• Title/Summary/Keyword: 구조물 모니터링

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Deformation Measuring of Tensegrity Structure by Optical Fiber Bragg Grating Sensor (광섬유 브래그 격자 센서를 이용한 텐서그리티 구조물의 변형 계측)

  • Lee, Seung-Jae
    • Journal of Korean Association for Spatial Structures
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    • v.8 no.6
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    • pp.95-100
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    • 2008
  • The object of this paper is to verify possible to monitor the deformation of cable in the tensegrity structure. Also, always monitoring system of tensegrity structure using Fiber Bragg Grating Sensor is described. We carry out experiments with measuring deformation of cable in the tensegrity structure based on loading conditions. In the result of experiment, the Fiber Bragg Grating Sensors shows accurate response to the loading conditions. Therefore, we can make sure the possibility of Fiber Bragg Grating Sensor in health monitoring of the cable structure like tensegrity structure.

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Evaluation on the Applicability of Monitoring for Urban Railway Structure Using Brillouin Optical Correlation Domain Analysis Based Distributed Optical Fiber Sensor (브릴루앙 광 상관영역 기반 분포형 광섬유를 활용한 도시철도 구조물의 모니터링 적용성 평가)

  • Chae, Deokho;Lee, Sungjin;Lee, Jin-Wook
    • Journal of the Korean GEO-environmental Society
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    • v.19 no.9
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    • pp.13-19
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    • 2018
  • Recently, there have been various problems aroused on the domestic infrastructures as the domestic cities become old. Accordingly, the national concerns grow on the urban railway and the related structures, which brings the national interests are brought on the research on the maintenance and rehabilitation of the old infrastructures. The underground structure of urban railway are checked with the strain gages or fiber brag grating (FBG) sensors on the railway. However, these methods are known to have resolution limitations on the investigations of the specified abnormal section. Therefore, the applicability of the Brillouin Optical Correlation Domain Analysis (BOCDA) based distributed fiber optic sensor system on the railway was evaluated in this study. The constructed BOCDA fiber optic sensor system shows high resolution of 10, 20, 50, 100 cm and capability of continuous monitoring on overall or specified section within 2 km range. The applicability evaluation was performed on the 250 m distribution of fiber optic sensors abandoned railway for continuous monitoring. The applicability of the system on the specified area was evaluated with wheel load testing. As a result, data loss tends to increase with the reduction of spatial resolution from 1.0 m to 0.1 m. Even though the measuring speed is reduced with lower spatial resolution, data accuracy increases on the location and deformation. The system can be applicable to various structures if the proper distribution method is invented later.

Verification on the Application of Monitoring for Frame Structures Using the VRS-RTK Method through the Free Vibration Test (자유 진동 실험을 통한 VRS-RTK 기법을 이용한 골조 구조물의 모니터링 적용성 검토)

  • Choi, Se-Woon;Park, Hyo-Seon;Kim, Bub-Ryur;Lee, Hong-Min;Kim, You-Sok
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.18 no.1
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    • pp.174-182
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    • 2014
  • To monitor the wind-induced responses of buildings, conventional real-time kinematic (RTK) methods based on two global positioning system (GPS) receivers (e.g., a reference and a rover) are widely applied. However, these methods can encounter problems such as difficulty in securing and maintaining a space for a reference station. With the recently developed virtual reference station (VRS)-RTK approach, the position of a structure can be measured using only a rover receiver. In this study, to evaluate the applicability of VRS-RTK methods in monitoring the lateral structural responses of frame structures, we performed free vibration tests on a one-story frame model (the first natural frequency of 1 Hz) and a three-story frame model (the first natural frequency of 0.85 Hz). To assess the reliability of the displacement and acceleration responses measured by the GPS, we performed a concurrent measurement using laser displacement sensors and an accelerometer. The accelerometer results were consistent with the GPS measurements in terms of the time history and frequency content. Furthermore, to derive an appropriate sampling rate for the continuous monitoring of buildings, the errors in the displacement responses were evaluated at different GPS sampling rates (5, 10, 20 Hz). The results indicate that as the sampling rate increased, the errors in the displacement responses decreased. In addition, in the three-story model, all modal components (first, second, and third modes) could be recorded at a sampling rate of 20 Hz.

