로 교량의 제설염 침식 및 동결융해 피해에 대처하기 위해 콘크리트 구조물의 최소 두께를 규정하고 있습니다. 철근의 콘크리트 보호층은 1950년대 2.5cm에서 1980년대 이후 7cm로 점차 증가하였고, 콘크리트 최소강도도 1950년대 C25에서 이후 C40으로 증가하였다. 공기연행을 요구하는 외부 공기연행제나 방수층이 필요하지 않으며, 고급 방수필름 설치와 에폭시 코팅 철근 도입이 필요합니다. 그러나 우리나라에는 염분 동결 영향을 받는 지역의 고속도로 교량에 대한 내구성 설계에 대한 명확한 요구 사항이 아직 없습니다. 콘크리트 보호층 및 강도에 대한 요구 사항은 2.5cm 및 C25에 불과하며 이는 위에서 언급한 캐나다 수준과 일치합니다. 1950년대.

1980년대 우리나라 건설부가 실시한 조사에 따르면 대부분의 국내 산업용 건물은 25~30년 사용 후 대대적인 수리가 필요하고, 열악한 환경에 있는 건물의 수명은 15~20년에 불과한 것으로 나타났다. 년. 민간 건물과 공공 건물의 사용 환경은 비교적 양호하며 일반적으로 50년 이상 지속될 수 있습니다. 그러나 실외 발코니, 레인 커버 및 기타 야외 구성 요소의 사용 수명은 일반적으로 30~40년에 불과합니다. 교량, 항만 건설 등 기반 시설 프로젝트의 내구성 문제는 더욱 심각합니다. 철근의 콘크리트 보호층이 너무 얇고 치밀도가 낮기 때문에 많은 프로젝트에서 철근의 부식과 내부 콘크리트 균열이 발생합니다. 완성된 지 몇 년 후. 항만 터미널은 일반적으로 약 10년 동안 사용된 후 콘크리트 보강재의 균열 및 박리로 인해 대대적인 수리가 필요합니다. 겨울철 제빙 및 결빙의 영향으로 북경-천진 지역의 도시 육교는 10년 이상 사용 후 문제가 발생했으며 일부는 하중을 제한하거나 대대적인 수리를 받거나 철거되어야 했습니다. 염분 동결은 또한 콘크리트 포장 도로를 손상시킵니다. 중국 북동부의 고급 고속도로는 단 한 겨울 만에 광범위한 침식을 겪었습니다. 우리나라 철도터널은 저강도 C15 콘크리트를 라이닝재로 사용하여 치밀도와 불투수성이 낮고 지하수 및 기관차 배기가스에 의한 침식에 강하지 않으며 심각한 균열 및 누수 문제를 겪고 있다. 몇몇 도로국에서는 누수가 50.4%를 차지했으며 그 중 1/3이 심각하게 누수되어 레일 및 기타 부속품이 부식되고 전기 견인 구간에서 누수가 발생하여 정상적인 작동에 영향을 미쳤습니다. 1999년에도 콘크리트의 최소 강도를 적절하게 높이고 콘크리트에 화학섬유를 첨가하는 등 터널의 내구성에 대한 적절한 대책을 강구하지 못했습니다.

내구성 문제의 심각성과 시급성은 우리가 건설하고 있는 많은 프로젝트가 아직 국내외적으로 뼈아픈 교훈을 많이 배우지 못한 채, 똑같은 낡은 길을 따라 같은 실수를 반복하고 있다는 사실에 있습니다. . 북부 도시에 새로 건설된 일부 육교와 고속도로 교량에는 재료 특성과 구조적 구조 측면에서 동결, 해빙 및 염해를 방지하기 위해 필요한 포괄적인 조치가 아직 마련되어 있지 않습니다. 2000년에 착공한 주하이 연화해상대교 등 대규모 프로젝트에서도 여전히 건해수와 습윤 해수의 교번 침식에 저항하지 않는 C30 콘크리트와 3~4cm 두께의 보호층을 사용하고 있다. 스플래시 존에서.

일부 전문가들은 우리나라 '대건' 기반시설 건설의 정점이 20년 더 지속될 것으로 추정하고 있다. 내구성을 무시한 탓에 우리는 '정비'의 20년을 맞이하게 될 것이다. 클라이막스 5월 머지않아 비용이 해당 프로젝트 건설에 대한 초기 투자의 두 배로 늘어날 것입니다.

콘크리트 구조물의 내구성 문제를 더욱 악화시키는 이유는 다음과 같습니다.

