• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권7호
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• pp.87-94
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• 2019

최근 구조물 계측분야에서 구조물의 동적 변위응답 측정에 관한 연구가 주목을 받고 있다. 본 연구는 이와 같은 동적 변위데이터의 활용도를 넓히고자 구조안전도 평가를 위한 방법론 제시를 목표로, 동적 변위데이터를 활용하여 부공간 시스템 식별법이 적용된 구조물 물리량 추정기법을 개발하였다. 진동 변위 데이터로부터의 상태공간모델을 추정하기 위한 부공간 시스템 식별 이론과 시스템의 물리량을 도출하기 위한 물리해석 기법을 제시하였고 실험적 검증을 위해 동적 실험을 수행하였다. 3자유도 철골 구조물을 제작하여 진동대를 활용해 지반 가진하여 각 층의 변위 데이터와 진동대의 가속도 데이터를 계측하였다. 계측된 데이터를 활용해 이산화 된 상태공간모델을 생성하였고 정밀도 파악을 위해 상태공간방정식을 통한 전산 해석을 수행하였으며, 철제 구조물의 상태공간모델로부터 층강성을 추출하였다. 또한 상태공간모델로부터 추출된 층강성을 기준으로 5가지의 기둥강성 보강 및 손상 시나리오를 설정하여 매 시나리오별 층강성 변화율을 추출하였으며 동일한 조건의 보강 및 손상의 경우, 강성 변화가 높은 일치율을 보이는 것을 확인하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.71-83
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• 2014

부산지역은 낙동강 하구에 위치하여 퇴적층, 매립층 등이 매우 잘 발달되어 있어 지진이 발생한다면 이러한 지층 등에서 증폭현상이 나타나 모래층과 성토층 및 매립지반에 액상화 발생 가능성이 매우 커진다. 만약 액상화가 발생한다면 지진에 의한 피해는 크게 가중되어 막대한 피해를 야기 시키게 된다. 그러므로 본 연구는 지진 발생 시 항만시설의 1차 보호구조물인 부산항 신항 방파제의 안정성을 검토하기 위하여, 국내 내진설계기준과 항만 및 어항 설계기준을 바탕으로 인공지진과 국내에 널리 사용되는 장주기 지진파와 단주기 지진파인 포함하여 지진규모 5.6~7.9 수준의 지진 13개 등을 사용하여 첫 번째로 여러 제시된 액상화 평가방법을 이용하여 방파제 하부 치환모래층의 액상화 발생 가능성을 검토하여 안정성을 평가하고, 두 번째 지진규모에 따른 지진에너지와 가속도 응답스펙트럼에 대한 특성분석을 수행하여 설계기준에 근접하는 지진파 제시하며, 세 번째 제시된 지진파를 이용하여 방파제의 동적 안정성을 검토하기 위해 유한요소해석을 실시하여 구조물의 안정성을 확인하고, Geotextile에 발생하는 변위 및 인장력의 변화에 대하여 확인하였다. 따라서 본 연구결과 방파제 하부 치환모래층에 대한 액상화 발생가능성과 방파제의 동적수평변위 및 Geotextile의 변화는 하부지반(치환모래층)에 의해 매우 큰 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.50-55
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• 2018

지진은 예보가 거의 불가능하고 짧은 시간동안 일어나 지진이 발생할 때 적극적인 대처를 할 시간적인 여유가 거의 없어 다른 자연재해에 비해 인명피해와 재산피해가 많이 발생한다. 최근 전 세계적으로 지진이 빈번하게 발생하고 있다. 이와 같이 지진의 증가에 따라 구조물의 안전성 확보에 대한 연구가 활발히 진행되고 있지만 상대적으로 비구조요소인 전기 시설 등에 대한 연구는 미비한 실정이다. 그리고 현재 국내의 전기설비는 지진에 대한 안전설계를 하지 않는 경우가 많아 지진이 발생했을 때 손상에 매우 취약하다. 따라서 본 연구에서는 ABAQUS를 통해 실제 수배전반과 유사하도록 모델링을 하였고 자연지진파를 이용하여 3D 동적비선형해석을 수행하였다. 송변전설비 내진설계 실무지침서의 지진구역I과 보통지반암 조건에 따르면 기능수행수준의 최대응답가속도는 0.157g이다. 하지만 본 연구에서 일반적인 수배전반에 대한 해석결과의 0.1g에서 한계상태 도달비율은 30%로 안전하다고 볼 수 없다. 그리고 해석결과를 통해 지진취약도를 도출하고 분석하였다. 도출된 지진취약도는 수배전반의 한계상태를 판별하는 정량적 근거로 제시하고 이와 관련된 연구의 기초자료로 활용되는데 목적을 가지고 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.8-16
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• 2018

