지난 2011년 일본 동북부 지방을 관통한 대규모 지진이 충격을 준데 이어 현재까지도 리히터 규모 5.0지진이 우리의 주변국인 인도네시아, 대만, 일본 등에서 빈번하게 일어나고 있다. 이미 국내외에서 건축·토목 구조물의 붕괴사고로 적지 않은 물적·인적 피해사례를 접한 바, 학계와 건설업계에서는 안전의식이 고취되고 구조물의 건설 초기 단계에서부터 시공 후의 유지관리 기술에 대한 관심이 높아지고 있다.
국내의 주요 교량을 비롯한 구조물에는 상시적으로 응력집중, 균열발생, 진동수변화 등을 관측할 수 있는 모니터링 시스템이 갖춰져 있다. 여기에 사용되는 계측장비는 상용화 되어있는 전자저항식 장치가 대부분이다. 이런 장비가 실구조물에 실제적으로 사용되었을 경우에 그 장비의 내구성 및 장기적인 안전성에 대한 문제점들이 대두되고 있다. 이에 강구조연구실에서는 강구조물 특히 서스펜션 구조물 등에서 인장재의 장력을 조절하는 기존 턴버클의 개량을 통해 장력 조절뿐만 아니라 장력을 측정할 수 있는 ‘장력 측정용 턴버클’을 개발해왔다.
현재까지는 100kN, 200kN, 300kN 용량과 300kN을 병렬로 연결해 600kN까지 측정할 수 있는 시스템을 개발한 상태다. 측정용 턴버클은 기존 턴버클의 몸통부에 다이아몬드 형태로 변화를 주고 턴버클 양단부에 작용하는 힘에 따라 몸통부의 횡간격이 줄어들도록 만든 것이다. 이 간극을 측정함으로써 장력을 계측할 수 있도록 고안되었다. 최근에는 이 간극부에 블루투스 기능을 탑재한 도구를 부착해 관리자에게 상시적으로 계측 값을 통보해 줄 수 있는 통신장치 개발을 목표하고 있다.
추가적으로 최근에는 ‘어스앵커 장력 측정 장치 및 그 측정방법’의 특허등록도 마쳤다. 이는 사면개발과정에서 발생하는 사면의 슬라이딩을 제어하거나, 건물이나 교량 등의 구조물을 지지하는 보강체로 사용되는 어스앵커의 장력을 측정하는 장치다. 종래의 어스앵커는 장력을 측정하기 위해 고가의 로드셀을 삽입하고 디스플레이장치를 통해 그 값을 측정해 왔다. 아직 시제품 개발단계이지만 본 장치의 개발이 완료되면 저렴한 가격으로 장력관리를 할 수 있을 것으로 기대된다.
학교 건물의 내진성능 평가 및 보강방법 개발
최근 ‘우리나라 초·중·고등학교 건축물의 86%가 내진설계가 되지 않았다’는 조사 결과가 나온데 반해 일본의 경우 현재까지 80% 정도로 내진 보강을 완료했다고 한다. 일본이나 미국은 지진의 발생빈도가 높아 높은 보강성능을 위해 X가새, K가새를 이용한 보강이 많이 이뤄지고 있다.
또한 강구조연구소는 새로운 도전을 시작하고 있다. 건축·토목구조물의 범위를 벗어나 농촌으로 눈을 돌리고 있는 것. 과수의 도복, 낙과피해를 줄이기 위한 방안 연구에 관심을 가지고 있는 신 교수는 여러 문헌 검토 및 사전 조사에 힘을 쏟고 있으며, 또한 몇 년 전에 수행한 『기상이변 자연재해 극복을 위한 장경 간 초경량 철골구조 농촌시설물 개발과 활용기술(국토해양부&한국건설교통기술평가원)』에 대한 연구과제를 통해 농촌에도 구조 엔지니어의 관심과 도움이 필요함을 느끼고 그동안 쌓아온 지식과 노하우를 바탕으로 새로운 연구에 박차를 가하고 있다.