1) 콘크리트의 품질검사는 관례적으로 단일 강도지수를 측정기준으로 하기 때문에 시멘트 업계는 시멘트에 대해 부정적인 태도를 가지고 있습니다. 강도를 부적절하게 추구하면 시멘트의 미세도가 증가하고 콘크리트의 내구성에 도움이 되지 않는 초기 강도의 미네랄 성분의 비율이 증가합니다. 우리나라의 시멘트 품질검사에서는 강도가 규정된 최소허용치보다 낮아서는 안 된다고 요구하고 있지만, 외국도 규정된 최대치보다 높으면 안 된다고 요구하고 있다. 이 요구사항은 시멘트 제품 품질의 균일성에도 도움이 됩니다.

2) 프로젝트 건설 단위가 건설 진행 속도를 부적절하게 가속화하며, 특히 프로젝트 진행에 정부 행정 책임자가 부적절한 개입을 합니다. 특히 콘크리트의 내구성 품질을 보장하려면 충분한 시공 및 양생 기간이 필요합니다. 조산이 생명과 건강에 해롭다는 개념은 콘크리트에도 적용됩니다.

몇 달 안에 소위 말하는 도로, 교량, 고층빌딩 건설이나 국내 언론을 통해 널리 알려진 급한 작업 전용 프로젝트는 아마도 단기 프로젝트일 것이다. 앞으로는 대대적인 수리에 더 많은 돈을 쓸 예정입니다. 계약서에 명시된 공사기간을 예정보다 빨리 완료하면 해외에서 벌금을 물게 된다. 이는 공사의 질이 훼손될 수 있다는 뜻이기 때문이다.

3) 폐가스와 산성비 등 환경이 계속 악화되고 있다. 우리나라의 산성비 면적이 국토의 30%를 넘어섰다.

교량, 터널, 항만 등 기반시설 사업의 내구성 설계에 관한 기술규정을 조속히 마련하고 현행 규격의 구조적 내구성 요구사항을 개정 보완하는 것이 시급하다. 가장 먼저 명확히 해야 할 것은 다양한 인프라 프로젝트의 설계 작업 수명입니다. 중요한 프로젝트의 설계 문서에는 서비스 수명 요구 사항과 시연이 있어야 합니다. 현재 건설 중인 많은 프로젝트가 여전히 내구성 측면에서 동일한 경로를 따르고 있는 중요한 이유 중 하나는 엔지니어링 설계 및 건설 기술자가 내구성 측면에서 따라야 할 새로운 기반이 없다는 것입니다. 더욱 심각한 것은 현행 규격의 일부 조항 자체가 내구성에 해롭다는 점이다. 콘크리트의 내구성을 향상시키기 위해서는 콘크리트에 플라이애시, 슬래그 등의 광물성 혼화재를 합리적으로 사용하는 것이 중요한 기술적 수단이다. 우리나라의 철도 콘크리트 교량 및 터널 건설 규격에서는 여전히 사용을 명시적으로 금지하고 있습니다. 또한, 아직까지 공학계, 기술계에서 오랫동안 형성되어 온 낡은 견해가 있어 콘크리트의 내구성 성능 향상에 대한 저항을 불러일으키고 있다. 예를 들어, 콘크리트의 강도에 대한 영향에 대한 우려 때문에 공기연행제의 사용을 꺼리고 있으며, 콘크리트의 내구성과 작업성을 향상시키기 위한 전통적인 수단으로 공기연행제를 사용해야 한다는 것이 또 다른 예이다. 콘크리트의 강도를 확보하기 위해 시멘트의 양을 늘리되 가능한 한 적은 양을 사용하는 것이 콘크리트의 내균열성 및 내구성을 향상시키는 중요한 방법이라고 생각됩니다.

개정된 규격의 내구성 요구사항에 있어서는 2001년 교통부가 고시한 항만공학용 콘크리트 구조물의 부식방지를 위한 기술규격이 다른 토목업계에 좋은 본보기가 됐다. 한편으로는 국내외의 기존 정보와 경험을 참고해 긴급한 요구에 맞춰 해당 설계 및 시공 기술문서를 조속히 마련해야 하며, 다른 한편으로는 체계적인 연구사업을 마련하고 내구성에 대한 지원도 늘려야 한다. 콘크리트 구조물 연구, 철강의 내구성은 세계적으로 구조공학 분야에서 가장 중요한 선도적인 연구 분야 중 하나이지만, 우리나라는 이 분야에서 상당히 뒤떨어져 있습니다. 콘크리트의 내구성에 관한 연구는 원자재, 환경 등 특정 조건과 분리될 수 없으며, 해당 국가의 특성을 고려해야 하며, 외국의 연구 결과에 전적으로 의존할 수는 없습니다.

