• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.145-145
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• 2021

Water distribution networks (WDNs) are designed to satisfy water requirement of an urban community. One of the central issues in human history is providing sufficient quality and quantity of water through WDNs. A WDN consists of a great number of pipelines with different ages, lengths, materials, and sizes in varying degrees of deterioration. The available annual budget for rehabilitation of these infrastructures only covers part of the network; thus it is important to manage the limited budget in the most cost-effective manner. In this study, a novel pipe replacement scheduling approach is proposed in order to smooth the annual investment time series based on a life cycle cost assessment. The proposed approach is applied to a real WDN currently operating in South Korea. The proposed scheduling plan considers both the annual budget limitation and the optimum investment on pipes' useful life. A non-dominated sorting genetic algorithm is used to solve a multi-objective optimization problem. Three decision-making objectives, including the minimum imposed LCC of the network, the minimum standard deviation of annual cost, and the minimum average age of the network, are considered to find optimal pipe replacement planning over long-term time period. The results indicate that the proposed scheduling structure provides efficient and cost-effective rehabilitation management of water network with consistent annual budget.

• 비파괴검사학회지
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• 제28권2호
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• pp.164-176
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• 2008

기존 사회기반 시설의 안전성 평가를 위해서는, 콘크리트 부재에 존재하는 균열에 대해 정량적인 평가가 필요하다. 이 논문에서는 균열의 깊이를 측정할 수 있는 비파괴검사 중 표면파 투과기법에 대해 고찰하였다. 특히, 콘크리트 부재 내부에 위치하는 철근이 표면파에 미치는 영향을 분석하여, 표면파 투과기법을 통한 균열깊이 추정 시 철근에 의해 발생하는 오차가 크지 않음을 확인하였다. 또한, 콘크리트 부재의 형상에 따라 발생하는 여러 반사파의 영향을 최소화하기 위해 치적의 윈도우 크기를 제안하여 그 타당성을 검증하였다.

• 한국재난관리표준학회지
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• 제2권4호
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• pp.67-73
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• 2009

사회기반시설은 국가 경제 활동의 기반을 형성하는 기초적인 시설이기 때문에 교량붕괴와 같은 예상치 못한 구조물 이상은 개인 및 국가적인 경제적 손실을 발생시킬 뿐만 아니라 사회문제로까지 확대될 수 있다. 따라서 사회기반시설을 이루는 구조물에 대한 지속적인 유지관리와 안전관리는 비중 있게 다루어져야 한다. 교량 유지관리를 위한 모니터링은 90년대 초에 처음 도입되어 현재는 실시간 계측과 분석이 가능한 상태로까지 발전하였으며 최근에는 첨단센서를 이용한 시스템이 개발되고 있다. 본 논문에서는 상기와 같은 모니터링 시스템을 구축함에 있어서 최근 주목받고 있는 광섬유 센서를 이용하는 경우의 경제성을 알아보기 위해 다양한 조건에 대한 비용 분석을 실시하였다. 또한 분석결과를 현재 널리 사용되고 있는 전기저항식 센서를 이용하여 모니터링 시스템을 구축하는 경우와 비교하여 광섬유 센서를 이용한 교량 모니터링 시스템의 경제성을 살펴보았다. 검토결과 광섬유 센서를 사용하여 모니터링 시스템을 구축하는 경우 많은 부분 기존의 경우보다 보다 나은 이점을 취할 수 있고 비용 측면에서도 경쟁력을 가질 수 있음을 알 수 있었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제63권2호
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• pp.147-160
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• 2017

