• 대한토목학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.1295-1302
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• 2013

구조물의 변형 형상은 구조해석을 위한 중요한 정보이다. 구조물 모니터링 시스템에서도 충분한 변위 계측점이 확보되어 명확하고 합리적인 구조물의 변형 형상이 도출된다면 이를 이용한 구조해석이 가능 할 것이다. 하지만 실제 구조물에서는 한정된 비용으로 인해 충분한 변위 계측점이 확보되지 못하기 때문에 합리적인 구조물 변형 형상의 도출이 어렵다. 본 연구에서는 경제적이고 합리적인 구조물 변형 형상 추정을 위해 최소의 변위 계측 데이터를 이용한 효과적인 구조물의 거동 형상 추정기법인 SFSM-LS알고리즘을 개발하였다. 본 기법은 구조물의 변형 형상을 추정하기 위해 계측 대상 구조물의 사전 유한요소해석을 통해 여러 구조 거동 형상을 기본 구조형상함수로 정의하고, 이들 함수를 추정 변위의 오차를 최소화 시키는 각 함수의 가중치로써 중첩한다. 2경간 연속교 모델의 수치해석을 통해 개발된 알고리즘을 검증하고 매개변수 연구를 수행하였다. 개발된 알고리즘의 매개 변수인 구조형상함수, 변위 계측 위치, 변위 계측 개소에 대한 형상 추정 결과의 특성을 분석하고 Polynomial, Lagrange, Spline 보간법과 형상 추정 정밀도를 비교하여 개발된 기법의 적용성을 검증하였다. 이를 통해 적은 개소의 변위 데이터로 정밀한 형상을 추정하는 결과를 도출하여 제안된 기법의 우월성을 입증하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.140-143
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• 2011

본 연구에서는 준능동형 제진장치로 복합형 제진장치(HMD, Hybrid Mass Damper)의 운용에 요구되는 제어알고리즘 개발에 대한 연구를 진행하였다. 제어력을 산정하기 위한 알고리즘 내장화 과정에서 구조물의 상태를 피드백하기 위해서는 구조물의 가속도를 계측하고 이로부터 변위, 속도를 추정하게 되는데 여기서 발생하는 오차의 문제점을 개선하기 위하여 GPS의 실시간 변위측정기술을 활용하여 변위를 직접 입력하면서 구조물의 응답을 제어할 수 있는 알고리즘을 구성하려 한다. 이 때 측정된 데이터의 값에는 잡음이 발생하고 미분기의 동적특성을 가지고 있는 HMD에 입력신호로 사용하는 경우 상당한 오차가 생기는 변위 되먹임(Feedback)의 문제점을 확인하였다. 이러한 문제점을 개선하기 위해 제진장치 입력신호의 시간간격(Time-interval)을 조정하여 오차를 줄일 수 있는 방안을 제안하였다. 수치해석결과, 입력신호에는 최적의 시간간격(Time-Interval)이 존재하였으며 이를 적용할 경우 건물의 변위와 가속도 응답을 크게 줄일 수 있음을 확인하였다.

• 전산구조공학
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• 제8권3호
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• pp.103-111
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• 1995

지진하중과 같은 동적인 하중에 대한 다자유도 구조물의 비선형 해석은 많은 양의 계산을 요구한다. 이런 계산상의 어려움을 감소시키기 위하여 다자유도를 가진 복잡한 구조물의 비선형해석을 간략화된 동위 구조물 (Equivalent Nonlinear System(ENS))을 이용해 구할 수 있는 약산법을 제시한다. 간단한 동위 구조물은 원구조물의 가장 중요한 구조물의 성질을 가지고 있는데 구조물의 처음 두 개의 주기(natural periods)의 동적 특성 및 전체 항복변위(global yield displacement)를 가진다. 구조체 반응으로 이 논문에서는 구조체의 전체변위 및 층간변위가 고려된다. 구조체의 전체 변위 및 층간변위를 얻기 위하여 전체 반응수정계수(global response scaling factor) R/sub G/와 국부반응수정계수(local response scaling factor)R/sub L/을 동위 구조물로부터 얻어진 변위에 적용한다. 이 반응수정계수는 다자유도 구조물의 비선형 해석을 통하여 얻어진 변위들과 동위 구조물을 이용해 얻어진 변위들을 이용해 광범위한 회기분석을 통하여 구조물의 연성과 첫번째 두 모드의 질량참여계수의 함수형태로 얻는다. 반응수정계수를 가진 동위 구조물을 만들기 위하여 철골 모멘트 연성 골조 방식의 구조물(Special Moment Resisting Steel Frames (SMRSF))을 이 논문에서는 고려한다. 함수형태로 표현된 반응수정계수는 동위 구조물의 반응에 적용되어 복잡한 구조물의 비선형 반응을 얻을 수 있다.

