• Structural Engineering and Mechanics
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• 제64권4호
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• pp.449-459
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• 2017

High-rise buildings are generally sensitive to strong winds. The evaluation of wind loads for the structural design, structural health monitoring (SHM), and vibration control of high-rise buildings is of primary importance. Nevertheless, it is difficult or even infeasible to measure the wind loads on an existing building directly. In this regard, a new inverse method for evaluating wind loads on high-rise buildings is developed in this study based on a discrete-time Kalman filter. The unknown structural responses are identified in conjunction with the wind loads on the basis of limited structural response measurements. The algorithm is applicable for estimating wind loads using different types of wind-induced response. The performance of the method is comprehensively investigated based on wind tunnel testing results of two high-rise buildings with typical external shapes. The stability of the proposed algorithm is evaluated. Furthermore, the effects of crucial factors such as cross-section shapes of building, the wind-induced response type, errors of structural modal parameters, covariance matrix of noise, noise levels in the response measurements and number of vibration modes on the identification accuracy are examined through a detailed parametric study. The research outputs of the proposed study will provide valuable information to enhance our understanding of the effects of wind on high-rise buildings and improve codes of practice.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권6호
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• pp.87-94
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• 2006

교량의 설계 및 시공에 있어 적절한 설계하중을 산정하기 위해 차량의 하중을 측정하는 것은 매우 중요하다. 본 논문에서는 이동하중에 대해 다축의 모멘트 영향선을 이용하여 시간에 따라 하중을 식별하는 알고리듬을 제안하였다. 또한 2개 이상의 하중을 식별하는 경우, 시간에 따른 하중 식별 결과가 심한 진동을 하기 때문에 밀도추정함수를 통해 최종 식별하중을 구하는 방법을 제안하였다. 단경간 판형교에 대한 수치예제를 수행하여 제안한 알고리듬 및 방법들을 검증하였다. 수치예제에서는 계측오차와 속도오차에 대한 오차분석을 수행하였다. 또한 제안된 알고리듬을 6m 길이의 강재 모형교량을 이용한 실내실험을 통해 재검증하였다. 속도와 하중의 종류에 따라 하중식별 능력이 달랐으나 개발한 알고리듬이 최대 10% 수준의 오차 내에서 하중을 식별할 수 있음을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권1호
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• pp.85-93
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• 2019

프리캐스트 바닥판 공법은 바닥판간 이음부가 존재하며, 이음부의 연결성능에 따라 전체 교량 구조물의 성능이 좌우되므로 이음부의 연결성능 확보가 중요한 요소이다. 특히, 교량바닥판은 차량하중과 같은 반복하중을 받는 구조물이므로 피로하중에 대한 이음부의 거동 및 성능평가가 이루어져야 한다. 본 연구에서는 비대칭 요철형 루프이음을 적용한 2거더 연속합성형 교량을 제작하여 정적 및 200만회 반복하중의 피로실험을 통해 프리캐스트 바닥판의 구조적 거동 및 균열양상을 검토하였다. 실험결과, 제안된 프리캐스트 바닥판 연결시스템은 균열 폭, 누수, 인장철근의 응력 등 충분한 피로성능 및 파괴강도를 확보하는 것으로 나타났으며, 프리캐스트 바닥판 이음부에 효과적으로 적용 가능할 것으로 판단된다.

• Smart Structures and Systems
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• 제31권2호
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• pp.131-140
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• 2023

As well-known, the extended Kalman filter (EKF) is a powerful tool for parameter identification with limited measurements. However, traditional EKF is not applicable when the external excitation is unknown. By using least-squares estimation (LSE) for force identification, an EKF with unknown input (EKF-UI) approach was recently proposed by the authors. In this approach, to ensure the influence matrix be of full column rank, the sensors have to be deployed at all the degrees-of-freedom (DOFs) corresponding to the unknown excitation, saying collocated measurements are required. However, it is not easy to guarantee that the sensors can be installed at all these locations. To circumvent this limitation, based on the idea of first-order-holder discretization (FOHD), an improved EKF with unknown input (IEKF-UI) approach is proposed in this study for the simultaneous identification of structural parameters and unknown excitation. By using projection matrix, an improved observation equation is obtained. Few displacement measurements are fused into the observation equation to avoid the so-called low-frequency drift. To avoid the ill-conditioning problem for force identification without collocated measurements, the idea of FOHD is employed. The recursive solution of the structural states and unknown loads is then analytically derived. The effectiveness of the proposed approach is validated via several numerical examples. Results show that the proposed approach is capable of satisfactorily identifying the parameters of linear and nonlinear structures and the unknown excitation applied to them.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권5호
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• pp.509-517
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• 2016

교량의 슬래브에 파손이 발생할 경우 슬래브의 보수보강을 위한 공사로 인해 차량 통행이 제한된다. 모듈러 교량의 경우 이러한 시간적 비용을 줄일 수 있는 방법으로서 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 연결부에 높은 응력이 발생하는 모듈러 도로 슬래브를 온도하중과 차량하중을 적용하여 구조해석을 실시하였으며 수직연결부 부근에 나선철근을 매입하여 그 성능을 확인하였다. 또한 인양 시의 모듈러 도로 슬래브의 거동 및 취약부분을 확인하기 위하여 인양하중을 적용한 구조해석을 실시하여 유리한 조건의 인양방법을 살펴보았다. 그 결과 온도하중에 의해 수직연결부가 항복하는 것이 확인되었으며, 나선철근을 수직연결부 부분에 매립할 경우 인양 시에 구조물의 손상이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 6개 수직연결부를 이용하여 인양할 시 3개 수직연결부 사용대비 50%의 응력을 감소시킬 수 있는 것으로 확인되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.161-168
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• 2015

