• Title/Summary/Keyword: 항만 구조물 계측

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A Study on Energy Harvesting-based Low-Power IoT Sensor Node for Harbor Structures Maintenance (항만 구조물 유지관리를 위한 자가발전기반 저전력 IoT 센서 노드에 관한 연구)

  • 박철;김영석;이승현
    • Proceedings of the Korean Society of Disaster Information Conference
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    • 2022.10a
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    • pp.427-428
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    • 2022
  • 최근 대규모 항만 건설 및 기존 부두 리모델링과 같은 해안 공간 구조물 확충사업이 활발하게 진행되고 있으며 항만 구조물 거동 장기계측을 위한 센서에 대한 관심도 높아지고 있다. 기존의 항만에 적용한 전기식 센서들은 수개월 정도 단기간의 구조물 거동 측정은 가능하지만 수년 이상의 장기계측 시 염수분에 의한 부식 및 내구성에 취약하기 때문에 원활한 측정에 한계점이 있고 센서 설치를 위한 항만 외곽지역 구조물과 육상전원공급설비 배전반 사이의 거리로 인하여 긴 연장의 횡단로 가설전선 보호대 등을 설치해야 하는 어려움이 있다. 따라서, 본 연구에서는 항만 구조물 거동 장기계측을 위해 기존 전기식 센서들의 부식문제점을 파악하여 해수용 4종 센서 IoT 모듈 패키징을 설계하고 외부 전원공급 방해 영향을 최소화한 태양광 발전을 적용한 항만 구조물 거동 계측 시스템을 제안하였다.

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Real-time Seismic Damage Estimation for Harbor Site Considering Ground Motion Amplification Characteristics (항만지역의 지반증폭 특성을 반영한 실시간 지진피해 평가방안 수립)

  • Kim, Han-Saem;Yoo, Seung-Hoon;Jang, In-Sung;Chung, Choong-Ki
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.28 no.5
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    • pp.55-65
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    • 2012
  • The purpose of this study is to estimate seismic damage for harbor site considering dynamic amplification characteristics. First of all, a series of ground response analysis is performed and then correlation equations between rock outcrop accelerations and peak ground accelerations (PGAs) are determined. These equations are saved into DB and when an earthquake occurs, PGAs are determined by them as soon as possible. For earthquake events, seismic damage grades of harbor structures are determined by using the correlated PGAs and fragility curves of harbor structures in real time. In this study, seismic damage was estimated and classified into several grades by applying two hypothetical earthquakes.

Analysis of Carbonation for Harbor Concrete Structure (항만 콘크리트 구조물에 대한 탄산화 해석)

  • Han, Sang-Hun;Park, Woo-Sun
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.20 no.6
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    • pp.575-582
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    • 2008
  • Carbonation is one of major factors influencing on the durability of concrete structure. This paper investigates the effect of carbonation on the soundness of harbor concrete structure and quantifies the influence of carbonation based on in-situation data tested at 369 points in 69 harbor facilities. The relationships between carbonation depth and cover depth, and between carbonation depth and compressive strength are studied and the failure probability of durability, that is the initiation probability of steel corrosion, is evaluated on the basis of reliability concept. The in-situation test results showed that the ratio of carbonation depth to cover depth was less than 0.2, and the carbonation depth increased with age. In most cases, the failure probability of durability by carbonation was less than 10%. Therefore, it can be concluded that the influence of carbonation on the durability of harbor concrete structure is smaller than other factors deteriorating the durability of harbor concrete structure.

Dynamic Load Factor for Floor Vibration due to Lively Concerts (공연하중에 의한 바닥진동 설계용 동하중계수)

  • Hong, Kap Pyo;Yoon, Kwang Sup
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.14 no.6
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    • pp.721-728
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    • 2002
  • Modern structrues are being built using high-strength and light-weight construction materials resulting in decreased structural mass and damping properties. Rhythmic activities such as jumping, dancing and clapping during lively concerts can produce excessive vibration of steel structures. In this study, dynamic load factors that occur during lively concerts were presented through vibration test and real-time monitoring of an existing concert hall. The vibration test included modal analysis and jumping test according to the forcing frequencies and the number of participants. Dynamic load foactors were acquired directly from peak acceleration responses of each harmonics. Comparing NBCC 1995, the 3rd harmonic must be included in the design of concert halls. Dynamic load factors must be increased as a result of the vibration test.

