• Smart Structures and Systems
• /
• 제16권1호
• /
• pp.67-79
• /
• 2015

Acoustic emission analysis is an effective technique for monitoring the evolution of damage in a structure. An experimental analysis on a set of reinforced concrete beams under flexural loading was carried out. A mixed AE analysis method which used both parameter-based and signal-based techniques was presented to characterize and identify different failure mechanisms of damage, where the signal-based analysis was performed by using the Hilbert-Huang transform. The maximum instantaneous energy of typical damage events and the corresponding frequency characteristics were established, which provided a quantitative assessment of reinforced concrete beam using AE technique. In the bending tests, a "pitch-catch" system was mounted on a steel bar to assess bonding state of the steel bar in concrete. To better understand the AE behavior of bond-slip damage between steel bar and concrete, a special bond-slip test called pullout test was also performed. The results provided the basis of quantitative AE to identify both failure mechanisms and level of damages of civil engineering structures.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제23권4호
• /
• pp.339-352
• /
• 2022

Due to the large volume and generally as a public building, the damage of large-span space structures under various non-conventional loads will cause greater economic losses, casualties, and social impacts, etc. Therefore, it is particularly important to evaluate the seismic performance of large-span space structures. This paper taked a multipurpose sports center as an example and considered its synergistic deformation based on the method of equivalent damping ratio. Furthermore, The ABAQUS software was used to analyze the time-history and energy response of the multipurpose sports center under the action of rare earthquakes, and proposed a quantitative damage index to assess the overall damage of the structure. Finally, the research results indicated that the maximum inter-story drift ratio of the multipurpose sports center under the action of rare earthquakes was less than its limit value. The frame beams presented different degrees of damage, but the key members were basically in an elastic state. The bearing capacity did not reach the limit value, which satisfied the intended seismic performance target. This study taked an actual case as an example and proposed a relevant damage evaluation system, which provided some reference for the analysis of the seismic performance of large-span space structures.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제17권6호
• /
• pp.11-20
• /
• 2013

5층 이하 비내진상세를 가지는 철근콘크리트 건축물의 지진시 긴급 위험도 평가를 위한 부재의 정량적 손상도 평가 기준을 제시하기 위하여 실대형 크기의 철근콘크리트 1층 1경간 골조 실험체의 정적실험을 실시하였다. 실험결과, 실험체는 기둥의 휨항복후 전단파괴에 의하여 파괴되었으며, 기둥과 접합부에 균열, 압괴 등의 손상이 발생한 반면, 보에는 균열 등의 손상이 거의 발생하지 않았다. 이와 같이 비내진상세를 가지며 휨항복후 전단파괴하는 철근콘크리트 기둥의 손상도를 5단계로 분류하고 손상단계별 한계상태를 평가하기 위한 정량적 기준으로서 지진시 상대적으로 측정이 용이한 잔류 층간변형각과 잔류 균열폭을 이용하였다. 손상한계상태의 잔류 층간변형각 및 잔류 균열폭은 실험결과에 따른 손상한계상태의 최대 층간변형각과의 관계에 의하여 결정하였으며, 한계 최대 층간변형각은 실험결과에 의한 부재의 하중-변형 관계 및 손상발생 현황을 바탕으로 결정하였다. 한계 잔류 층간변형각은 해당 최대 층간변형각에 의한 잔류 층간변형각 중의 최대값 이상이 되도록 하였으며, 한계 잔류 균열폭은 해당 최대 층간변형각에 의한 잔류 전단균열폭의 최소값 및 잔류 휨균열폭의 평균값으로 결정하였다. 한편, 본 논문을 통하여 제시한 손상한계상태의 잔류 층간변형각과 잔류 균열폭은 지진으로 동일한 부재 변형이 발생할 경우 내진설계가 실시된 부재를 대상으로 하는 국외 손상도 평가 기준에 의한 값보다 작은 것으로 나타났다.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제30권5호
• /
• pp.116-123
• /
• 2016

화재모델링을 이용한 목표 대상물의 열적 손상에 대한 정량적 위험성 평가방법이 검토되었다. 이를 위해 대표적인 화재모델로서 FDS가 사용되었으며, 특정 구획 내에서 화원 면적 변화에 따른 전기 케이블의 열적 손상과 관련된 확률이 평가되었다. 보수적 관점에서 적용되고 있는 '최대 손상임계 초과확률'과 손상시간의 정보가 포함된 '손상확률'이 체계적으로 비교되었다. 목표 대상물이 표면온도 및 열유속에 대한 최소 손상기준에 도달하는 순간에 열적 손상이 발생된다는 가정이 적용된 최대 손상임계 초과확률에 비해 본 연구에서 제안된 손상확률은 정량적 화재 위험성을 보다 현실적으로 평가할 수 있음을 확인하였다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
• /
• 제29권2호
• /
• pp.119-127
• /
• 2020

본 연구에서는 해석적 방법을 이용하여 연속폭발 하중을 받는 구조물의 거동을 분석하였다. 구조물은 양단이 고정된 축소형 일방향 철근콘크리트 슬래브를 사용하였으며, 유한요소 해석을 위해서 상용 소프트웨어인 LS-DYNA를 사용하였다. 누적피해 평가를 위한 해석을 수행하기에 앞서, 해석 모델의 검증을 위해 일방향 철근콘크리트 슬래브의 단일폭발 실험을 수행하였다. 누적피해 해석에서는 이상적인 연속폭발 하중이 구조물에 적용되고, 최대변위를 기준으로 누적 피해평가를 수행하였다. 해석 결과로부터, 연속폭발 하중을 받는 철근콘크리트 슬래브의 최대 누적변위는 위험한 피해 한계까지 일정하게 증가하는 경향을 보였다.