평면내 곡선교량은 편심하중뿐만 아니라 자중만으로도 비틀림하중을 받게 되고, 이는 지점부 부반력 발생의 원인이 된다. 본 논문에서는 경간장 48.8m를 가지는 단경간 곡선강박스 거더교량에 대해 내부곡률각도를 0.49~1.35rad으로 조정하면서 곡률효과에 따라 지점에서 발생하는 수직반력을 분석하였다. 부반력 발생가능성을 고려하여 반력 크기 및 방향을 예측하기 위해 곡선교량 상부구조를 각 독립된 요소로 분리하여 반력산정식을 해석적으로 개발하였다. 콘크리트 바닥판 및 강재 하부플랜지는 각각 면의 차원을 가지는 기학학적 환형섹터로, 수평면내에서 폭이 좁게 투영되어 나타나는 상부플랜지 및 복부판은 선의 차원을 가지는 기하학적 호로 가정되었다. 제안된 반력산정식의 형식은 비교적 단순하고 그 예측값은 유한요소해석으로 얻은 값과 비교하였을 때 오차가 1% 수준으로 잘 일치하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.1-10
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• 1989

본 연구에서는 열차가 일정한 속도로 주행할 때 트러스교에 얼어나는 동적응답을 구해보았다. 해석은 Householder 변환과 QL법을 이용하여 고유치해석을 실시한 후 이를 토대로 모든중첩법에 의해 동적응답을 구했으며, 이것의 타당성을 밝히기 위해서는 먼저 아주 느린 속도로 하중이 주행할 때 얻어지는 응답을 정적해석프로그램에 의한 결과치와 비교하였고, 동적응답은 직접 적분법에 의한 결과 치와 비교해 보았다. 그리고 이를 토대로 열차의 속도와 형태의 변화에 따른 동적확대계수의 변화를 살펴보았으며, 또한 그것들을 시방서 규정과 비교해 보았다. 그 결과 열차의 속도가 낮은 경우 동적확대계수는 열차의 형태에 관계없이 비교적 낯은 값이 있었으나 속도가 높아질수록 형태에 따라 크게 다르고, 전도차 및 U. I. C. 하중의 경우는 그값이 시방서 규정을 초과하는 경우도 있음을 알수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권2호
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• pp.33-48
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• 2021

현수교의 지중정착식 앵커리지는 기초 암반이 신선할 경우에 적용될 수 있는 형식으로, 앵커리지 형식 중 환경성과 경제성 측면에서 뚜렷한 장점이 있다. 그러나 케이블 하중 재하시 암반의 거동특성이 아직 명확하게 규명되지 않았고 설계기법이 정립되어 있지 않아, 실무자들이 구조물 계획을 수립하는데 많은 어려움을 겪고 있다. 본 연구에서는 국내 도서지역의 경암 지반에 계획된 지중정착식 앵커리지를 대상으로 모형실험과 수치해석을 수행하고 지지암반의 거동 특성을 평가하였으며, 자중과 전단력으로 케이블 하중에 저항하는 비대칭 형태의 암반 쐐기 블록을 제안하였다. 또한 경암 지반에서 강연선 홀 설치를 위한 실규모 시험천공을 실시하고, 경사 천공의 정밀도를 확인하여 지중정착식 앵커리지의 적용 가능성을 평가하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제19권2호
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• pp.225-236
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• 2017

Railroad bridges in North America are an integral but aging part of the railroad network and are typically only monitored using visual inspections. When quantitative information is required for assessment, railroads often monitor bridges using accelerometers. However without a sensor to directly measure displacements, it is difficult to interpret these results as they relate to bridge performance. Digital Image Correlation (DIC) is a non-contact sensor technology capable of directly measuring the displacement of any visible bridge component. In this research, a railroad bridge was monitored under load using DIC and accelerometers. DIC measurements are directly compared to serviceability limits and it is observed that the bridge is compliant. The accelerometer data is also used to calculate displacements which are compared to the DIC measurements to assess the accuracy of the accelerometer measurements. These measurements compared well for zero-mean lateral data, providing measurement redundancy and validation. The lateral displacements from both the accelerometers and DIC at the supports were then used to determine the source of lateral displacements within the support system.

• 한국안전학회지
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• 제25권5호
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• pp.54-61
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• 2010

The additional axial force of CWR(continuous welded rail) is occurred by structure-track interaction, in reverse, fixed supports of structure are applied the large load by that. Ratio of load which transferred on support through the bridge superstructure with one-side REJ by acceleration and braking load are stated in High-Speed Rail Design Criteria(2005). On the other hand the horizontal forces of support delivered to the load due to thermal loads has been no report about the criteria. Therefore, this study was performed the review of the reaction and displacement on support by structure-track interaction in a special bridge(composite brdiges, 45+55+55+45=200m) with REJ acting on the temperature load. As a result, because fixed support of a special bridge or a continuous bridge with REJ under the temperature load which is constant load has been acted the large lateral load by structure-track interaction, when determining the fixed bearing capacity of structure should be reflected in the results to secure the safety of structures was confirmed.