KR20200062710A - Two axis absolute stress measurement system for concrete structures - Google Patents

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KR20200062710A
KR20200062710A KR1020180148415A KR20180148415A KR20200062710A KR 20200062710 A KR20200062710 A KR 20200062710A KR 1020180148415 A KR1020180148415 A KR 1020180148415A KR 20180148415 A KR20180148415 A KR 20180148415A KR 20200062710 A KR20200062710 A KR 20200062710A
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심성한
이준화
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울산과학기술원
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Abstract

The present invention relates to a two-axis absolute stress measuring system for a concrete structure. The system′s method comprises: a step of spraying paint on the concrete structure for measuring the two-axis absolute stress for calculating the digital image correlation (DIC); a step of photographing an image pattern shape on a surface of the concrete structure to which the paint is sprayed, by using a camera; a step of forming a hole in the surface of the concrete structure by using a hammer drill; a step of photographing the image pattern shape on the surface of the concrete structure wherein the hole is formed by the hammer drill, by using a camera; a step of calculating a two-dimensional vector displacement field on a plane through a change in the image pattern shape between before and after the hole is formed on the surface of the concrete structure; and a step of calculating the two-axis absolute stress by using the two-dimensional vector displacement field calculated through the above step. The two-axis absolute stress is calculated by using a two-axis absolute stress calculation algorithm. Accordingly, the present invention can measure the two-axis in-surface absolute stress, effectively perform a safety evaluation of the concrete structure, measure the displacement field in all areas without attaching a sensor by using the DIC technology unlike the method of measuring a small number of displacements and strains by attaching a sensor, and improve the stress measurement precision.

Description

콘크리트 구조물의 2축 절대응력 계측 시스템{Two axis absolute stress measurement system for concrete structures}Two axis absolute stress measurement system for concrete structures

본 발명은 콘크리트 구조물의 2축 절대응력 계측 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 홀드릴링과 디지털 이미지 상관도(DIC:Digital Image Correlation)를 이용하여 콘크리트 구조물의 2축 절대응력을 계측하기 위한 콘크리트 구조물의 2축 절대응력 계측 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a 2-axis absolute stress measurement system of a concrete structure, and in detail, of a concrete structure for measuring 2-axis absolute stress of a concrete structure using hold drilling and digital image correlation (DIC). It relates to a two-axis absolute stress measurement system.

일반적으로 콘크리트 구조물인 교량, 항만, 발전소, 건물, 터널 등의 토목구조물들은 사회기간시설로서 구조적 노후, 예기치 못한 사고 등으로 사용이 중단되는 사태가 발생될 때 경제적, 사회적으로 큰 손실과 혼란이 야기될 수 있는 매우 중요한 구조물이다.In general, civil structures such as bridges, ports, power plants, buildings, tunnels, etc., which are concrete structures, are social infrastructures. It is a very important structure.

이러한 콘크리트 구조물들은 계획, 설계, 시공단계뿐만 아니라 사용중에도 엄격히 유지관리되어야 한다. 특히, 교량은 국가의 교통망을 잇는 중요한 구조물이나, 국내의 기존 설치된 교량들은 교통량의 증가와 장기간의 사용에 의한 노후화로 인하여 심각한 손상을 받은 경우가 많아서 이들 교량의 보수, 교체에 막대한 비용이 소요되는 단계에 이르렀다.These concrete structures must be strictly maintained during the planning, design and construction phases as well as during use. In particular, bridges are important structures that connect the national transportation network, but existing installed bridges in Korea often suffer serious damages due to increased traffic and aging due to long-term use. Reached the stage.

이는, 국내에 국한되는 문제가 아니며, 미국의 경우에는 FHWA(Federal Highway Administration)의 보고에 따르면 약 578,000여개의 도로교중 약 42%가 손상을 입어 심각한 상태에 있는 것으로 보고된 바 있다.This is not a domestic problem, and in the United States, according to the FHWA (Federal Highway Administration) report, about 42% of the approximately 578,000 road bridges have been reported to be seriously damaged.