콘크리트 구조물의 내구성에 관심을 기울이는 것도 지속가능한 발전을 위한 필수 사항이다. 콘크리트 생산에 필요한 시멘트, 모래, 석재 등의 원료는 막대한 토지 자원을 소비하고 식생과 강바닥을 파괴합니다. 시멘트 생산에서 배출되는 이산화탄소는 전체 배출량의 1/5~1/6을 차지합니다. 인간 활동으로 인한 총 배출량과 우리나라가 배출하는 이산화탄소의 양은 세계 2위입니다. 우리나라는 현재 매년 5억 톤 이상의 시멘트를 생산하고 있으며, 이에 따라 연간 20억 입방미터 이상의 모래와 자갈이 소비됩니다. 장기적으로 보면 정말 지속 불가능합니다. 구조물의 수명을 연장한다는 것은 재료를 절약한다는 것을 의미하며, 내구성 콘크리트는 일반적으로 시멘트 함량이 낮고 광물 혼화재(산업 폐기물) 함량이 높아야 내구성 콘크리트가 환경 보호 요구를 충족합니다. 국제적으로 교량, 터널 등 토목공사의 설계 수명은 대부분 100년이고, 영국 등 일부에서는 120년이다. 내구성 부족으로 인한 막대한 경제적 손실과 자원 낭비를 고려하여 최근에는 이러한 프로젝트의 최소 작업 수명을 더욱 연장하려는 국제적인 추세가 있습니다. 예를 들어, 도시 환경의 교량은 최소 150개 이상이어야 합니다. 살이에요.

2． 사용 단계 중 토목 구조물 프로젝트의 일반적인 검사 및 유지 관리

구조적 내구성 및 사용 수명의 개념은 사용 단계 중 검사, 유지 관리 및 수리와 분리될 수 없습니다. 이는 특히 야외 기반 시설 프로젝트에 해당됩니다. 특히 혹독한 환경이 그렇습니다. 구조적 안전성과 내구성을 보장하기 위해 일부 프로젝트는 완료 후 사용 중에 정기적인 검사와 유지 관리를 받아야 합니다. 우리나라에는 구조공학에 대한 설계시방서와 시공시방서가 있지만, 어떻게 활용해야 하는지에 대한 규정은 없다. 최근 쓰촨성 이빈(Yibin) 난먼교(Nanmen Bridge)의 교량 상판 붕괴 사고와 같은 일부 공학적 붕괴 사고는 교량 상판 구조와 주 아치 사이의 현수봉 부식으로 인해 발생했습니다. 발생할 가능성이 매우 높습니다. 일부 국가에서는 구조적 손상으로 인해 공공 안전을 정기적으로 검사해야 하는 건물, 교량, 터널 및 기타 고속도로 프로젝트에 대해 의무적으로 실시하고 있으며, 유리 커튼월 및 외벽 타일과 같은 건물 구성 요소도 추락 후 손상될 수 있습니다. 대중에게 해를 끼치기 쉬우며, 정기적인 필수 테스트 요구 사항도 있습니다. 우리나라에서는 건설관리 및 사고운영자의 품질이 상대적으로 열악하고, 품질관리 및 품질보증 시스템이 미비하고, 구조적 안전성 및 내구성에 대한 기준이 상대적으로 낮기 때문에 건설 프로젝트에 숨은 위험이 많은 경우가 많습니다. 토목 공학 프로젝트의 정상적인 사용 및 정기 테스트에 대한 요구 사항을 법적으로 결정하는 데 더 필요합니다. 토목 구조 프로젝트의 안전과 품질과 관련하여 정부는 설계 및 시공을 담당하는 단위와 개인이 이에 대해 "평생 책임"을 져야 한다고 규정했지만 이 요구 사항은 실행 시 운용성이 부족합니다. 또한 구조안전 및 품질사고를 최소화하기 위해서는 예방에 중점을 두고 정기점검을 통해 적시에 문제를 발견해야 합니다.

공공부문에 대한 국가의 투자와 엔지니어링 설계 요구사항의 관점에서 프로젝트의 전체 서비스 수명, 즉 전체 수명 비용을 입증할 필요가 있습니다.