• 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해안해양공학회 2000년도 한국해안해양공학발표논문집 Proceedings of Coastal and Ocean Engineering in Korea
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• pp.84-87
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• 2000

최근 들어 구조물이 대형화되고 급속히 시공되는 경향이 증가함에 따라 구조물에 대한 변위측정은 시공중인 구조물뿐만 아니라, 그 사후관리 및 안전성 여부를 파악하는데 중요한 기초자료로 활용되고 있다. 특히, 해상에서 실시되는 방조제나 안벽 공사 등에서는 육상구조물에 비해 변위측정에 여러 가지 제약이 따른다. 이와 같은 해상 토목구조물의 거동을 다각적으로 파악하기 위한 연직 방향 및 평면 변위 측정에 GPS를 적용하면 신속하고 정확한 변위측정 자료를 획득할수 있다. (중략)

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.707-714
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• 2011

층간변위율은 구조물의 내진성능을 평가하는데 널리 사용되는 지표 중의 하나이다. 지진에 의해 발생하는 층간변위율이 클수록 지진에 의한 손상이 커지는 것으로 알려져 있다. 이러한 이유로 층간변위율을 감소시키는 설계기술은 내진설계분야에서 중요한 이슈이다. 그럼에도 불구하고 현재까지는 지진하중을 받는 구조물에 대한 현실적인 층간변위설계기법이 제시되고 있지 않다. 본 연구는 재분배 기법을 이용하여 철골모멘트골조의 내진성능을 향상시키기는 최적 층간변위설계기법을 제시한다. 이 기법은 층간변위율 차이를 최소화함으로써 구조물의 층별 층간변위율을 고르게 분포시키고, 최대 층간변위율을 감소시킨다. 이 기법은 단위하중법으로 계산된 변위기여도를 이용하여 구조재의 단면성능을 재설계하기 때문에 반복적인 구조해석없이 구조물의 내진성능을 향상시킬 수 있는 장점을 가진다. 이 기법의 효율성 검증을 위해 철골모멘트골조 예제 적용을 실시하였다.

• 터널과지하공간
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• 제17권5호
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• pp.381-388
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• 2007

발파해체 되는 철근콘크리트 구조물은 교대하중에 의해 정형구조에서 비정형구조로 변환되며 붕괴거동은 비선형적인 대변위 거동을 한다. 철근콘크리트 구조물의 붕괴거동에 대한 많은 수치 모델링 연구가 수행되었지만, 비선형적인 대변위 거동을 해석하기에는 아직 부족한 수준이다. 본 연구에서는 실제 철근콘크리트 구조물을 1/5로 축소한 축소모형 구조물을 제작하였다. 전도공법으로 1층, 3층, 5층 축소모형 구조물을 발파하여 상부 자중에 의한 구조물의 붕괴 가능성을 고찰하였으며, 구조물의 붕괴거동을 X 방향(수평방향)의 변위, Z 방향(수직방향)의 변위, 상대 변위각으로 분석하였다. 실험결과 자중에 의한 구조물의 붕괴를 유도하기 위한 상부 자중의 크기를 확인할 수 있었다. 또한 구조물의 붕괴에 따른 X 방향의 변위와 Z방향의 변위는 발파 후 67 ms, 300 ms부터 서서히 증가하였고, 교대하중에 의해 3층 구조물의 초기 붕괴 속도가 5층 구조물보다 크게 발생하는 것을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.49-58
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• 2004