A Guided Wave-Based Structural Damage Detection Method for Structural Health Monitoring (구조물의 건전성 모니터링을 위한 유도초음파 응용 구조손상 탐지기법)

  • Go, Han-Suk;Lee, U-Sik
    • Journal of the Korean Society for Railway
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    • v.12 no.3
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    • pp.412-419
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    • 2009
  • How to efficiently and accurately detect the damages generated in a structure has become an important issue for structural health monitoring (SHM). Most existing SHM techniques require the baseline data which should be measured before a structure get damaged. Thus, this paper presents a new pitch-catch method-based SHM technique which will not require the baseline data any more. In the proposed SHM technique, the imaging method is also utilized to visualize damage locations. The proposed SHM technique is then validated through the damage detection texts for damaged aluminum plates.

Virtual Visual Sensors and Their Application in Structural Health Monitoring (가상 시각 센서의 구조물 건전성 모니터링 응용)

  • Kim, Hee Seung;Choi, Kyoung Kyu;Kim, Tae Jin
    • Magazine of the Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection
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    • v.18 no.4
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    • pp.83-88
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    • 2014
  • 구조물에 최적화된 센서 배열(Sensor Array)을 수행하는 것은 센서 네트워크 설계에서 중요한 요소이다. 그러나 센서의 설치와 관리는 구조물이 처해 있는 환경이나, 경제성 그리고 센서의 주파수대역의 제한과 같은 다양한 원인으로 인해 매우 어려울 수 있다. 이 논문에서는 일반적인 문제와 환경에서 현재 사용되고 있는 물리적 센서 대용으로 가상 시각 센서(VVS: Virtual Visual Sensor)를 제안하였다. 가상 시각 센서는 설치가 간편하고 경제적이며 관리가 편하다는 큰 장점을 가지고 있다. 이러한 가상 시각 센서의 기본적인 아이디어는 최첨단 컴퓨터 시각 알고리즘과 마커 추출 기법의 적용으로 이루어진다. 이 연구에서는 가상 시각 센서를 이용하여 모드 형태와 주파수를 추출하는데 용이하다는 점을 보여주며 이를 구조물 건전성 모니터링에 적용할 경우 효율적이라는 점을 입증하였다.

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Estimation Models for Strain Distribution of Steel Beams using FBG Sensors (FBG 센서를 이용한 철골 보의 변형률 분포 추정 모델)

  • Oh, Byung-Kwan;Park, Hyo-Seon
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2010.04a
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    • pp.704-707
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    • 2010
  • 구조 건전성 모니터링에 사용되는 기존 센서들의 문제점을 극복하고 높은 분해능과 동특성 모니터링에 대한 이점을 지닌 FBG센서는 구조물 모니터링에 있어 큰 이점을 지니고 있다. FBG 센서는 점 센서라는 한계 때문에 구조물의 전체적인 변형률 및 응력 평가에 어려움이 있을 수 있다. 본 연구에서는 FBG 센서로부터 계측한 변형률 값들로부터 임의의 하중조건에서 철골 보의 변형률 분포를 추정하는 기법을 제시하였다. 임의의 개별 하중조건에 대해 FBG 센서로 계측된 값을 통해 센서의 부착 위치와 최소 필요 개수를 결정하고 변형률 추정식을 유도함으로써 FBG 센서의 계측 기법에 대한 기준을 세웠다. 나아가 임의의 조합 하중이 작용하는 실제의 경우를 고려하여 철골 보의 변형률 분포를 추정하는 보다 일반화된 수학적 모델을 제시하였다. 그리고 예제를 통하여 본 연구에서 제시한 변형률 분포 추정 모델을 검증하였다.