프로젝트 건설을 위한 일회성 투자 지출에만 주의를 기울이고 프로젝트 완료 후 정상적인 유지 및 수리에 드는 장기적인 비용을 거의 고려하지 않으면 서비스 수명과 정상적인 사용 기능을 손상시킬 수 있습니다. 하지만 경제회계 측면에서도 매우 비경제적일 것입니다. 선진국에서는 신규 건설사업이 적어 유지관리비가 더 중요한 경우가 많다. 영국의 경우 1978년 토목공사 유지관리비가 1965년에 비해 3.7배로 늘어났다. 1980년에는 유지관리비가 전체의 2/3를 차지했다. 그해 토목공사비. 우리나라는 개발도상국으로서 현재 대규모 건설사업을 진행하고 있지만 과거에 건설된 사업 중 상당수가 노후되거나 조기 노후화되어 있는 경우가 많습니다. 또한, 국내 고속도로 교량의 40%는 노후 25년 이상입니다. 또한, 1990년대 이후 교통량이 급증하고 심각한 과부하가 발생했으며, 기존 도로 및 교량의 유지 관리 문제가 매우 두드러졌습니다. 유지보수 및 수리 비용을 보장할 수 없기 때문에 프로젝트에 잠재적인 안전 위험을 초래할 수 있으며 향후 더 많은 정밀 검사 비용이 필요합니다. 토목 프로젝트에 대한 투자와 관련하여 관련 부서에서 기존 프로젝트의 유지 관리 비용을 늘릴 수 있기를 바랍니다.

도로, 교량 및 기타 공공 프로젝트의 건설을 가속화하기 위해 국가는 이제 투자 회사가 30년 등 일정 기간 동안 보상으로 투자하고 운영 소득을 제공하도록 권장합니다. 중요한 토목공학 프로젝트에 대해 정기적인 테스트와 평가를 요구하는 규정이 있는 경우, 설계 수명이 100인 교량의 경우 일정 기간이 지난 후 상태 관리 및 운영으로 복귀하면 이러한 프로젝트가 제대로 작동하도록 보장할 수 있습니다. 30년이 만료된 후 국가가 황폐한 프로젝트를 인수하는 대신 최소 70년 동안 정상적으로 사용할 수 있습니다.

3. 기술 사양의 역할 및 관리

이 과학 기술 포럼에서는 토목 구조 공학에 대한 기술 사양의 위치, 역할 및 관리에 대해서도 논의하고 몇 가지 의견을 제시했습니다.

오랫동안 우리는 계획경제 체제의 영향을 받아 기술 사양을 법률로 간주하고 사양의 특정 조항과 요구 사항을 법률 조항과 동일하게 취급하는 경향이 있었습니다. 각종 기술 규정, 기술 요구 사항, 시공 방법, 지침 및 기타 기술 문서와 같은 기술 사양이나 절차는 그 자체로는 법적 효력을 갖지 않으며 프로젝트의 모든 당사자(발주자)의 경우에만 설계 및 시공 역할을 합니다. , 설계사, 건설사)에 동의한 경우에만 계약에 근거하여 법적 중재의 근거로 사용할 수 있습니다. 기술적인 문제를 합법화하고 강제하는 것은 기술의 진보와 창의성에 도움이 되지 않으며, 책임을 회피하는 구실이 되기 쉽습니다. 물론 정부 부처는 국가와 국민의 전반적인 이익을 바탕으로 안전, 환경 보호 등 주요 원칙을 바탕으로 토목사업의 설계 및 시공에 있어 충족해야 할 최소한의 요구사항을 제시하고 이에 상응하는 방안을 마련해야 합니다. 그러나 규정은 일반적으로 이를 달성하는 방법을 제공할 필요가 없습니다. 필요한 특정 기술 접근 ​​방식과 방법은 기술 표준의 임무입니다. 또한 정부는 특정 중요한 기술 사양이나 그 내용의 사용을 원칙적으로 승인하거나 승인할 수 있습니다.