아울러, 콘크리트 구조물의 안전진단 세부지침에 따르면 구조물의 안전성 평가는 해당부재의 응력을 구한 후 허용응력과 비교하여 구조물의 안정성 여부를 판단하도록 되어 있다.In addition, according to the detailed guidelines for safety diagnosis of concrete structures, the safety evaluation of structures is determined by determining the stability of the structure by finding the stress of the member and comparing it with the allowable stress.

이때, 인전진단방법은 기존에 알고 있거나 추정된 입력치로부터 수치해석을 통해 그 응력을 계산하고 있으나, 응력을 실제 측정한 경우가 아니므로 결과의 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다.At this time, the pre-diagnosis method calculates the stress through numerical analysis from an existing or estimated input value, but the reliability of the result is poor because the stress is not an actual measurement.

콘크리트 구조물의 정밀안전진단 시 적용할 수 있는 대표적인 종래기술은 암반의 초기응력 측정기법인 Overcoring 방법, Flat-Jack 방법, 수압파쇄법 등이 있다.Typical prior arts that can be applied in the precise safety diagnosis of concrete structures include the initial stress measurement technique of rock, the overcoring method, the flat-jack method, and the hydraulic fracturing method.

기존 콘크리트 구조물의 응력을 시험을 통해 직접 측정하는 실용화된 기술은 현재까지 개발되지 않고 있으나 종래의 시도된 응력측정방법은 도 1에 도시된 바와 같다.A practical technique for directly measuring the stress of an existing concrete structure through a test has not been developed so far, but the conventional attempted stress measurement method is as shown in FIG. 1.

종래의 시도된 응력방법은 기존 콘크리트 구조물의 천공작업을 실시하기 전에 스트레인게이지를 설치하여 실측하고, 천공작업 후 실측하여 변형률 변화를 통해 실측하는 방법이 사용된다.In the conventional attempted stress method, a strain gage is installed and measured before performing a drilling operation of an existing concrete structure, and a measurement is performed through a change in strain by measuring after drilling.

그러나, 종래의 시도된 방법은 스트레인게이지를 천공된 홀 주위에 부착해야 하므로 홀 천공 시에 스트레인게이지의 손상 위험이 있고, 스트레인게이지의 면적이 넓어 평면상에서 밀도 높은 센서 부착이 불가하며, 이로 인해 계측 정밀도가 떨어지고 1측 절대응력만 계측할 수 있는 문제점이 있었다.However, since the conventionally attempted method requires attaching the strain gauge around the perforated hole, there is a risk of damaging the strain gauge when drilling the hole, and the area of the strain gauge is large, so that a dense sensor on the plane cannot be attached, thereby measuring There was a problem that the precision was poor and only the absolute stress on one side could be measured.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 스트레인게이지를 대신하여 콘크리트 구조물에 밀도가 높은 페인트를 분사함으로써 스트레인게이지의 손상 위험을 저감시키면서 밀도 높은 2차원 변위를 계측하여 2축 절대응력을 계측할 수 있는 콘크리트 구조물의 2축 절대응력 계측 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been created to solve the above problems, by measuring the density of two-dimensional displacement while reducing the risk of damage to the strain gauge by spraying a dense paint on the concrete structure instead of the strain gauge 2-axis absolute stress The purpose is to provide a two-axis absolute stress measurement system of a concrete structure that can measure the.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 DIC(Digital Image Correlation) 계산을 위해 2축 절대 응력을 계측하기 위한 콘크리트 구조물에 페인트를 분사하는 단계; 카메라를 이용하여 페인트가 분사된 콘크리트 구조물 표면의 이미지 패턴 형상을 촬영하는 단계; 해머드릴을 이용하여 상기 콘크리트 구조물의 표면에 홀을 형성하는 단계; 카메라를 이용하여 상기 해머드릴에 의해 홀이 형성된 상기 콘크리트 구조물표면의 이미지 패턴 형상을 촬영하는 단계; 상기 콘크리트 구조물의 표면에 홀이 형성되기 전과 홀이 형성된 후의 이미지 패턴 형상 변화를 통해 평면상에서 2차원 벡터 변위장을 계산하는 2차원 변위장 계산 단계; 및 상기 2차원 변위장 계산 단계를 거쳐 계산된 2차원 벡터 변위장을 이용하여 2축 절대 응력을 계산하는 단계를 포함하며, 2축 절대 응력은 2축 절대 응력 계산 알고리즘을 이용하는 콘크리트 구조물의 2축 절대응력 계측 시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a step of spraying paint on a concrete structure for measuring the biaxial absolute stress for DIC (Digital Image Correlation) calculation; Photographing the image pattern shape of the surface of the concrete structure where the paint is sprayed using a camera; Forming a hole in the surface of the concrete structure using a hammer drill; Photographing an image pattern shape of the surface of the concrete structure with holes formed by the hammer drill using a camera; A two-dimensional displacement field calculation step of calculating a two-dimensional vector displacement field in a plane through a change in image pattern shape before and after the hole is formed on the surface of the concrete structure; And calculating a biaxial absolute stress using a 2D vector displacement field calculated through the 2D displacement field calculation step, wherein the 2 axis absolute stress is a 2 axis of a concrete structure using a 2 axis absolute stress calculation algorithm. Provide an absolute stress measurement system.