본 논문의 목적은 고속철도 콘크리트 궤도 및 노반 측정 데이터(노반압력, 진동가속도, 탄성변위 등)를 이용하여 토공노반의 장기거동을 분석하고 궤도 노반의 장기성능을 평가하고자 하는데 있다. 최근 고속철도 궤도 형식이 콘크리트 슬래브로 채택되고 있다. 그러나 콘크리트 궤도는 노반 침하에 취약하다. 자갈궤도의 경우 노반이 침하되어도 유지보수로 원상복구가 용이하다. 반면에 콘크리트 궤도의 경우 노반의 과도한 침하가 발생하면 도상 및 침목에 균열이 지속적으로 발생되고 사용성이 크게 저하된다. 이와 같은 이유로 부분보수만으로 원상복구가 어렵다. 본 논문에서는 운영 중 콘크리트 궤도에 대하여 건설 초부터 매설된 센서의 측정 데이터를 개통 후 약 3년까지 모니터링하여 장기성능평가를 수행하였다. 성능평가 방법은 열차별 궤도 토공노반 및 장기 궤도 노반 성능평가, 장기침하에 따른 궤도 노반 성능 영향 분석 및 장기 침하 영향인자 분석 등이다. 열차별 궤도 노반 성능평가에서는 KTX-산천중련의 노반응답이 가장 컸다. 장기 궤도 노반 성능평가 결과는 측정항목이 기준치이내로 측정되었다. 장기침하에 따른 궤도 노반 성능영향 평가는 TCL처짐은 침하와 깊은 연관이 있는 것으로 분석되었다. 장기침하의 외부영향인자 분석을 통해 함수비와 지하수위의 영향성을 확인하였다. 이와같은 방법을 통해 궤도상 토공노반의 안정성을 확보할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국철도학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.48-61
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• 2012

열차 진동 저감을 위한 플로팅 슬래브궤도의 설계에 있어서 주행 안전, 승차감 및 사용성을 확보하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 플로팅 슬래브궤도에서 열차 주행안전과 승차감, 사용성 확보를 위한 요구조건을 분석하여 제시하였고, 열차-궤도 상호작용을 고려한 동적 해석기법을 적용하여 시스템 고유진동수, 스프링 지지간격 및 배치방법, 감쇠비 등 주요 시스템 설계변수에 따라 일반 콘크리트궤도와의 접속구간을 포함한 플로팅 슬래브궤도 구간에서의 열차 및 궤도의 동적 거동을 분석하였다. 연구결과에 따르면 일반 궤도와 플로팅슬래브궤도 간의 접속구간에서의 지지강성의 차이에 의해 윤중 변동율, 레일 응력, 레일 인상력 등의 동적 응답이 크게 증가하는 것으로 나타났으며, 따라서 접속구간에서 스프링 지지간격을 좁히거나 스프링 강성의 차이를 완화시키는 방안이 주행안전과 궤도 사용성 확보를 위해 효과적인 것으로 나타났다. 한편 차체 가속도로 평가하는 승차감은 접속구간에서의 지지강성의 차이에 의해서는 거의 영향을 받지 않고, 시스템 튜닝 주파수에 의해 가장 큰 영향을 받는 것으로 나타났으며, 승차감 확보를 위해서는 적절한 시스템 튜닝 주파수를 선정하는 것이 매우 중요한 것으로 나타났다. 이 밖에 감쇠비, 스프링 간격, 열차속도에 따른 영향을 분석하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권5호
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• pp.715-722
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• 2013

가스절연개폐장치(GIS)는 안정적인 전력공급을 위한 대규모 설비이다. 최근 전력설비의 내진성능 검증이 중요해짐에 따라 진동대를 이용한 실제적 내진 시험이 요구되고 있지만, 진동대 규모의 한계로 해석에 기반한 평가가 주로 진행되고 있다. 그러나 해석법은 실제 거동을 모사하기 어려워 결과의 신뢰도가 낮으므로 타당한 해석법 개발이 필요하다. 본 연구에서는, 시험과 해석을 병행하여 대형 전력기기인 245kV GIS의 내진성능을 검증하였고, 결과를 비교 분석하여 대형 구조물용 내진 해석 기법의 타당성을 평가하였다. 245kV GIS는 해석과 시험법에서 충분한 안전성을 보였고, 해석의 결과는 시험과 10% 이내의 차이를 보였다. 높은 신뢰성의 원인으로 질량, 강성, 입력 가속도를 분석하였다. 본 연구는 내진 시험을 수행 할 수 없는 대형 전력기기의 내진성능 실증에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.65-71
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• 2001