반복되는 엔지니어링 사고를 해결하기 위해 강제 기술 사양을 지속적으로 강화하는 것은 문제를 해결하는 효과적인 방법이 아닙니다. 이제 관련 주무관청에서는 건축물구조설계시방서에서 일부 조항을 추출하여 이를 필수 조항으로 명시하는 동시에, 각 설계단위가 완성한 설계는 반드시 관련 부서 또는 타 기업의 검토를 통과해야 한다고 규정하고 있습니다. 그리고 그들이 승인한 제도적 설계 단위 검토의 주요 내용은 표준의 필수 조항의 요구 사항을 비교하는 것이며, 그 임무는 법 집행 기관과 유사하며 이 접근 방식이 현명한지는 논쟁의 여지가 있습니다. 우리나라 토목공사에서 사고가 빈번하게 발생하는 주된 이유는 관리부실, 특히 관리과정의 부패, 둘째, 건설사업자의 질이 낮고, 단기간에 해결이 어렵기 때문이다. 규격의 역할이 지나치게 강조되고 있으며, 규격을 뒷받침하는 완전한 시스템이 확립되어 있지 않으며, 가이드라인, 구축방법 등 보다 상세하고 구체적인 기술문서가 부족하여 다양한 세부사항을 안내하고 표준화할 수 있다. 디자인과 건축 측면에서도 일정한 관계가 있습니다. 설계 관점에서 사고는 주로 코드의 필수 조항을 준수하지 않아서 발생하는 것이 아니라 프로그램 오류나 주요 설계 조건을 무시하여 설계 기준이 낮고 미흡하여 사용 중인 프로젝트도 있습니다. 과거의 내구성은 프로세스 중 적절한 일상 테스트가 부족하여 실패로 이어졌습니다. 사실 디자인 코드의 필수 조항의 요구 사항을 충족하는 것이 가장 쉽고, 전문가에게 검토를 요청할 필요도 없어 보입니다. 중요한 공학설계는 전문단위의 종합적인 검토가 필요하며, 핵심사항 역시 구조계획, 시공방법 및 계산해석의 원칙에 기초해야 한다. 구조설계에 관한 국가규격에서 추출된 강제조항은 필연적으로 단편화될 수밖에 없으며, 개별조항의 조항은 특정 지역 및 특정 프로젝트의 특성에 반드시 적합하지 않을 수 있어 문제가 발생할 수 있습니다.

우리나라는 영토가 넓고, 지역마다 경제 발전이 매우 고르지 않고, 기술 강도도 매우 다르며, 환경 조건도 다릅니다. 객관적으로 말하면 디자이너에게 더 많은 유연성을 주고 덜 의무적인 사양이 필요합니다. 더 나은 설계를 할 수 있도록 사양에 따라 프로젝트의 특성과 구체적인 조건에 따라 문제를 해결합니다. 요컨대 규범과 기준에 있어서 계획경제 시대에 남아 있는 획일성을 지나치게 고집하고, 개성을 덜 고려하며, 사실로부터 진실을 찾는 유연성이 부족한 경향을 없애야 한다. 프로젝트 안전 및 내구성 기준 측면에서 설정 수준이 다를 수 있는 지역 사양을 작성하도록 지방 및 시에서 옹호하고 권장할 필요가 있습니다. 예를 들어, 상하이, 베이징, 광저우와 같은 대도시는 더 높은 기준을 가져야 하며 내진성 및 재해 방지 요구 사항 측면에서 다르게 취급되어야 합니다. 국가 코드가 더 자세할수록 적용성이 낮아지고 더 많은 혼란이 발생할 수 있습니다. 이는 특히 지질공학과 같은 코드에 해당됩니다.

선진국의 경우 토목구조공학과 관련된 사양과 각종 지원기술표준은 대부분 산업협회나 전문학회에서 작성·관리하고 있는데, 우리나라와 달리 사양 개정 기간이 짧아 시간이 더 걸린다. 10년 이상. 우리나라의 학회와 협회는 분업이 불분명한 상태로 반복적으로 설립되어 여전히 특정 정부 부처에 소속되어 있으며, 기본적으로 정부 기능 부서의 비공식 대변인 역할만 하고 있으며, 아직은 독립적이고 역동적인 건전성과는 거리가 멀습니다. 어떻게 기술 표준을 준비하고 관리하는 데 있어 이러한 기관의 역할을 최대한 활용하는 것도 살펴볼 가치가 있는 문제입니다. 개혁이 심화됨에 따라 관련 학회 및 협회를 재편성 및 통합하고 기능을 강화하며 점차적으로 기술 표준 작성 및 관리의 주체가 되어야 한다고 권고합니다.

4. 검토를 위해 관련 정부 부처에 제출할 제안 준비

우리나라의 토목 구조 프로젝트의 안전성과 내구성을 향상시키기 위해 이 포럼에서는 다음과 같은 제안이 제시되었습니다. 관련 정부 부서의 검토:

1. 교량, 터널, 도로, 항만 및 기타 기반 시설 프로젝트의 콘크리트 구조물의 내구성은 시급히 해결해야 할 주요 문제가 되었습니다. 그렇지 않으면 일부 프로젝트의 정상적인 사용 기능과 안전이 효과적으로 보장되지 않을 것이며 우리나라의 현대화 건설과 국민 경제가 막대한 손실을 입을 것이며 생산과 공공 생활에 장기적인 문제를 가져올 것입니다.

