• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.31 no.2A
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• pp.89-96
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• 2011

The damping ratio as an index of bridge vibration could be considered as one of the important dynamic characteristics of a suspension bridge. But estimating of damping ratio on an existing suspension bridge under ambient vibration condition could be a laborious task. Moreover, it is not simple to directly distinguish aerodynamic damping and friction damping from apparent damping. According to previous studies, the aerodynamic damping properties can be linearly affected by wind speed level, and apparent damping ratio can be affected by amplitude of vibration. Therefore, in this article, the relationships among damping ratio, wind speed level and amplitude of acceleration were studied for separating extract aerodynamic damping and friction damping from apparent damping. Damping ratios on Sorok Bridge, a suspension bridge which is a located in Go-Heung, Korea, were estimated by two different methods as using Hilbert transform and extended Kalman filter which were well known as effective estimation methods for non-linear state. It was possible to distinguish aerodynamic damping and friction damping from apparent damping using averaged normal components of wind speed, RMQ values of acceleration, and estimated damping ratios from wind-induced vibration responses and vehicle loading responses.

• Journal of Korean Association for Spatial Structures
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• v.15 no.3
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• pp.77-83
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• 2015

The cases of conducting the vibration measurement using the mobile phone with regard to the building's horizontal vibration are very rare in Korea and foreign countries. Therefore, this study analyzed the horizontal vibration nature of the building using the mobile phone targeting 5 tall buildings, and reviewed about the applicability of the mobile phone vibration measuring instrument through the comparison/verification with the data of the existing vibration measuring instrument. The peak of the measured time series waveform was measured clearly and it showed a similar value to the existing natural frequency.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.516-520
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• 2011

본 논문에서는 먼저 흥인지문에 대해 상시진동실험을 수행하고, 그 데이터를 분석하여 흥인지문의 고유진동수, 모드, 감쇠비의 특성을 분석하였다. 그 결과로부터 흥인지문의 병진모드를 파악하였고, 병진모드에서 측정한 여러 기둥의 모드 상대크기와 위상이 동일함을 확인하였다. 저차 병진모드에서 모든 기둥이 같은 방향으로 강성을 발휘하기 때문에 각층의 강성을 합한 등가의 층강성을 가지는 2자유도의 동적강체해석모델을 제시하였다. 이 해석모델은 선형 범위 내에서 거동한다는 것으로 가정하여 층강성을 산정하였다. 실제 흥인지문의 접합부에는 부재간의 이음과 맞춤에 의한 마찰력이 작용한다. 접합부를 누르는 무거운 지붕하중에 의해 이 마찰력은 증가하게 되고, 이로써 횡하중에 저항하게 된다. 이러한 접합부에 강한 횡하중이 작용하게 되면, 접합부의 이완 및 마찰력의 저하 등으로 인하여 횡강성의 저하가 급격히 일어나는 비선형 특성을 갖게 된다. 이러한 흥인지문의 비선형적인 특성을 파악하기 위해 흥인지문 해석모델에 쿨롱 마찰력을 도입하여 비선형적인 해석모델을 제시하였다.

• Geophysics and Geophysical Exploration
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• v.9 no.1
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• pp.93-101
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• 2006

In this study, we propose a joint inversion method, using genetic algorithms, to determine the shear-wave velocity structure of deep sedimentary layers from receiver functions and surface-wave phase velocity. Numerical experiments with synthetic data indicate that the proposed method can avoid the trade-off between shear-wave velocity and thickness that arises when inverting the receiver function only, and the uncertainty in deep structure from surface-wave phase velocity inversion alone. We apply the method to receiver functions obtained from earthquake records with epicentral distances of about 100 km, and Rayleigh-wave phase velocities obtained from a microtremor array survey in the Kanto Plain, Japan. The estimated subsurface structure is in good agreement with the previous results of seismic refraction surveys and deep borehole data.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.34 no.1
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• pp.35-42
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• 2021

This paper presents an on-line finite element model updating method for in-service structures using measured data. Conventional updating methods, which are based on numerical optimization, are not efficient for on-line updating because they generally require repeated eigenvalue analyses until convergence criteria are met. The proposed method enables fully automated on-line finite element model updating, almost simultaneously with vibration measurement, without any user intervention or off-line procedures. The automated covariance-driven stochastic subspace identification (Cov-SSI) method is utilized to identify modal frequencies and vectors, and the identified modal data is fed to the neural network of the inverse eigenvalue function to produce the updated finite element model parameters. Numerical examples for a wind excited 20-story building structure shows that the proposed method can update the series of finite element model parameters automatically. It is also shown that sudden changes in the structural parameters can be detected and traced successfully.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.10 no.1
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• pp.139-148
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• 2006