원자력발전소(원전)는 운전기준지진(OBE) 초과지진 발생시 안전성 검사와 시험을 위하여 운전을 정지하여야 하는데, 계측된 지진기록의 누적절대속도(CAV)계산 값이 0.16g-sec를 초과하고 OBE 응답스펙트럼을 초과하면 OBE를 초과한 것으로 고려하게 된다. 이 CAV 기준은 발전소의 지진 특성과 구조물의 특성에 따라 다르므로, 발전소에 적합한 CAV 기준을 설정하여야 한다. 국내 원전에 적합한 CAV 기준 값을 설정하기 위하여, 각 방향에서의 지진하중에 일관되게 반응하도록 고안한 원통모양의 아크릴 봉을 조립한 지진손상표시기(SDI)를 제작, 진동대 시험을 통하여 지진의 세기를 평가하고 국내 원전 내진설계에 적용된 CAV값을 계산한 결과0.3~0.5g-sec으로 나타나 OBE 초과기준으로 CAV기준 값(0.16g-sec)의 적용은 충분히 보수적인 값으로 나타났다. 본 연구를 통하여 개발된 SDI는 발전소 운전원이 OBE 초과 여부를 판단하는데 도움을 줄 수 있을 뿐만 아니라 운전 정지 후 원전의 지진 피해도를 정량적으로 판단하여 조치를 취하는 도구로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1995년도 춘계학술대회논문집; 전남대학교, 19 May 1995
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• pp.282-286
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• 1995

일반적으로 관성계 내의 물체에 대한 동적특성의 파악을 위해서는 속도, 가속도 및 각속도, 각가속도에 대한 정보를 필요로 하며 자이로는 이중에서 각속도를 측정하는 장치이다. 운동하는 질량에 회전각속도가 인가될 때 발생되는 코리올리힘을 측정하여 회전각속도를 검출하는 개념의 각속도 센서인 진동자이로는 성능이 회전형 자이로에 비해 떨어지나 구조가 간단하고 소형이며 대량생산이 가능한 장점이 있다. 진동자이로의 효시로는 1950년 영국의 Sperry Gyroscope Company의 "Gyroton"이며, 전자기력을 이용한 가진과 측정이 그 특징으로서 실험실 조건에서 지구의 자전속도를 측정할 수 있었다. 그후 1960년대에 General Electric에서 "VYRO"라는 모델을 개발했는데 압전소자를 이용하여 가진과 측정을 하는 방법이 사용되었다. 1980년대에 Watson Ind., Soderkvist등은 센서자체가 압전물질로 만들어진 자이로를 실험하였고 1990년도에 들어서는 진동자이로의 원리를 마이크로 머시닝 기술과 연계시켜서 소형 경량화와 대량생산을 목표로 연구가 일부 진행되고 있다. 현재 제품화되어 실제 응용되고 있는 예로는 무라다사의 삼각프리즘 형태의 자이로, 토킨사의 원통형 자이로 등이 있으며 이러한 자이로는 캠코더 화면의 안정화 장치에 주로 사용되고 있다. 본 논문에서는 압전소자의 압전, 전왜 방정식으로 출발하여 자이로헤드의 동적 거동을 해석하였다. 진동자이로는 물체의 공진주파수에서의 진동현상을 이용하며, 두 방향의 고유진동수를 일치시켜야 하는 등의 설계조건이 있다. 이러한 조건을 만족하도록 사각보 구조를 기본으로 하여 새로운 형태의 자이로헤드를 고안하였다. 자이로헤드의 구동회로를 설계, 해석하고 각속도를 측정할 수 있는 검출회로를 설계하여 설계된 진동자이로의 동적 특성을 확인하고 보정회로를 이용하여 사용 주파수 영역을 넓혔다.이용하여 사용 주파수 영역을 넓혔다.러한 강이성들이 보장되는 제어이론들 중 H$_{\infty}$ 제어이론이 많이 연구/응용 되고 있다. 특히 공칭 플랜트 모델과 함께 사용되는 플랜트 모델과 함께 사용되는 플랜트 불확실성 모델은 직접적으로 성능 및 안정도에 영향을 미치므로 주의 깊게 선정해야 한다. 방법의 실질적인 적용에는 어려움이 있다. 본 연구에서는 기존의 방법들의 단점을 극복할 수 있는 새로운 회귀적 모우드 변수 규명 방법을 개발하였다. 이는 Fassois와 Lee가 ARMAX모델의 계수를 효율적으로 추정하기 위하여 개발한 뱉치방법인 Suboptimum Maximum Likelihood 방법[5]를 기초로 하여 개발하였다. 개발된 방법의 장점은 응답 신호에 유색잡음이 존재하여도 모우드 변수들을 항상 정확하게 구할 수 있으며, 또한 알고리즘의 안정성이 보장된 것이다.. 여기서는 실험실 수준의 평 판모델을 제작하고 실제 현장에서 이루어질 수 있는 진동제어 구조물에 대 한 동적실험 및 FRS를 수행하는 과정과 동일하게 따름으로써 실제 발생할 수 있는 오차나 error를 실험실내의 차원에서 파악하여 진동원을 있는 구조 물에 대한 진동제어기술을 보유하고자 한다. 이용한 해마의 부피측정은 해마경화증 환자의 진단에 있어 육안적인 MR 진단이 어려운 제한된 경우에만 실제적 도움을 줄 수 있는 보조적인 방법으로 생각된다.ofile whereas relaxivity at high field is not affected by τS. On the other hand, the change in τV does not affect low field profile but strongly in fluences on both inflection fie이 and the maximum relaxivity value. The results shows a fluences on both inflection field and the