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Wireless Smart Sensor System for Structural Health Monitoring of Cable-stayed Bridges (사장교 구조 건전성 모니터링을 위한 스마트 무선 센서 시스템)

  • Park, Jong-Woong;Cho, Soo-Jin;Jung, Hyung-Jo;Yun, Chung-Bang;Seo, Ju-Won
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2010.04a
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    • pp.678-681
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    • 2010
  • 최근 건설 기술의 비약적인 발전으로, 국내외적으로 장대교량의 건설이 증가하고 있다. 이러한 장대교량들은 지속적인 안전성 관리가 필요하며 현재 국내 다수의 장대교량들에는 다양한 센서로 이루어진 구조건전성 모니터링 시스템이 설치, 운용되고 있다. 장대교량과 같은 대형 구조물의 물리적 상태를 정확하게 파악하기 위해서는 다수의 센서배치가 필요로 하지만, 이는 센서 자체의 비용뿐만 아니라 센서와 데이터 서버를 연결하는 케이블의 설치비용으로 인하여 상당히 제약을 받을 수 밖에 없다. 실례로 홍콩의 Tsing Ma 대교의 경우 350개의 센서를 설치하는데 약 8 백만불이 넘는 금액이 들었으며(Farrar 등, 2004), Celeby(2002)의 보고에 의하면 각 센서의 채널 당 케이블의 설치비용으로 약 5000불의 비용이 소모되고 있다. 본 연구에서는 이러한 센서와 이러한 불편함을 극복하기 위하여 자체 연산기능을 가지고 있는 스마트 무선 센서를 개발하고, 이를 해남과 진도를 잇는 연육교인 제 2 진도대교에 적용, 사장교의 구조 건전성을 저비용 및 높은 편의성으로 모니터링 하기 위한 테스트베드를 구축하였다.

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Impact Damage Detection of Smart Composite Laminates Using Wavelet Transform (웨이블릿 변환을 이용한 스마트 복합적층판의 충격 손상 검출 연구)

  • 성대운;오정훈;김천곤;홍창선
    • Composites Research
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    • v.13 no.1
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    • pp.40-49
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    • 2000
  • The objective of this research is to develop the impact monitoring techniques providing impact identification and damage diagnostics of smart composite laminates susceptible to impacts. This can be implemented simultaneously by using the acoustic waves by the impact loads and the acoustic emission waves from damage. In the previous research, we have discussed the impact location detection process in which impact generated acoustic waves are detected by PZT using the improved neural network paradigm. This paper describes the implementation of time-frequency analysis such as the Short-Time Fourier Transform (STFT) and the Wavelet Transform (WT) on the determination of the occurrence and the estimation of damage.

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A study on the selection of sensing locations for a high-rise building using displacement participation factor and strain energy density (변위기여도 및 변형에너지밀도를 활용한 고층 건물의 센싱 위치 선정에 관한 연구)

  • Lee, Hong-Min;Park, Sung-Woo;Park, Hyo-Seon
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2009.04a
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    • pp.217-220
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    • 2009
  • 고층 건물에 대한 구조 안전성 모니터링은 건물 특성상 계측 대상 부재가 많고 하중과 구조반응의 관계가 복잡하기 때문에 센싱 위치 선정의 어려움으로 그 적용에 한계가 있다. 본 논문에서는 고층 건물의 구조 건전도 모니터링을 위한 구조반응 계측위치를 선정하기 위해서 에너지 이론에 근거한 부재의 변위기여도 및 변형에너지밀도 개념을 도입하였다. 보, 기둥, 코어 전단벽, 그리고 아웃리거로 구성된 고층 건물을 대상으로 풍하중에 대한 부재 종류별 부재의 변위기여도 및 변형에너지밀도를 확인하고 전체 구조물의 거동과의 관계를 분석하여 고층 건물의 구조 건전도 모니터링을 위한 센싱 위치를 예상해보았다.

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