본 발명에 따른 콘크리트 구조물의 2축 절대응력 계측 시스템은 2축 면내 절대 응력을 계측할 수 있어 콘크리트 구조물의 안전성 평가를 효과적으로 수행할 수 있다. The two-axis absolute stress measurement system of a concrete structure according to the present invention can measure the absolute stress in a two-axis plane, thereby effectively evaluating the safety of the concrete structure.

또한, 센서를 부착하여 소수의 변위 및 스트레인을 계측하는 것과 달리 디지털 이미지 상관도(DIC) 기술을 활용하여 센서 부착 없이 전영역 변위장을 계측할 수 있어 응력 계측 정밀도를 향상시킬 수 있다. In addition, unlike the measurement of a small number of displacements and strains by attaching a sensor, it is possible to measure the entire field displacement field without attaching a sensor using digital image correlation (DIC) technology, thereby improving the accuracy of stress measurement.

도 1은 종래 기술에 따른 코아채취로 인한 변형률 측정방법을 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 2축 정적 응력을 계측하는 순서를 도시한 순서도이다.1 is a schematic diagram showing a method for measuring strain due to core collection according to the prior art.
2 is a flowchart illustrating a procedure for measuring biaxial static stress according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims should not be interpreted as being limited to ordinary or dictionary meanings, and the inventor appropriately explains the concept of terms in order to explain his or her invention in the best way. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as meanings and concepts consistent with the technical spirit of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 콘크리트 구조물의 2축 절대응력 계측 시스템은 콘크리트 구조물에 페인트를 분사하는 단계(S10)와, 콘크리트 구조물 표면의 이미지 패턴 형상을 촬영하는 단계(S20)와, 콘크리트 구조물 표면에 홀을 형성하는 단계(S30)와, 홀이 형성된 콘크리트 구조물 표면의 이미지 패턴 형상을 촬영하는 단계(S40)와, 2차원 변위장 계산 단계(S50)와, 2축 절대 응력을 계산하는 단계(S60)를 포함한다.2, the two-axis absolute stress measurement system of a concrete structure according to an embodiment of the present invention is a step of spraying paint on the concrete structure (S10), and photographing the image pattern shape of the surface of the concrete structure (S20) Wow, the step of forming a hole on the surface of the concrete structure (S30), the step of photographing the image pattern shape of the surface of the concrete structure with the hole (S40), and the step of calculating the two-dimensional displacement field (S50), and two-axis absolute stress It includes the step of calculating (S60).

상기 콘크리트 구조물(10)에 페인트(20)를 분사하는 단계(S10)는 디지털 이미지 상관도(DIC:Digital Image Correlation)를 계산하기 위해 2축 절대응력을 계측하기 위한 대상물은 콘크리트 구조물(10)에 페인트(20)를 분사하는 단계이다.In the step (S10) of spraying the paint (20) onto the concrete structure (10), the object for measuring 2-axis absolute stress to calculate digital image correlation (DIC) is on the concrete structure (10). This is a step of spraying paint 20.