The dynamic characteristics of a bridge deduced by using the modeling techniques depend on its stiffness and mass calculated from its geometric model. This research develops the FE modeling techniques for a steel plate girder bridge with composite section. and proves their validity by comparing the results with those from actual measurement. The FE modeling techniques are divided into two categories--a simplified one and two-dimensional model and a detailed three-dimensional model. In the meantime, the dynamic responses of the bridge tested for this research were measured by the ambient vibration some of accelerometers were been attached to its upper slab girder under normal traffic load. The Cross Power Spectrum obtained from the measurement was used to analyze the dynamic characteristics by natural excitation techniques. The analytic results are compared to those of each FE modeling, and thereby the modeling techniques were proved to be valid.

• Journal of the Korean Society for Railway
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• v.14 no.4
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• pp.364-369
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• 2011

For the safety management of tunnel, effective measurements should be continuously carried out. Most of sensors currently being applied for tunnels measure only the local status, thus many of them are needed to monitor an entire tunnel. For the railway tunnel where trains of same conditions are regularly operated, dynamic responses of tunnel structure to train operations can be a good index to estimate the deformation of tunnel structure in wide area. Meanwhile, the electromagnetic interference caused by overhead centenary in railway tunnel obstructs the use of electric-based sensors. In this study a brand new accelerometer using FBG optical fiber sensors is developed to solve these problems. Sensitivity and capacity of the accelerometer are enhanced with effective structural design of its components and verified with laboratory tests. A case history where the developed accelerometers were applied to a safety monitoring system of a high-speed train tunnel is presented. The performances of the developed accelerometers are validated from the measured acceleration data.

• Proceedings of the Korean Society of Disaster Information Conference
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• 2015.11a
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• pp.127-129
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• 2015

최근 도심의 건물들은 수요자의 요구에 따라 평면이 다양화 되어가고 토지의 효율을 높이기 위하여 초고층화 되어가는 경향이 있다. 심지어 전통적인 공동주택의 개념으로 지어지는 아파트도 그 높이가 100m를 상회하는 경우가 대부분이다. 현재 국내의 구조설계 시 구조물의 동적특성 요소를 반영하는 고유 진동수는 주로 미국의 지진자료를 바탕으로 계산되게 되어있으며, 기존 연구결과 실측결과가 상당한 차이를 보이고 있어 이에 대한 검토가 요구되고 있다. 이에 본 연구에서는 내진설계의 기본이 되는 건물의 고유주기를 측정하고 내진성능을 평가하여, 보다 경제적인 내진설계 방안에 대한 제시하고자 한다. 또한, 벽식구조건물의 경우 구조설계 기준에서 제시하는 지진하중을 산정할 때, 실무자들이 구조형식을 선택하기가 곤란하여 어떤 주기산정 식을 사용해야 할지 혼란스러워 하는 경우가 많으므로, 기타 골조 식과 전단벽 식을 고려하는 경우를 구조물의 상시 미진동을 측정하여 고유 진동수 및 고유 주기를 비교하여 제시하였다. 연구결과 기타 골조 식에 의해 계산된 값은 매우 보수적으로 나타나서 이에 대한 검토도 필요하다고 사료된다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.74-74
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• 2011