Vibration Response Analysis of Caisson Structure-Foundation Interface using Forced Vibration (강제진동해석을 통한 케이슨 구조-지반 경계의 진동응답 분석)

  • Lee, So-Ra;Lee, So-Young;Kim, Jeong-Tae;Kim, Heon-Tae;Park, Woo-Sun;Yi, Jin-Hak
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2010.04a
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    • pp.145-148
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    • 2010
  • 항만 구조물의 건전성 평가 기술의 개발을 위한 기초 연구로서, 강제진동해석을 통하여 케이슨 구조-지반 경계부의 손상에 대한 진동응답을 분석하고자 한다. 이를 위해 세 단계의 연구를 수행하였다. 첫째, 케이슨 구조물의 진동특성 분석을 위해 시간영역기반의 AR(auto-regressive)모델을 선정하였다. 둘째, 모형 케이슨 구조물을 대상으로 진동응답 계측실험을 수행하였으며, AR-모델을 통해 진동특징을 실험적으로 분석하였다. 셋째, 대상 케이슨 시스템의 유한요소모델을 구성하고, 구조-지반 경계부의 손상에 따른 동적응답 특성의 변화를 수치적으로 분석하였다. 이를 위해 강제진동을 모사 하였으며, 구조-지반 경계부의 강성변화에 따른 케이슨 구조물의 진동응답의 변화를 분석하였다.

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Dynamic Response Analysis of Caisson-Type Breakwater Using Wave-Induced Ambient Vibration (파랑유발 상시진동을 이용한 케이슨 방파제 구조물의 진동응답분석)

  • Lee, So-Young;Yi, Jin-Hak;Nguyen, Khac-Duy;Lee, Po-Young;Kim, Jeong-Tae
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2011.04a
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    • pp.606-609
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    • 2011
  • 본 연구에서는 실제 케이슨 방파제 구조물의 진동기반 안정성 평가를 위한 기초연구로서, 현장실험을 통해 케이슨 방파제 구조물의 진동응답을 분석하였다. 이를 위해 첫째, 대상구조물로서 부산항 오륙도 케이슨 방파제를 선정하였다. 둘째, 파랑에 의한 상시진동 가속도응답을 계측하였다. 마지막으로, 계측된 가속도신호로부터 파워스펙트럼밀도함수, 고유진동수 및 모드강성도 분석을 통해 케이슨 방파제의 진동특성을 분석하였다.

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Development of Temperature Control Technology for Massive Machine Foundations (기계기초 매스콘크리트의 균열제어를 위한 온도관리기법의 개발)

  • Huh, Taik-Nyung;Son, Young-Hyun;Lee, Suck-Hong
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.5 no.4
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    • pp.227-233
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    • 2001
  • 최근 비약적인 경제발전에 힘입어 장대교량, 항만, 댐, 도로, 원자력 발전소 등과 같은 대규모 기간구조물의 건설이 증가하고 있으며, 구조물은 대형화 혹은 고강도화되는 추세에 있다. 특히, 전술한 구조물을 매스콘크리트로 가설하게 되면 초기재령시에 수화열로 인한 균열이 발생할 가능성이 매우 높기 때문에 효율적인 매스콘크리트의 개발과 매스콘크리트 구조물의 설계기술 및 시공방법이 중요한 연구대상으로 등장하게 된다. 본 논문에서는 가로 52.6m, 세로 14.4m, 높이 8.5m의 기계기초 매스콘크리트의 시공에 적합한 온도관리기법을 다음과 같은 단계로 제안하고자 한다. 먼저 온도상승요인을 최소화하는 콘크리트의 배합비를 산정한다. 산정된 콘크리트의 열특성을 측정하기 위해 단열온도실험을 수행하여 각종 열특성상수와 단열온도 상승곡선식을 도출한다. 이와 같은 열특성치를 콘크리트 구조체에 적용하여 열응력해석을 수행한다. 이와 같은 열응력해석을 통하여 구조물의 분할타설높이에 따라 온도균열이 발생하지 않는 콘크리트 내외부의 온도차를 결정한다. 이때 열응력해석에 범용 유한요소 프로그램인 Diana을 사용한다. 콘크리트의 타설은 현장조건과 타설시점을 최대로 고려하고 양생방법으로 콘크리트 내외부의 온도차를 최소화하기 위해 이중단열효과가 있는 거푸집과 가열장비을 사용한다. 또한 콘크리트의 온도관리를 위하여 구조물 내외부에 온도게이지를 매립하고 30분마다 계측을 수행하면서 콘크리트 내외부 온도차가 허용 해석범위를 유지하도록 한다. 양생기간은 7-10일 정도를 유지한다. 전술한 온도관리기법을 통하여 완공후 수평정밀도가 기초의 허용침하량으로 환산하여 $1{\mu}m$ 인 고정밀도의 기계기초는 완벽하게 시공되었다. 따라서 매스콘크리트의 온도균열을 제어할 수 있는 시공방법으로 제안한다. 또한 매스콘크리트의 내외부 온도차를 단열온도실험과 온도해석으로부터 정한 값이내로 제어하고 충분한 양생관리를 병행하면 수화열에 의한 콘크리트의 온도균열을 최소화할 수 있을 것으로 기대한다.