상기 콘크리트 구조물(10)에 상기 페인트(20)를 랜덤 패턴을 가지도록 분사하는 것이 바람직하며, 상기 페인트(20)는 스프레이를 흩뿌리는 방식으로 상기 콘크리트 구조물에 분사하고, 상기 콘크리트 구조물(10)에 일정부위에만 분사시키기 위해 일정한 형태를 가지는 패턴지를 상기 콘크리트 구조물(10)에 부착한 후 상기 페인트(20)를 분사하는 것이 바람직하다.It is preferable to spray the paint 20 on the concrete structure 10 to have a random pattern, and the paint 20 sprays the concrete structure in a manner of spraying the spray, and the concrete structure 10 It is preferable to spray the paint 20 after attaching a patterned paper having a certain shape to the concrete structure 10 in order to spray only on a certain portion.

상기 콘크리트 구조물(10)에 페인트(20)를 분사하는 단계(S10)를 거친 후 페인트(20)가 분사된 콘크리트 구조물(10) 표면의 이미지 패턴 형상(P1)을 촬영하는 단계(S20)를 수행하게 된다. 상기 페인트(20)가 랜덤 패턴을 가지도록 분사된 상기 콘크리트 구조물(10)의 표면을 카메라(30)를 이용하여 촬영하는 단계이며, 상기 카메라(30)는 5㎛ 수준의 분해능이 되도록 메크로 카메라를 사용하고, 충분한 광원을 조사하면서 상기 메크로 카메라를 이용하여 상기 페인트(20)가 랜덤 패턴으로 분사된 상기 콘크리트 구조물(10)의 표면 이미지 패턴 형상(P1)을 촬영하는 것이 바람직하다.After the step (S10) of spraying the paint (20) onto the concrete structure (10), performing the step (S20) of photographing the image pattern shape (P1) of the surface of the concrete structure (10) where the paint (20) is sprayed Is done. It is a step of photographing the surface of the concrete structure 10 sprayed so that the paint 20 has a random pattern using a camera 30, and the camera 30 uses a macro camera to have a resolution of 5 μm level. It is preferable to photograph the surface image pattern shape P1 of the concrete structure 10 in which the paint 20 is sprayed in a random pattern using the macro camera while irradiating a sufficient light source.

상기 페인트(20)가 분사된 콘크리트 구조물(10) 표면의 이미지 패턴 형상(P1)을 촬영하는 단계(S20)를 거친 후, 상기 콘크리트 구조물(10)의 표면에 홀(50)을 형성하는 단계(S30)를 수행하게 된다.After passing through the step (S20) of photographing the image pattern shape P1 of the surface of the concrete structure 10 sprayed with the paint 20 (S20), forming a hole 50 on the surface of the concrete structure 10 ( S30).

상기 페인트(20)가 분사된 상기 콘크리트 구조물(10)에 홀(50)을 형성하는 단계(S30)는 해머드릴(40)을 이용하여 상기 페인트(20)가 랜덤 패턴으로 분사된 상기 콘크리트 구조물(10)의 표면 이미지 패턴 형상(P1) 상에 상기 홀(50)을 형성하는 단계이며, 상기 해머드릴(40)을 이용하여 상기 페인트(20)가 분사된 상기 콘크리트 구조물(10)에 8~20㎜ 직경의 홀을 40㎜ 이상으로 뚫는 것이 바람직하다.The step of forming the hole 50 in the concrete structure 10 where the paint 20 is sprayed (S30) is the concrete structure in which the paint 20 is sprayed in a random pattern using a hammer drill 40 ( It is a step of forming the hole 50 on the surface image pattern shape (P1) of 10), 8 to 20 on the concrete structure (10) sprayed with the paint (20) using the hammer drill (40) It is preferable to drill holes with a diameter of 40 mm or more.

