• Smart Structures and Systems
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• 제31권1호
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• pp.57-68
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• 2023

Bridge hangers, such as those in suspension and cable-stayed bridges, suffer from cumulative fatigue damage caused by dynamic loads (e.g., cyclic traffic and wind loads) in their service condition. Thus, the identification of damage to hangers is important in preserving the service life of the bridge structure. This study develops a new method for condition assessment of bridge hangers. The tension force of the bridge and the damages in the element level can be identified using the Bayesian optimization method. To improve the number of observed data, the additional mass method is combined the Bayesian optimization method. Numerical studies are presented to verify the accuracy and efficiency of the proposed method. The influence of different acquisition functions, which include expected improvement (EI), probability-of-improvement (PI), lower confidence bound (LCB), and expected improvement per second (EIPC), on the identification of damage to the bridge hanger is studied. Results show that the errors identified by the EI acquisition function are smaller than those identified by the other acquisition functions. The identification of the damage to the bridge hanger with various types of boundary conditions and different levels of measurement noise are also studied. Results show that both the severity of the damage and the tension force can be identified via the proposed method, thereby verifying the robustness of the proposed method. Compared to the genetic algorithm (GA), particle swarm optimization (PSO), and nonlinear least-square method (NLS), the Bayesian optimization (BO) performs best in identifying the structural damage and tension force.

• 한국공간구조학회:학술대회논문집
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• 한국공간구조학회 2008년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.66-69
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• 2008

본 연구는 도로 상부에 휴식과 통행이 가능한 공간을 조성하여 녹지 및 휴게 공간을 확보하고 각 구역간의 연결성 및 접근성을 높일 수 있는 장 스팬 구조의 처짐의 거동을 해석하는 것을 목표로 한다. 이러한 장 스팬 구조의 경우, 부재의 크기를 결정할 때 도심 미관과 하부의 차량소통을 고려하여야 한다. 그 결과 부재의 크기가 세장해지는 결과를 가져오게 되며 이는 구조물의 과다 처짐을 유발할 수가 있다, 여기에서는 부재의 크기 제한과 구조물의 과다 처짐을 방지하기 위하여 구조물 하부에 언더텐션을 적용한 후, 그 효과와 처짐 거동에 대하여 비교 분석하였다. 언더텐션이란 상부에서의 하중을 하부 케이블의 인장력을 이용하여 그 하중을 양 단부로 전달하는 시스템을 말하며, 케이블의 크기와 개수, 포스트의 개수와 크기 및 간격에 따라서 효과가 다르게 나타날 수 있다. 따라서 본 연구에서는 케이블의 크기와 개수, 포스트의 개수와 크기 및 간격을 변수로 하여 장 스팬 구조의 처짐 거동을 비교하였다. 하중은 활하중과 고정하중이 평면에 재하되는 것을 기본으로 가정하였으며, 해석결과는 상용 프로그램인 마이더스(MIDAS)를 이용하여 언더텐션의 효과를 처짐에 맞추어 비교 검토하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.629-640
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• 2008

South anchorage(AN1, Myodo side) of supension bridge between Myodo and Gwangyang is designed as rock anchorage with 36m anchor length using the resistance of rock mass in Myodo. Checking the overall stability of the anchorage, we considered rock joints, bedding planes, fault zones and condition of rock structure in situ by analysis results for photo-lineaments, aerial photograph interpretation and drill-hole logs are considered. This anchorage consists of an access shaft, adit, and the upper and lower concrete bearing plate to introduce pre-stressing force into rock mass.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.1-11
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• 2006