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Damage Detection in Floating Structure Using Static Strain Data (정적 변형률을 이용한 플로팅 구조물의 손상탐지)

  • Park, Soo-Yong;Jeon, Yong-Hwan
    • Journal of Navigation and Port Research
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    • v.36 no.3
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    • pp.163-168
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    • 2012
  • Recently, people's desire for the waterfront space has been increasing, and more people want to spend their leisure time close to the water. This paper proposes a damage detection technique using the static strain for the floating structure. An existing damage index, in which the modal strain energy was utilized to identify possible location of damage, is expanded to apply the static strain. The new damage index is expressed in terms of the static strains of undamaged and damaged structures. After calculating damage index, the possible damage locations in the structure are determined by the pattern recognition technique. The accuracy and feasibility of the proposed method is demonstrated by using experimental strain data from a scale model of floating structure.

Study on Establishment of a Monitoring System for Long-term Behavior of Caisson Quay Wall (케이슨 안벽의 장기 거동 모니터링 시스템 구축 연구 )

  • Tae-Min Lee;Sung Tae Kim;Young-Taek Kim;Jiyoung Min
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.27 no.5
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    • pp.40-48
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    • 2023
  • In this paper, a sensor-based monitoring system was established to analyze the long-term behavioral characteristics of the caisson quay wall, a representative structural type in port facilities. Data was collected over a period of approximately 10 months. Based on existing literature, anomalous behaviors of port facilities were classified, and a measurement system was selected to detect them. Monitoring systems were installed on-site to periodically collect data. The collected data was transmitted and stored on a server through LTE network. Considering the site conditions, inclinometers for measuring slope and crack meters for measuring spacing and settlement were installed. They were attached to two caissons for comparison between different caissons. The correlation among measured data, temperature, and tidal level was examined. The temperature dominated the spacing and settlement data. When the temperature changed by approximately 50 degrees, the spacing changed by 10 mm, the settlement by 2 mm, and the slope by 0.1 degrees. On the other hand, there was no clear relationship with tidal level, indicating a need for more in-depth analysis in the future. Based on the characteristics of these collected database, it will be possible to develop algorithms for detecting abnormal states in gravity-type quay walls. The acquisition and analysis of long-term data enable to evaluate the safety and usability of structures in the event of disasters and emergencies.

강체거동을 하는 플로팅구조물의 진동제어

  • Hwang, Jae-Seung;Park, Seong-Cheol;Jeong, Gi-Beom;Choe, Jun-Seong
    • Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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    • 2012.06a
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    • pp.425-427
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    • 2012
  • 본 연구에서는 플로팅 구조물과 제진장치가 연계된 시스템에 대한 진동제어를 위하여 제어알고리듬에 의한 시뮬레이션을 수행하였다. 플로팅 구조물모형 2자유도, AMD 제진장치 2자유도가 연계된 4자유도 시스템에 대한 수학적 해석모형을 모델링하였으며, 모델링을 통하여 모형과 제진장치의 계측변수, 그에 따른 시스템의 입축력 관계에 따른 상태방정식을 제어 프로세서 과정에서 모듈화 하였으며 수치시뮬레이션을 통한 제어효과를 검증하였다. 향후 플로팅 모형 실험체를 제작하여 수조실험을 통한 실험적 검증을 수행할 예정이다.

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