상기 콘크리트 구조물(10)의 표면에 홀(50)을 형성하는 단계(S30)를 거친 후 홀(50)이 형성된 콘크리트 구조물(10) 표면의 이미지 패턴 형상(P2)을 촬영하는 단계(S40)를 수행하게 된다.After the step (S30) of forming a hole (50) on the surface of the concrete structure (10), photographing the image pattern shape (P2) of the surface of the concrete structure (10) with the hole (50) (S40) It will perform.

상기 홀(50)이 형성된 콘크리트 구조물(10) 표면의 이미지 패턴 형상(P2)을 촬영하는 단계(S40)는 상기 페인트(20)가 분사된 콘크리트 구조물(10) 표면의 이미지 패턴 형상(P1)을 촬영하는 단계(S20)와 동일하게 충분한 광원을 조사하면서 상기 메크로 카메라를 이용하여 상기 홀(50)이 형성된 상기 콘크리트 구조물(10)의 표면 이미지 패턴 형상(P2)을 촬영하게 된다.The step (S40) of photographing the image pattern shape P2 of the surface of the concrete structure 10 on which the hole 50 is formed (S40) is the image pattern shape P1 of the surface of the concrete structure 10 where the paint 20 is sprayed. In the same manner as in the photographing step (S20), the surface image pattern shape P2 of the concrete structure 10 in which the hole 50 is formed is photographed by using the macro camera while irradiating a sufficient light source.

상기 페인트(20)가 분사된 콘크리트 구조물(10) 표면의 이미지 패턴 형상(P1)을 촬영하는 단계(S20)와 상기 홀(50)이 형성된 콘크리트 구조물(10) 표면의 이미지 패턴 형상(P2)을 촬영하는 단계(S40)에서 상기 카메라(30)는 상기 콘크리트 구조물(10)과 동일한 간격으로 이격한 후 상기 콘트리트 구조물(10)의 표면을 촬영하는 것이 바람직하다. 상기 카메라(30)가 동일한 간격이 아닌 서로 다른 간격을 가지도록 이격시킨 후 촬영하게 되면 상기 홀(50)이 형성되지 전의 이미지 패턴 형상(P1)과 홀이 형성된 후 이미지 패턴 형상(P2)의 변화를 통해 2차원 변위장을 정확하게 계산하지 못하게 된다.Step (S20) of photographing the image pattern shape (P1) of the surface of the concrete structure (10) sprayed with the paint (20) and the image pattern shape (P2) of the surface of the concrete structure (10) on which the hole (50) is formed In the photographing step (S40), the camera 30 is preferably spaced apart at the same distance as the concrete structure 10 and then photographs the surface of the concrete structure 10. When the camera 30 is photographed after being spaced apart from each other to have a different distance than the same interval, the image pattern shape P1 before the hole 50 is not formed and the image pattern shape P2 after the hole is formed Through this, the 2-dimensional displacement field cannot be accurately calculated.

상기 홀(50)이 형성된 콘크리트 구조물(10) 표면의 이미지 패턴 형상(P2)을 촬영하는 단계(S40)를 거친 후 2차원 벡터 변위장을 계산하는 단계(S50)를 수행하게 된다.After the step (S40) of photographing the image pattern shape P2 of the surface of the concrete structure 10 on which the hole 50 is formed (S40), a step of calculating a two-dimensional vector displacement field is performed (S50).

상기 2차원 벡터 변위장을 계산하는 단계(S50)는 상기 콘크리트 구조물(10)의 표면에 홀(50)이 형성되기 전에 상기 카메라(30)가 촬영한 이미지 패턴(P1) 형상과 상기 콘크리트 구조물(10)의 표면에 홀(50)이 형성된 후에 상기 카메라(30)가 촬영한 이미지 패턴(P2) 형상을 비교하여 이미지 패턴 형상 변화를 통해 2차원 변위장을 계산하고, 2차원 변위장 계산에는 2D 디지털 이미지 상관도(DIC:Digital Image Correlation) 기법을 활용하는 "Ncorr" 프로그램이 사용되며, 상기 프로그램을 통해 계산된 2차원 벡터 변위장은 상기 프르그램 상에 평면상으로 표현되게 된다.The step of calculating the two-dimensional vector displacement field (S50) includes the shape of the image pattern P1 and the concrete structure taken by the camera 30 before the hole 50 is formed on the surface of the concrete structure 10 ( After the hole 50 is formed on the surface of 10), the shape of the image pattern P2 photographed by the camera 30 is compared to calculate the 2D displacement field through the change of the image pattern shape, and the 2D is used to calculate the 2D displacement field. A “Ncorr” program using a Digital Image Correlation (DIC) technique is used, and the two-dimensional vector displacement field calculated through the program is represented in a plane on the program.

