• 전산구조공학
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• 제11권3호
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• pp.199-212
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• 1998

본 연구에서는 기설구조물에 대한 손상도 추정기법과 내진능력평가 방법에 대하여 연구하였다. 구조물의 손상도를 추정하는 방법으로는 소수의 계측 데이터를 이용한 모드섭동법(inverse modal perturbation)을 이용하였다. 구조물의 손상은 강성행렬의 감소로 표현하여, 각 요소행렬에 대한 손상을 손상지수를 사용하여 나타내었다. 구조적 손상과 이에 기인한 고유진동 특성의 변화량과의 관계를 섭동방정식으로부터 구한 후, 이로부터 손상지수와 고유진동 특성의 변화량과의 관계를 유동하였다. 따라서 손상 전과 후에서 구조물의 고유진동수와 모드형상을 측정하여 섭동식의 해를 구함으로써 구조물의 강성행렬의 감소로 나타나는 구조물의 손상도를 추정하게 된다. 손상도 추정에 의해 평가된 강성의 변화량에 기인한 손상 후의 기설구조물의 지진응답, 내진능력과 지진손상도의 평가를 손상전과 비교하였다. 내진능력은 구조부재에서 회전연성도 능력의 경험식을 이용하여 평가하였고, 지진손상도의 평가는 가장 많이 사용되는 방법인 Park & Ang 방법을 사용하였다. 예제해석은 다른 지진하중을 받는 2층과 8층의 예제구조물에 대해서 수행하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.335-338
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• 2010

구조물의 상태평가는 구조물 고유의 동특성을 분석함으로써 평가할 수 있다. 구조물은 태풍, 지진 및 기타 외적 환경 등에 의하여 손상이 발생하고 이러한 구조물의 손상은 강성의 변화로 이어져 구조물의 동특성에 변화를 일으킨다. 따라서 손상 발생 전후의 동적응답을 각각 계측한 후 구조물 식별(Structural System Idetification)을 통하여 고유진동수 및 모드형상을 추출하고 수학적인 기법을 사용하여 구조물을 구성하고 있는 개별 부재 혹은 부재 그룹의 강성을 비교함으로써 손상의 발생여부 및 손상정도를 추정할 수 있다. 본 연구에서는 지붕트러스 구조물에 대하여 손상평가를 수행하고 이를 검증할 수 있는 Mock-up 구조물을 설계 및 시공하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.687-691
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• 2010

구조물의 건전도를 평가하기 위해 상시 구조물 계측을 이용한 Structural Health Monitoring (SHM) 시스템을 적용하게 된다. SHM 시스템의 궁극적 목적은 계측된 데이터를 이용하여 구조물의 손상위치 및 손상정도를 분석하여 거주자에게 유지관리정보와 대처요령 신속하게 제공하는 것이다. 따라서 본 연구에서는 구조물의 손상탐지를 위해 인공신경망(Artificial Neural Network)을 도입한 알고리즘을 수립하고, 이를 3층 실대 RC Mock-up 구조물에 적용하여 성능을 평가하였다. 먼저 인공신경망의 학습을 위해 구조해석 프로그램을 이용하여 구조물의 손상에 따른 동적특성 변화 데이터베이스를 구축하였다. 그리고 학습된 인공망에 실제 구조물에서 추출한 동특성의 변화를 입력하여 손상탐지를 실시하였다. 이를 통해 인공신경망의 학습방법, 학습데이터의 정규화 방법 등을 규명하고 인공신경망을 이용한 손상탐지의 효과를 분석하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.195-198
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• 2011

석유 및 천연가스 생산에 사용되는 고정식 해양플랜트에는 자켓 구조물이 가장 많이 사용되고 있다. 생산에 사용되는 자켓 구조물은 풍하중이나 파랑하중에 의해 인명의 피해 없이 변위 및 응력에 대해 안전해야 한다. 그러나 1940년대 후반부터 사용되어 온 자켓 구조물은 피로하중, 노후화로 인해 내구성에 문제가 생기고 있다. 본 논문에서는 자켓 구조물의 안전성을 검토하기 위해 모드형상을 이용하여 자켓 구조물의 손상 위치를 탐색하는 방법을 제시한다. 제시한 손상탐지기법의 효용성을 입증하기 위해 자켓 구조물의 유한요소모델에 임의의 손상을 모사하였다. 유한요소모델의 손상 전 모드형상과 손상 후 모드형상의 모달 변형에너지의 변화를 이용하여 손상 지수를 유도하고 유도한 손상지수를 사용하여 손상이 있는 부재와 손상이 없는 부재를 분류하였다. 연구 결과 손상지수가 '0'인 부재를 제외한 나머지 부재 모두 본 연구에서 제시한 손상탐지기법으로 손상 부재를 판별할 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제9권3호
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• pp.251-261
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• 2007