이 논문에서는 에너지 소산장치가 장착된 사장교의 지진 취약도 해석 방법을 제시하고 에너지 소산장치의 장착 및 주탑-보강형 연결 조건에 따른 지진 취약도 변화를 살펴본다. 입력지반운동, 에너지 소산장치 특성값 및 사장교 강성 모형에 확률 변수를 도입하여 불확실성을 고려하고 에너지 소산장치의 비선형 이력거동을고려하여 시간이력 해석을 수행한다. 해석결과의 회귀분석을 통한 최대 응답과 입력지반운동 세기(intensity) 사이의 관계식으로부터 취약도 해석을 위한 소요 역량(demand)을 수립한다. 역량(capacity)에 해당하는 한계상태는 주탑 하부의 전단력, 보강형의 교축방향 변위, 케이블 장력의 변동량 그리고 강주탑의 좌굴이 고려된다. 해석 예제로서 강주탑 사장교인 제 2 진도대교 모형에 대하여 취약도 해석을 수행하였다. 취약도 해석결과 에너지 소산장치의 사용을 통하여 구속 또는 비구속 연결조건시 높은 손상확률을 보이던 한계상태에 대하여 그 손상확률을 크게 줄일 수 있음을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권1A호
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• pp.21-33
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• 2006

사장교 구조물을 대상으로 확률유한요소법을 신뢰성이론에 적합하도록 정식화하여 신뢰성해석을 보다 효율적으로 수행하고자 한다. 사장교의 초기평형해석을 수행한 후, 섭동법을 이용하여 선형 비선형 확률유한요소해석을 수행할 수 있으며, 확률변수의 상관성에 따른 신뢰성해석을 수행할 수 있는 프로그램을 작성하였다. 작성된 프로그램을 이용하여 사장교의 응답해석을 검토한 결과, 확률변수의 상호간 상관성에 따른 절점변위, 부재력 및 케이블긴장력에 대한 분산특성을 정량적으로 평가할 수 있었다. 또한 신뢰성지수 및 파괴확률을 검토하여 사장교 구조물의 안전성을 명확하게 파악하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.369-377
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• 2014

본 논문에서는 해중터널와 수중운항체의 충돌거동을 파악하기 위하여 두 구조체를 모델링하고 해석을 수행하였다. 충돌이 일어나는 해중터널은 원통형으로 단면을 가정하고 콘크리트와 라이닝강판을 가진 구조로 가정하였다. 충돌부위를 제외한 인접부분은 탄성거동을 하는 보요소로 모델링하고 계류라인은 장력을 받는 케이블로 모델링하였다. 수중운항체는 1800톤급 잠수함을 가정하였으며 수리동역학적 부가질량을 고려하여 충돌질량을 산정하였다. 해중터널에 작용하는 부력은 동적완화방법을 사용하여 초기조건에 포함시켰다. 부력비의 변화와 충돌속도의 변화를 고려하여 충돌해석을 수행한 결과, 충돌에너지의 소산은 주로 해중터널에서 발생하고 수중운항체에 의한 에너지 소산은 미미한 것으로 나타났다. 또한 계류라인의 장력과 부력비의 변화에 따라 해중터널의 충돌거동은 큰 영향을 받았다. 특히 충돌력은 기존의 설계기준의 선박충돌력과는 상이한 경향을 보이는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권5호
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• pp.13-25
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• 2012