상기 2차원 변위장을 계산하는 단계(S50)를 거친 후 계산된 벡터 변위장을 이용하여 2축 절대 응력을 계산하는 단계(S60)를 수행하게 되며, 상기 2축 절대 응력을 계산하는 단계(S60)에서는 2축 절대 응력 계산 알고리즘을 이용하는 것이 바람직하다.After performing the step (S50) of calculating the two-dimensional displacement field, a step (S60) of calculating two-axis absolute stress using the calculated vector displacement field is performed, and the step of calculating the two-axis absolute stress (S60) In ), it is desirable to use a 2-axis absolute stress calculation algorithm.

상기 2축 절대 응력 계산 알고리즘은 다음과 같다.The two-axis absolute stress calculation algorithm is as follows.

Figure pat00001
Figure pat00001

Figure pat00002
Figure pat00002

여기서,here,

Figure pat00003
: x축 법선 응력
Figure pat00003
: x-axis normal stress

Figure pat00004
: y축 법선 응력
Figure pat00004
: y-axis normal stress

Figure pat00005
: 전단 응력
Figure pat00005
: Shear stress

Figure pat00006
: x축 강체모션(rigid body motion) 중심
Figure pat00006
: Center of x-axis rigid body motion

Figure pat00007
: y축 강체모션(rigid body motion) 중심
Figure pat00007
: Center of y-axis rigid body motion

Figure pat00008
: x축 위치
Figure pat00008
: X-axis position

Figure pat00009
: y축 위치
Figure pat00009
: y-axis position

Figure pat00010
: (u,v)에서의 x축 방향 변위 - 계측값
Figure pat00010
: X-axis displacement at (u,v)-measured value

Figure pat00011
: (u,v)에서의 y축 방향 변위 - 계측값
Figure pat00011
: y-axis displacement at (u,v)-measured value

Figure pat00012
: (u,v)에서
Figure pat00013
에 따른 x축 방향 변위
Figure pat00012
:(u,v)
Figure pat00013
Displacement along the x axis

Figure pat00014
: (u,v)에서
Figure pat00015
에 따른 y축 방향 변위
Figure pat00014
:(u,v)
Figure pat00015
Y-axis displacement along

Figure pat00016
: 홀 직경
Figure pat00016
: Hole diameter

Figure pat00017
: 탄성계수
Figure pat00017
: Elastic modulus

Figure pat00018
: 푸아송비
Figure pat00018
: Poisson's ratio

상기 2D 디지털 이미지 상관도(DIC:Digital Image Correlation) 기법을 활용하는 "Ncorr" 프로그램을 통하 얻은 2차원 변위장인

Figure pat00019
와
Figure pat00020
를 상기 2축 절대 응력 계산 알고리즘에 대입하여 2축 절대 응력
Figure pat00021
를 계산하게 되며, 이때 절대 응력 계산 시 강체 운동
Figure pat00022
에 따른 변위장 평행 이동은 제외시키게 된다.A 2D displacement field obtained through the “Ncorr” program that utilizes the 2D Digital Image Correlation (DIC) technique.
Figure pat00019
Wow
Figure pat00020
Is substituted into the biaxial absolute stress calculation algorithm.
Figure pat00021
Will calculate the absolute stress.
Figure pat00022
The displacement field parallel movement according to is excluded.