In this study, the optimum parameters of Tuned Mass Dampers (TMDs) are proposed using Gravity Search Algorithm (GSA) and Particle Swarm Optimization (PSO) to reduce the responses of the structures. A MATLAB program is developed to apply the new approach to the benchmark 10 and 40-story structures. The obtained results are compared to those of other optimization methods used in the literature to verify the developed code. To show the efficiency and accuracy of the proposed methods, nine far-field and near-field worldwide earthquakes are applied to the structures. The results reveal that in the 40-story structure, GSA algorithm can reduce the Relative Displacement (RD) and Absolute Acceleration (AA) up to 43% and 21%, respectively while the PSO decreases them by 50% and 25%, respectively. In contrast, both GSA and PSO algorithms reduce the RD and AA about 29% and 21% for the 10-story structure. Furthermore, using the proposed approach the required TMD parameters reduce by 47% and 63% in the 40 and 10-story buildings in comparison with the referenced ones. Result evaluation and related comparison indicate that these methods are more effective even by using smaller TMD parameters resulting in the reduction of acting force from TMD, having smaller stiffness and damping factors while being more cost effective due to its decreased parameters. In other words, the TMD with optimum parameters can play a positive role in both tall and typical structures.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권6호
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• pp.153-161
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• 2013

본 논문은 토목 시설물의 유지관리 분야에서 BIM을 도입하기 위해 필요한 핵심 표준화 항목과 그 추진 방안을 제시한다. 이를 위해 시설물의 유지관리에 관한 가치사슬과 BIM의 기술적 특성을 분석하여 가치사슬 상에서 최초로 수행되는 손상정보의 기록 방식이 BIM의 정보운용 방식과 매우 유사함을 밝혔다. 또한 시설물 유지관리 가치사슬 단계별로 수행되는 업무에 부합되는 BIM 데이터를 생산하고 운영하기 위해 필요한 표준화 항목을 제시하였다. 제시된 표준화 항목은 시설물의 전 생애주기에서 공통으로 적용되는 표준과 시설물 유지관리 목적에 맞추어 특화된 표준화 항목으로 구분하였으며, 각 구분된 항목에 대하여 표준화 추진 시 중심 역할을 수행할 수 있는 기관을 법령에 근거하여 제시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권11호
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• pp.7902-7909
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• 2015

도시의 확장 및 인구 증가로 사회기반시설물 들의 대형화, 복잡화, 노령화가 진행되고 있다. 사회기반시설을 효율적으로 관리하고 유지비용을 절약하기 위해, 정보통신기술과 건설기술을 융합한 스마트 도시관리 기술의 필요성이 증대되고 있다. 이에 본 연구에서는 센서기술, BIM의 3차원 모델을 기반으로 한 교량 관리 시스템을 제안하여, 현행 교량 시설물 관리 시스템이 가지는 운영체계의 미흡과 정보관리의 객관성, 일관성 및 확장성의 문제를 해결하고자 하였다. 또한, 제안한 시스템의 요소기술인 센서 네트워크 기술, BIM 기술과 표준정보체계 현황을 조사하여 스마트 교량 관리시스템을 개발하기 위한 요구사항을 도출하였으며, 활용 시나리오를 제시하여 향후 개발 방향에 대해 논의하였다. 본 연구는 향후 교량 중심의 스마트 시설물 유지관리 시스템의 개발 프레임워크 구축을 위한 기초자료로써 활용될 수 있을 것으로 예상된다.

• Smart Structures and Systems
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• 제18권3호
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• pp.601-623
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• 2016

Precast concrete elements are widely used in the construction of buildings and civil infrastructures as they provide higher construction quality and requires less construction time. However, any abnormalities in precast concrete surfaces such as non-flatness or distortion, can influence the erection of the elements as well as the functional performance of the connections between elements. Thus, it is important to undertake surface flatness and distortion inspection (SFDI) on precast concrete elements before their delivery to the construction sites. The traditional methods of SFDI which are conducted manually or by contact-type devices are, however, time-consuming, labor-intensive and error-prone. To tackle these problems, this study proposes techniques for SFDI of precast concrete elements using laser scanning technology. The proposed techniques estimate the $F_F$ number to evaluate the surface flatness, and estimate three different measurements, warping, bowing, and differential elevation between adjacent elements, to evaluate the surface distortion. The proposed techniques were validated by experiments on four small scale test specimens manufactured by a 3D printer. The measured surface flatness and distortion from the laser scanned data were compared to the actual ones, which were obtained from the designed surface geometries of the specimens. The validation experiments show that the proposed techniques can evaluate the surface flatness and distortion effectively and accurately. Furthermore, scanning experiments on two actual precast concrete bridge deck panels were conducted and the proposed techniques were successfully applied to the scanned data of the panels.