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권6호
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• pp.793-804
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• 2006

구조적 경제적 효율성을 갖춘 다양한 형태의 철도교량이 중소경간 적용을 위해 개발되고 있다. PSC 거더의 긴장방법 차이에 따른 단면효율화, 허용응력이 서로 다른 강재와 콘크리트를 효율적으로 합성시킨 형태의 교량 들이 개발되고 있으며, 본 연구에서 다루는 프리스트레스트 강합성 거더도 그 중 한 예이다. 프리스트레스트 강합성 거더 교량은 구조적 개념에 따라 형고 및 자중을 줄이고 경간을 장대화할 수 있는 장점을 갖고 있다. 그러나, 이와 같은 장대화된 보다 유연한 교량은 상대적으로 동적거동이 불리 할 수 있으며, 특히 철도교량의 경우 일정간격으로 반복되는 열차하중에 대한 공진 검토가 필수적이며, 동적응답의 검토 시 정확한 동특성 입력은 매우 중요하다. 본 연구에서는 정확한 고유진동수 및 감쇠비 추출을 위하여 실물 모형을 제작하여 모달테스트를 수행하였다. 모달테스트를 위한 가진방법으로 기존의 충격햄머와 디지털 콘트롤에 의한 가진기를 사용하였으며, 구조물 손상 후 동특성 변화 고찰을 위한 모달테스트도 수행하였다. 모달테스트 결과에 의한 동특성 값을 주행열차하중 해석에 적용하여 다양한 매개변수연구를 통한 철도교량 동적거동을 분석하였다. 동적처짐, 충격계수, 상판의 연직가속도, 단부꺾임각 등에 대하여 열차별, 속도별 동적해석을 수행하여 국내외 철도교량 동적성능 평가기준과 비교하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권5C호
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• pp.185-192
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• 2012

본 연구의 목적은 댐 인접발파로 유발된 진동을 이용하여 사력댐의 고유주기를 산정하는 방법을 제시하고, 산정결과의 실효성을 확인하는 것이다. 이를 위하여 운영 중인 성덕댐에 대하여 국내 최초로 실대규모 근접 발파진동 실험을 수행하였다. 장약량과 발파 시추공심도를 4가지 유형으로 달리한 발파진동을 유발시키고, 각 유형별 발파 시에 댐 정상부에서 가속도를 계측하였다. 계측기록 중 발파로 인한 주 진동이후 자유진동감쇠에 의한 계측기록만을 발췌하였으며, 이에 대한 주파수응답 특성을 분석하여 대상댐의 고유주기를 산정하였다. 발파진동실험으로 구한 사력댐의 고유주기는 발파유형에 영향을 받지 않고 일관성 있는 결과를 보여줌을 확인하였다. 발파진동실험에 의한 대상댐의 고유주기 산정결과를 실지진 계측기록을 분석하는 방법으로 구한 기존의 연구결과와 비교해 본 결과, 그 경향성이 일치함을 확인하였다. 이로부터 지진계가 설치되지 않아 실지진 계측기록을 이용할 수 없는 사력댐의 경우, 인접발파에 따른 발파진동계측기록에 대한 분석으로도 고유주기를 실효성 있게 산정할 수 있음을 확인할 수 있었다.