고층 건물의 구조시스템 및 물량은 최대변위 및 층간 변위 제어를 포함하는 강성설계에 의해서 결정되는 경향이 있으나 강도설계와는 달리 특정 소수 부재의 단면 변화로 강성제한 조건을 만족시키기는 어렵다. 이러한 이유로 이제까지의 고층건물 구조설계는 설계자의 경험과 직관에 의존한 반복적인 설계과정을 피할 수 없었다. 그러므로 본 연구에서는 민감도 해석이나 반복적인 구조해석 없이 변위를 제어할 수 있는 실용적인 고층건물 변위제어기법을 제안하였다. 기존 연구에서 개발된 재분배기법은 구조물이 횡하중을 받는 경우만을 고려하였으나 실제 구조물은 횡하중과 연직하중을 동시에 받고 있으므로 이를 고려한 재분배기법을 개발하였다. 개발된 횡하중과 연직하중을 고려한 재분배기법을 강도설계모듈과 결합하여 고층건물 변위설계 모델을 제안하였으며 제안된 변위설계모델을 20층 강접골조 전단벽 구조물과 60층 아웃리거 구조물의 변위설계에 적용하여 기존의 횡하중 만을 고려한 변위설계모델의 결과와 비교 분석하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제6권3호
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• pp.17-28
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• 2006

구조물의 건전성 모니터링은 구조물의 안전 및 사용성을 위하여 중요하다. 구조물의 변위는 직접적인 구조물 강성의 평가 지표가 되기 때문에 정확하고 주기적으로 모니터 되어야 한다. 그러나 이러한 변위 모니터를 위한 실용적인 방법이 아직까진 없고, 특히 고층 건물이나 장 스팬 교량과 같이 접근성이 어려운 구조물의 경우는 더욱 그러하다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 레이저 펄스를 이용하여 원격으로 물체 표면을 탐사하고 수많은 좌표를 생성할 수 있는 라이다 시스템을 제안하였다. 본 연구에서는 지상 라이다를 이용하여 구조물의 헬스 모니터링을 위한 새로운 변위계측모델을 개발하였고 검증을 위한 실험이 수행되었다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.37-45
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• 2022

본 연구는 구조물이 하중과 외부요인으로부터 피해를 받을 경우 구조물의 안정성을 판단하기 위해서 발생하는 변위를 측정하는 방법론을 제시하고 실험을 통한 검증을 보여준다. 변위측정은 모아레의 원리를 이용 하였으며 이를 통해 구조물의 미세한 변위를 증폭하여 관찰 할 수 있다. 실험은 실제 현장의 파이프 서포트와 동일한 지름의 파이프를 사용하였으며 파이프가 수평으로 움직인다는 가정하에 파이프의 수평 변위에 따른 모아레 간섭무늬의 수직 변위를 측정하였다. 실험 결과 파이프의 수평 변위와 간섭무늬의 수직 변위의 선형 관계를 확인하고 관계식을 도출하였다. 추가적으로 카메라를 이용한 방법론을 적용하기 위해 수직부재와 카메라 사이의 거리에 따른 간섭무늬 변위의 관계식을 도출하여 카메라의 위치에 상관없이 방법론을 적용할 수 있게 하였다. 결론적으로 본 연구에서 제시한 방법론을 통해 카메라를 이용하여 거리에 상관없이 다수의 수직부재 변위를 동시에 측정하고 구조물의 안전성을 판단하여 붕괴를 감지할 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권3호
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• pp.11-22
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• 2012

본 연구는 RTK-GPS (Real Time Kinematic-Global Positioning System) 측위법을 이용한 변위 계측 결과, 가속도계를 이용한 변위계측 결과, 그리고 LVDT(Linear variable differential transformer)의 변위계측 결과를 비교하여 RTK-GPS와 가속도계 센서를 구조물에 적용할 때의 문제점들을 파악하였다. 또한, 관측빈도와 측위 정확도를 향상시킨 RTK-GPS와 가속도계를 이용한 변위계측 결과를 통합 계산하여 절대변위인 LVDT와 비교를 통해 생성된 통합 변위의 정확도와 타당성을 확인하였다.