본 연구에서는 중앙경간 54m, 교폭 4m의 사장교형식의 보도교로 측경간은 계단으로 이루어진 1경간 케이블교량을 대상으로 보행하중에 의한 수직진동을 제어하기 위해 제진장치(TMD)를 적용하기로 하고 실물 TMD의 설계 및 제작 그리고 설치 및 제어성능실험을 수행하였다. 우선 사장교형식의 교량. 그리고 1경간 교량이라는 점에서 상대적으로 감쇠율이 낮을 것으로 예측되었고 또한 54m의 경간장이 보행자가 가진 주파수에 근접한 고유진동수를 나타낼 것으로 사료되어 Eurocode 2 part 2(EC5-2)의 규준에 따라 1인 및 다수 보행하중에 의한 보도교의 발생가속도를 산출하였다. 이 경우 최대가속도는 다수의 보행자가 연속적으로 진행할 때 발생하였으며, 수직방향의 가속도가 사용성기준을 초과하는 것으로 나타났다. 또한 구조해석프로그램에 의한 고유치 해석결과, 보행하중의 주파수대역내에 진동모드가 존재하는 것으로 나타났다. 따라서 본 교량의 설계단계에 있어서 보행진동을 제어하기 위하여 유지관리가 용이한 수동형의 동조질량감쇠장치(Tuned Mass Damper)를 적용하기로 하였으며 TMD의 설계에서는 TMD의 제어목표를 만족시킬 수 있는 TMD의 가동질량(moving mass)을 우선적으로 결정하였고, 이로부터 Den Hartog의 제안식에 따라 TMD의 고유진동수비, 유효감쇠비를 산정하였다. 산정된 변수들을 이용하여 설계된 TMD는 현장설치 및 튜닝의 편의성을 고려하여 수평 외팔보형식으로 설계, 제작되었으며 제작된 TMD의 경우 회전축에 대해 질량, 스프링, 댐퍼의 중심거리를 조정함으로써 TMD의 진동수, 강성, 감쇠력을 상대적으로 매우 용이하게 조절할 수 있으며, 조정범위 또한 광범위하여 일반 TMD에 비해 현장설치시 대상구조물에 동조시키기가 용이하며, 작동시 마찰감쇠가 거의 없다는 장점이 있다. 현장설치전에 제작된 TMD를 대상으로 자유진동 시험을 통하여 질량의 중심거리, 스프링 크기 그리고 댐퍼의 설치유무를 각각 변화시키며 TMD의 자유진동 데이터를 취득하였다. 각각의 시험에서 얻어진 데이터로부터 스펙트럼해석을 통하여 고유진동수를 구하였고, 자유진동 파형으로 부터 감쇠비를 구하였다. TMD는 일반적으로 제어모드의 변형형상이 가장 큰 곳에 설치되었을 때 최대의 제진효과를 발휘할 수 있다. 그러나 현장여건상 설치가 불가능하거나 미관을 해치는 경우에는 가능한 범위 내에서 TMD 제어효율이 가장 크게 발휘할 수 있는 곳을 선택하여야 한다. 본 보도교의 경우, 중앙경간 중심부에서 가장 큰 모드변형형상을 나타내지만, 보도교의 상판 연결부 등에 따른 TMD 시공문제로 인하여 TMD 설치위치는 교량 중앙에서 양 방향으로 1.25m 떨어진 곳에 대칭으로 총 2기를 설치하기로 하였다. 일반적으로 TMD의 모든 설계변수는 구조물의 설계단계에서 수행된 구조해석결과에 근거하여 설정하므로 완공된 구조물, 즉 실제보도교의 동적특성을 계측하여 정확하게 진동수를 튜닝하여야 한다. 구조해석에 의한 보도교의 수직방향(TMD 작동방향) 고유진동수는 1.5225 Hz이며, 감쇠비는 규준에 의하여 0.6 %로 가정하였다. 그러나 이 값들은 구조해석모델 및 재료적 특성과 시공상의 오차에 의하여 실제와 다를 수 있으므로 현장계측에 의한 확인이 요구된다. 또한 TMD의 제진효율이 설계시의 목표대로 확보되었는지도 확인해야 하므로 현장튜닝 및 성능시험을 실시하였다. 보도교의 가진은 사전에 실시한 상시 미진동계측결과를 토대로 2Hz를 목표로 하여 인력가진실험을 수행하였고, 탁월진동 주파수는 1.9896Hz로 나타나 구조해석결과와 오차가 있음을 알 수 있다. 가진실험결과를 토대로 TMD의 진동수를 최적진동수비로 튜닝하고 인력가진 실험을 다시 실시하여 TMD의 진동제어성능을 검토하였다. TMD 튜닝 전, 후의 보도교 감쇠비를 비교한 결과, TMD를 설치함으로써 약 4.218%의 감쇠비 증가가 있음을 알 수 있다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.17 no.12
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• pp.730-736
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• 2016

In a previous study, the impact factor response spectrum and corresponding method for evaluating the load carrying capacity of bridges was suggested to improve the existing evaluation method. To verify the applicability of the suggested method, which is based on the frequency of bridges, the dynamic characteristic test for an actual single span simply-supported bridge was conducted. Through a field test under ambient traffic conditions, the dynamic response of the bridge was obtained using wireless accelometers and its fundamental frequency was identified. The peak impact factor was determined from the identified frequency and the impact factor response spectrum. The load carrying performance variation of the bridge was estimated considering the performance reduction factor, which was calculated using the current and previous natural frequency and impact factor. From the result, the load carrying capacity of the bridge was decreased, but the capacity was still enough because its value is greater than the design live load. Through the overall procedures and technical details presented in this paper, the suggested evaluation method can be applied to actual bridges with the acceleration data measured under ambient traffic conditions and the impact factor response spectrum.