본 연구는 터널굴착 공사에 의한 지반거동을 평가하여, 구조물의 형상, 위치, 굴착공정 변화등의 다양한 조건과 지반/구조물의 상호작용이 고려된 모형실험을 기본으로 수행하였다. 굴착진행 단계에 따른 구조물의 손상 거동 평가시 인접 구조물이 밀집된 도심지 굴착에서는 보다 안전하고 보수적인 평가가 나타나는 각변위와 수평변형율에 의한 손상도표를 활용하는 것이 보다 안전할 것으로 판단된다. 모형실험시 구조물에 발생된 균열의 손상수준을 손상도표에서 평가해 본 결과, 균열손상 수준이 적용된 평가가 각변위와 수평변형율만 적용된 손상수준보다 안전측으로 평가되는 것을 확인할 수 있었다. 그러므로, 각변위와 수평변형율 뿐만 아니라 균열이 고려된 손상평가를 수행하는 것이 보다 바람직할 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권5호통권72호
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• pp.543-553
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• 2004

이 연구는 구조물의 내진성능평가와 관련하여, 기설구조물의 현재 상태에서의 구조손상을 추정하고, 이를 반영하여 내진성능을 평가하도록 하는 절차를 제안하였다. 구조손상 추정을 위해서는 역섭동법을 사용하였고, 역섭동법의 단점을 극복하기 위하여 부분구조법과 Tikhonov의 정규화 방법을 도입하였다. 손상된 구조물의 내진성능 평가를 위하여 구조물의 지진응답과 해당 구조물의 지진손상지수를 이용하였고, 제안 방법을 20층 예제구조물에 적용하여 손상추정 결과를 반영하는 것의 영향을 분석하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권1호
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• pp.41-50
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• 2003

구조물에 대한 비파괴 손상평가는 손상 전과 손상 후의 동적 특성으로부터 손상의 위치와 그 크기에 대한 정보를 제공한다. 기존 구조물의 시스템 신뢰도를 추정하기 위해서는 이러한 비파괴 손상평가의 결과가 부재요소의 파괴확률에 반영되어야 한다. 구조 부재의 파괴확률은 각 부재의 파괴함수로부터 신뢰성 이론을 이용하여 구할 수 있다. 본 논문에서는 각 부재의 파괴확률로부터 직접 구조 시스템의 파괴확률을 구할 수 있는 식을 제안하였다. 손상평가와 신뢰성평가 분야의 연계는 철골조 단층 프레임의 수치해석 모델에 인위적인 손상을 가하여 손상 전과 손상 후의 모달 변수를 이용하여 그 타당성을 입증하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권6호
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• pp.140-146
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• 2008

본 논문에서는 연속웨이블렛 변환(Continuous Wavelet Transform; CWT)을 이용하여 구조물의 손상도를 평가 하였다. 지진하중을 받은 프레임 구조물의 응답 가속도를 CWT를 이용하여 분해한 후 각각의 스케일에 관해서 손상전과 손상후의 정규화된 에너지 곡률(Normalized Energy Curvature; NEC)을 계산하였다. 손상전과 손상후의 NEC 값은 손상된 부재에서 크게 변화 하여 손상된 부재를 쉽게 나타내었고 또한 손상도가 심할 수 록 그 값의 차이가 컸다. 이 논문에서는 CWT로부터 계산된 NEC값이 구조물의 손상위치와 손상도를 평가하는 효과적인 지표임을 나타내었다.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 1997년도 춘계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Fall 1997
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• pp.144-151
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• 1997

구조물로부터 측정된 가속도 시간이력을 이용하여 구조손상을 찾아내고 평가하는 기법을 제시하였다. 구조계의 손상을 찾아내는 알고리즘의 주요한 수단으로써 parametric system identification 방법을 사용하였고 매개변수화된 구조물의 최적 매개변수를 추정하기 위해 구속된 비선형 최적화기법을 사용하였다. 손상된 부재를 분리하기 위한 방법으로서 적합적 매개변수 모음법을 적용하였고 손상의 정도를 통계적으로 평가하기 위하여 측정된 가속도 시간이력에 time window 기법을 적용하였다. 가속도 이력 측정에 있어서의 불충분성과 측정오차를 고려하여 알고리즘을 개발하였고, 조화진동하중으로 구조물을 가진하여 구조 손상을 진단하는 수치모의 실험을 실시하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.127-136
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• 2002

본 논문은 교량 구조물의 손상위치 및 손상정도를 평가하기 위해 제한된 모드형상을 사용한 손상지수 방법에 기초한 실용적이며 개선된 손상평가 알고리즘을 제안한다. 손상평가 알고리즘에서 손상전 ·후의 구조물로부터 획득한 모드 벡터의 민감도 비에 근거한 손상지수를 사용하여 손상위치의 파악 및 손상정도를 평가한다. 그러나 모드형상의 진폭이 거의 영의 값을 가지는 요소에 손상이 존재하면 모드벡터 민감도 비는 무한대의 값을 가지게 되며, 이는 손상평가를 불가능하게 한다. 따라서 본 논문에서는 구조물의 모드형상과 비례하는 민감도 필터를 도입한 개선된 기법을 적용함으로써, 이러한 문제점을 극복하였으며 또한 기존의 방법보다 손상위치와 손상정도 평가에 있어 상당한 정확도의 향상을 구현하였다. 제안된 알고리즘을 검증하기 위해 단순보와 2경간 연속보에 대해 손상평가를 수행하였으며, 기존의 방법에 의한 결과와 비교하였다.