그라운드 앵커공법은 현재 우리나라에서 가장 일반적으로 사용되는 사면보강공법들 중 하나이다. 앵커로 보강된 사면의 안정성을 장기간 확인하기 위해서는 그라운드 앵커의 긴장력을 측정하는 것이 매우 중요하다. 그러나 현재 현장에서 주로 사용되는 스트레인게이지 및 V/W타입의 로드 셀은 전자기파에 의한 노이즈 발생이 크고 습기 또는 수분의 영향으로 인해 측정값에 오차가 발생할 수 있으며 자기열화 등으로 장기간의 모니터링에 한계가 있다. 또한 앵커의 개별 텐던에 발생하는 미세한 변화를 정확히 감지할 수 없는 단점이 있어 이를 개선할 수 있는 방안으로 광섬유 센서를 이용하여 강연선의 변형률을 측정할 수 있는 광섬유 센서 내장형 텐던이 개발되었다. 이 광섬유 센서 내장형 텐던은 단기간의 앵커 장력 측정에 성공적으로 적용된 사례가 보고되었으나 장기간에 걸친 장력 변화를 측정하기 위해서는 온도에 의한 광섬유 센서의 변형률을 보상하여야 한다. 이 논문에서는 광섬유 센서 내장형 텐던을 이용하여 그라운드 앵커의 장력모니터링 시 지중온도 변화에 의한 영향을 보상하는 실용적인 방안에 대하여 기술하였다. 먼저 실내실험을 통하여 광섬유 센서 내장형 텐던의 온도반응계수(${\beta}^{\prime}$)를 $2.0{\times}10^{-5}/^{\circ}C$로 결정하고 실제 현장에 설치된 광섬유 센서를 이용하여 깊이별 지중온도 변화값을 측정하였다. 연구 대상지역(여수)의 기상청 지중온도 측정 결과 자료와의 비교를 통하여 결정된 온도반응계수(${\beta}^{\prime}$)를 이용한 광섬유 센서 내장형 텐던의 온도반응 성능을 검증하였다. 최종적으로 광섬유 센서 내장형 텐던을 이용하여 실제 사면에 설치된 인장형 앵커와 압축형 앵커의 계절별 긴장력을 모니터링하고 기상청 지중온도 측정자료와 온도반응계수를 이용하여 온도보상을 실시하여 기존 V/W타입의 로드 셀 측정 결과와 비교하였다. 제안된 광섬유 센서 내장형 텐던의 온도반응계수와 기상청 지중온도 측정결과를 이용한 앵커의 온도보상 방법에 의해 측정된 긴장력 모니터링 결과가 계절에 따른 지중온도 변화에 상관없이 로드 셀 결과와 일관성 있게 비교되어 제안된 온도보상 방법이 매우 실용적이며 합리적인 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제30권11호
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• pp.1486-1493
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• 2006

This paper presents a dynamic model of a high mobility tracked vehicle composed of rigid bodies. Track is modeled as an extensible cable and the track tension between the sprocket and roller is calculated by the catenary equation. The ground force acting on a road wheel is calculated by the Bekker's pressure-sinkage relationship using the segmented wheel model. System equations of motion and constraint acceleration equations are derived in the joint coordinate space using the velocity transformation method.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.511-521
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• 2010

현수교에서 행어와 만나는 보강거더 정착부의 제로변위(zero displacement)법과 주탑의 케이블 정착부 및 주 케이블과 행어가 만나는 절점에서 힘의 평형조건을 이용하여 현수교 주 케이블의 수평장력 초기평형상태를 결정하기 위한 해석법을 제시한다. 이 방법은, 기존 연구자들의 복잡한 비선형 해석을 통한 현수교 케이블의 해석에 비해 적은 노력으로 주 케이블의 정확한 수평장력 및 초기형상을 결정할 수 있는 효과적인 방법이다. 2차원 및 3차원 현수교 수치해석 예제들로부터 앞선 연구자들의 해석결과와 비교, 검토를 통하여 본 연구의 정확성과 타당성을 입증한다.

• Steel and Composite Structures
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• 제18권6호
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• pp.1369-1389
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• 2015

In order to investigate the behaviour of lying multi-stud connectors in cable-pylon anchorage zone, twenty-four push-out tests are carried out with different stud numbers and diameters. The effect of concrete block width and tensile force on shear strength is investigated using the developed and verified finite element model. The results show that the shear strength of the lying multi-stud connectors is reduced in comparison with the lying single-stud connector. The reduction increases with the increasing of the number of studs in the vertical direction. The influence of the stud number on the strength reduction of the lying multi-stud connectors is decreased under combined shear and tension loads compared with under pure shear. Yet, due to multi-stud effect, they still can't be ignored. The concrete block width has a non-negligible effect on the shear strength of the lying multi-stud connectors and therefore should be chosen properly when designing push-out specimens. No obvious difference is observed between the strength reductions of the studs with 22 mm and 25 mm diameters. The shear strengths obtained from the tests are compared with those predicted by AASHTO LRFD and Eurocode 4. Eurocode 4 generally gives conservative predictions of the shear strength, while AASHTO LRFD overestimates the shear strength. In addition, the lying multi-stud connectors with the diameters of 22 m and 25 mm both exhibit adequate ductility according to Eurocode 4. An expression of load-slip curve is proposed for the lying multi-stud connectors and shows good agreement with the test results.