건설부, 교통부, 철도부의 토목 설계 기준을 담당하는 부서에서 프로젝트의 내구성 요구 사항을 핵심적으로 검토하고 명확히 할 수 있도록 권장됩니다. 토목 공학 프로젝트의 설계에는 최소 사용 수명 요구 사항이 있어야 합니다. 중요 프로젝트의 설계 문서에는 정상적인 사용 수명 및 내구성 설계에 대한 독립된 장과 데모가 있어야 합니다.

국립 자연 과학부에서 권장하는 사항입니다. 중국 재단은 향후 콘크리트 프로젝트의 내구성에 대한 기초 이론 연구에 중점을 두어야 합니다.

중국공정원 수력건축 토목공학과가 컨설팅 연구 프로젝트에서 국내 관련 전문가와 접촉하여 내구성 설계를 안내하는 기술 규정 마련을 추진할 것을 권장합니다. 토목 구조물의.

2. 사용 중 토목 공사의 안전은 정기적인 테스트와 정상적인 유지 보수를 통해 보장되어야 합니다. 중요한 토목공사의 경우, 우리나라에는 안전점검을 요구하는 규정이 없습니다. 인프라 프로젝트에 대한 투자는 새로운 건설과 간단한 유지 관리를 포함하는 경향이 있으며 이는 프로젝트 수명과 투자 효율성에 도움이 되지 않습니다.

교량, 터널 등 중요한 공공기반시설과 공공건축물은 수명기간 동안 의무적으로 정기 안전점검을 받도록 권고하고 있다. 이를 위해서는 규정을 제정하고 해당 기술 표준을 작성해야 하며 토목 구조 프로젝트의 시험 및 평가를 위해 실무자 등록 시스템과 실무자를 위한 자격 인증 및 감독 시스템을 구축해야 합니다. 기존 프로젝트의 안전 진단도 이 산업에 포함될 수 있습니다.

관련 정부 부처는 교량, 터널, 도로 및 기타 토목 기반 시설 프로젝트에 투자하고 필요에 따라 프로젝트 유지비 비율을 높이는 것이 좋습니다.

3. 기술 표준 시스템 및 관리 시스템을 개선하고 기술 표준의 준비, 개정 및 관리에 있어 협회 및 협회의 역할을 최대한 활용합니다. 지역 사양(표준)과 기업 표준을 준비하고 환경 지질, 지역별 경제 및 기술 수준의 차이에 적응하고 과학 기술 혁신과 기술 진보를 장려합니다.

4. 토목 구조물 설계의 안전 수준을 합리적으로 설정하기 위해서는 프로젝트 실패로 인한 위험 결과, 사회적 부와 자원 공급, 심지어 대중의 의도까지 다양한 요소를 고려해야 합니다. 우리나라 경제 상황의 엄청난 변화에 따라 현행 토목구조공학 설계시방서의 안전설정 수준을 재검토할 필요가 있으며, 주무관청에서 시연을 조직할 것을 권고한다. 교량 등 교통토목구조물은 위험영향이 더 크며, 교통흐름, 차량하중, 차량속도의 급속한 발전으로 인해 설계하중기준치와 지지력 안전설정수준은 일반건축물보다 높은 안전예비율을 가져야 할 것으로 보인다. 구조. 건축물의 안전 설정 수준에 대해서는 상업용 주택 수요자의 의도를 포함하여 다양한 의견을 더 수집하는 것이 좋습니다. 우리나라 각 지역의 경제 발전 수준은 매우 다릅니다. 건물 안전과 내구성에 대한 요구 사항을 다르게 처리해야 하는지 살펴보는 것도 가치가 있습니다. 5. 우리나라 건축구조설계기준에서 신뢰성설계방법을 사용한 경험과 문제점을 요약할 가치가 있다. 신뢰성 방법은 다양한 유형의 구조에 대해 서로 다른 전제조건과 어려움을 갖고 있으며 동일할 필요는 없습니다. 다양한 설계 사양에서 신뢰성 방법을 추진할 때 관련 부서에서는 다양한 의견을 널리 수렴하고 사실로부터 진실을 추구하며 신중하게 처리하고 빠른 결과를 위해 서두르지 않는 것이 좋습니다.