• Steel and Composite Structures
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• 제31권6호
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• pp.541-558
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• 2019

In Special Concentrically Braced Frames (SCBFs), vertical and horizontal components of the brace force must be resisted by column and beam, respectively but normal force component existing at the gusset plate-to-column and beam interfaces, creates out-of-plane action making distortion in column and beam faces adjacent to the gusset plate. It is a main concern in Hollow Structural Section (HSS) columns and beams where their webs and gusset plate are not in the same plane. In this paper, a new gusset plate passing through the HSS columns and beams, named as through gusset plate, is proposed to study the force transfer mechanism in such gusset plates of SCBFs compared to the case with conventional gusset plates. For this purpose, twelve SCBFs with diagonal brace and HSS columns and twelve SCBFs with chevron brace and HSS columns and beams are considered. For each frame, two cases are considered, one with through gusset plates and the other with conventional ones. Based on numerical results, using through gusset plates prevents distortion and out-of-plane deformation at HSS column and beam faces adjacent to the gusset plate helping the entire column and beam cross-sections to resist respectively vertical and horizontal components of the brace force. Moreover, its application increases energy dissipation, lateral stiffness and strength around 28%, 40% and 32%, respectively, improving connection behavior and raising the resistance of the normal force components at the gusset plate-to-HSS column and beam interfaces to approximately 4 and 3.5 times, respectively. Finally, using such through gusset plates leads to better structural performance particularly for HSS columns and beams with larger width-to-thickness ratio elements.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.462-469
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• 2003

본 논문에서는 습식스프레이 공법에 의하여 타설되는 고인성 섬유보강 모르타르(ECC)을 구조물의 보수에 적용함으로써 구조물의 내구성을 증진시키는 효과에 대하여 연구하였다. 이를 위하여 굳지않은 상태에서는 스프레이 공정에 적합한 유동특성을 갖고 있으면서, 굳은 후에는 인장변형경화거동을 나타내는 ECC를 스프레이 공법으로 타설하여 시험체를 제작하여 실험하였다. 실험 결과, 스프레이된 ECC의 역학적 특성(인장 및 휨거동)이 일반적인 타설법에 의하여 제작된 ECC와 거의 일치하는 것으로 나타났으며, 이 때에 ECC의 균열폭은 평균 30${\mu}m$로 제어되었다. 구콘크리트/ECC 합성보의 에너지 흡수능력은 구콘크리트/상용 스프레이 모르타르(PM) 합성보에 비하여 매우 우수한 것으로 나타났으며, 경계면의 부착성능도 양호한 것으로 평가되었다. ECC 고유의 균열제어능력과 더불어 보수된 부재(구콘크리트/ECC 합성보)의 탁월한 휨변형능력, 에너지 흡수능력 등은 구조물의 내구성을 증진하는데 큰 이점으로 작용하게 될 것이다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2002년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.717-723
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• 2002

Recently, the interest in safety assessment of civil infrastructures is increasing in Korea. Especially, as bridge structures become large-scale, it is necessary to monitor and maintain the safety state of bridges, which requires the monitoring system that can make a long-term measurement during the service time of bridge. In this paper, advanced fiber optic sensors for long-term measurement, setup techniques of bridge monitoring system and the assessment of measured data are introduced. Attached or embedded optical fiber sensors to structural members of small and big structures including Sung San Bridge are surveyed. For the Sung San Bridge, the responses of the fiber optic sensors by 30 ton weigh truck loads with various speeds ate measured. Monitoring system is also applied to the mock-up of bridges. The monitoring capability of the advanced fiber optic sensor system was confirmed.