An Experimental Study on Crack Detection of RC Structure using Measured Strain

측정변형률을 이용한 RC 구조물의 균열검출에 관한 실험적 연구

Structral crack of RC structure generally occurs when the tension stress by applied load is larger than tension resistance of concrete, and it means deterioration of structure and the decrease of load resistance. Because structural crack of structure can occur critical damage to structure occasionally, the research on crack detection algorithm of RC structure is needed for assurance of structural safety and effective maintenance of structure. In this paper, we executed the laboratory test on measuring strain of RC beam's tension and compression zone, using strain gauge which is widely used on strain measurement of civil structure. By using measured strain, we analyzed strain change, elastic modulus change, and neutral axis change to detect crack of RC beam. As a result, we proposed the simple and effective crack detection algorithm using trends of neutral axis position change.

콘크리트 구조물에 발생하는 구조적인 균열은 재하하중에 의하여 콘크리트가 저항할 수 있는 인장강도보다 더 큰 인장강도가 가해졌을 때 콘크리트의 인장영역에서 발생하며, 이는 구조물의 노후화 또는 재하하중에 대한 저항능력이 감소되었음을 의미한다. 그러므로 콘크리트에 발생한 구조적 균열은 구조물에 치명적인 손상을 유발시킬 수 있으며, 구조물의 안전성 확보와 효과적인 유지관리를 위해서는 이를 검출하는 기법에 대한 연구가 반드시 필요한 실정이다. 본 연구에서는 토목계측 분야에서 가장 널리 활용되고 있는 변형률 센서를 철근콘크리트 보에 부착하여 보의 인장부와 압축부의 변형률을 측정하는 실내실험을 수행하였으며, 하중 재하에 따른 변형률의 변화, 측정부위의 탄성계수 변화, 그리고 중립축의 변화 등을 비교 분석하였다. 분석 결과로부터, 측정된 변형률을 이용하여 중립축의 변화 추이를 추정하므로써 가장 효과적으로 균열을 검출할 수 있는 알고리즘을 제시하였다.