상기 축 절대 응력 계산 알고리즘에서 콘크리트 탄성계수 및 푸아송비는 구조물의 일생기간에 거의 일정하게 유지되며, 시공 시 공시체 시험 혹은 코어 시험을 통해 획득할 수 있어 홀 직경을 드릴링을 한 후 콘크리트 탄성계수, 푸아송비를 활용하여 2축 절대 응력을 계산할 수 있고, 상기의 식을 적용하기 위해서 8~20㎜ 직경의 홀을 40㎜ 이상의 깊으로 뚫어야 한다.In the axial absolute stress calculation algorithm, the concrete elastic modulus and Poisson's ratio are kept almost constant over the lifetime of the structure, and can be obtained through a specimen test or core test during construction, so after drilling a hole diameter, the concrete elastic modulus, Pois Absolute stress of 2 axes can be calculated using the transmission ratio, and in order to apply the above formula, a hole of 8 to 20 mm in diameter must be drilled to a depth of 40 mm or more.

따라서, 2축 면내 절대 응력을 계측할 수 있어 콘크리트 구조물(10)의 안전성 평가를 효과적으로 수행할 수 있고, 센서를 부착하여 소수의 변위 및 스트레인을 계측하는 것과 달리 DIC 기술을 활용하여 센서 부착 없이 전영역 변위장을 계측할 수 있어 응력 계측 정밀도를 향상시킬 수 있다. Therefore, it is possible to measure the absolute stress in the two-axis plane, thereby effectively evaluating the safety of the concrete structure 10, and unlike the measurement of a small number of displacements and strains by attaching sensors, it utilizes DIC technology to transmit electricity without sensor attachment. The area displacement field can be measured, thereby improving the accuracy of the stress measurement.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

10 : 콘크리트 구조물 20 : 페인트
30 : 카메라 40 : 해머드릴
50 : 홀
P1 : 홀이 형성되기 전의 콘크리트 구조물 표면의 이미지 패턴 형상
P2 : 홀이 형성된 후의 콘크리트 구조물 표면의 이미지 패턴 형상10: concrete structure 20: paint
30: camera 40: hammer drill
50: Hall
P1: Image pattern shape of the surface of the concrete structure before the hole is formed
P2: Image pattern shape of the surface of the concrete structure after the hole is formed

Claims (1)

디지털 이미지 상관도(DIC:Digital Image Correlation) 계산을 위해 2축 절대 응력을 계측하기 위한 콘크리트 구조물에 페인트를 분사하는 단계;
카메라를 이용하여 페인트가 분사된 콘크리트 구조물 표면의 이미지 패턴 형상을 촬영하는 단계;
해머드릴을 이용하여 상기 콘크리트 구조물의 표면에 홀을 형성하는 단계;
카메라를 이용하여 상기 해머드릴에 의해 홀이 형성된 상기 콘크리트 구조물표면의 이미지 패턴 형상을 촬영하는 단계;
상기 콘크리트 구조물의 표면에 홀이 형성되기 전과 홀이 형성된 후의 이미지 패턴 형상 변화를 통해 평면상에서 2차원 벡터 변위장을 계산하는 2차원 변위장 계산 단계; 및
상기 2차원 변위장 계산 단계를 거쳐 계산된 2차원 벡터 변위장을 이용하여 2축 절대 응력을 계산하는 단계를 포함하며,
2축 절대 응력은 2축 절대 응력 계산 알고리즘을 이용하는 콘크리트 구조물의 2축 절대응력 계측 시스템.Spraying paint on a concrete structure for measuring biaxial absolute stress for digital image correlation (DIC) calculation;
Photographing the image pattern shape of the surface of the concrete structure where the paint is sprayed using a camera;
Forming a hole in the surface of the concrete structure using a hammer drill;
Photographing an image pattern shape of the surface of the concrete structure with holes formed by the hammer drill using a camera;
A two-dimensional displacement field calculation step of calculating a two-dimensional vector displacement field in a plane through a change in image pattern shape before and after the hole is formed on the surface of the concrete structure; And
And calculating the biaxial absolute stress using the 2D vector displacement field calculated through the 2D displacement field calculation step,
Biaxial absolute stress is a biaxial absolute stress measurement system for concrete structures using a biaxial absolute stress calculation algorithm.
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