• 한국철도학회논문집
• /
• 제12권2호
• /
• pp.212-218
• /
• 2009

본 연구에서는 제동시 발생하는 마찰열에 의한 철도차량 디스크의 온도 및 열응력을 유한요소해석을 이용하여 분석하고 동일 차량 디스크의 피로강도를 비교 평가하였다. 해석결과 초기속도 90, 105, 120km/h에서의 제동조건에서 제동했을 경우 디스크 마찰면에서 최대 von-Mise 응력은 각각 42.4, 50.3, 57.1MPa로 90km/h에서 120km/h로 33.3% 증가시 응력은 약 35% 증가하였으며 1년간 서울-부산간의 1회 왕복시 14.6%의 손상율이 발생하는 것으로 평가되어 선형손상법칙을 적용시 수명이 6.85년으로 예상된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제2권4호
• /
• pp.137-147
• /
• 1998

The neural net application was tried to develop the technique for monitoring the health status of a steel truss bridge which was scaled down to 1/15 of the real bridge for the laboratory experiments. The damage scenarios were chosen as 7 cases. The dynamic behavior, which was changed due to the breakage of the members, of the bridge was investigated by finite element analysis. The bridge consists of single spam, and eight (8) main structural subsystems. The loading vehicle, which weighs as 100 kgf, was operated by the servo-motor controller. The accelerometers were bonded on the surface of 7 cross-beams to measure the dynamic behavior induced by the abnormal structural condition. Artificial neural network technique was used to determine the severity of the damage. At first, the neural net was learnt by the results of finite element analysis, and also, the maximum detection error was 3.65 percents. Another neural net was also learnt, and verified by the experimental results, and in this case, the maximum detection error was 1.05 percents. In future study, neural net is necessary to be learnt and verified by various data from the real bridge.

• 한국안전학회지
• /
• 제38권3호
• /
• pp.20-26
• /
• 2023

Fiber-reinforced composite materials with carbon, glass, and aramid fibers are widely applied to industrial field structures due to their excellent properties. However, carbon fibers are vulnerable to external impacts, whereas aramid fibers degrade when exposed to water. This study evaluated carbon/aramid fiber composites degraded and damaged by high-temperature saline environments using acoustic emission (AE). The test specimen was molded using an autoclave and immersed in seawater at 70 ℃ for 224 days. In order to imitate the damage, a 3-mm-diameter hole was drilled using a diamond drill. Additionally, the specimen with the perforation was repaired by patch attachment processing. Three-point bending was used to conduct the flexural experiment, and an AE sensor with a 150-kHz resonance frequency was attached to evaluate the damage and the effect of patch attachment. AE accumulative counts obtained at the maximum load were 69.2, 67.1, and 91.2 for a high-temperature seawater deteriorated condition, a hole specimen, and a repaired patch specimen, respectively. Furthermore, the maximum amplitude of AE was detected at low values of 28 dB, 31.3 dB, and 30.3 dB.

• 한국항해항만학회지
• /
• 제41권3호
• /
• pp.165-172
• /
• 2017

현행 해양유출사고 시나리오는 예상가능한 최대 유출사고를 근거로 하여 시나리오가 작성되었다. 하지만, 최대유출사고 시나리오와 유사한 규모의 사고는 실제 거의 일어나지 않았는데, 이러한 시나리오를 바탕으로 한 훈련이나 대응장비배치 등은 대비 측면에서 본다면 낮은 비용효율을 가지는 것으로 볼 수 있다. 현행의 시나리오는 활용성과 현장도가 높은 시나리오 구현을 통한 실전에 가까운 형태로 구성될 필요가 있고, 활용 목적에 적합하도록 설계될 필요가 있다. 따라서, 본 연구에서는 과거 사고사례를 바탕으로 한 시나리오 작성을 위해 기 개발된 HNS 사고 표준코드를 활용하여 현행 시나리오를 대체할 수 있는 대체 사고 시나리오(Alternative Accident Scenario)를 구성하고자 하였다. 시나리오는 HNS 사고 표준코드를 모듈화하여 최대 빈도 시나리오, 최대 피해 시나리오, 최대 취약성 시나리오 3가지로 구분하여 작성하였다. 이런 과정을 거쳐 제시된 각 시나리오별로 제시된 사고발생 상황은 실제 사고와 유사한 형태를 나타내므로 현장에서의 합목적적인 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제14권6호
• /
• pp.805-812
• /
• 2002

건설된지 오래되어 보강이 필요한 구조물이 증가하고 있다. 이런 구조물들은 현재 상태에 대한 정확한 평가가 있어야만 보강여부 및 보강 방법 등을 결정할 수 있다. 따라서 손상정도를 평가하는 객관적인 방법이 절실히 필요하나, 균열이나 처짐과 같이 관측이 용이한 구조물의 변화 특성을 이용하여 기존 구조물의 손상 상태를 평가하는 연구가 지금까지는 거의 없는 상태이다. 본 연구에서는 하중의 증가에 따른 균열 특성을 측정, 분석하고, 균열 특성 값과 실 구조물의 손상상태, 또는 재하 상태와의 상관관계를 규명하기 위하여, 11개의 실험체를 대상으로 다양한 균열 특성 값을 측정, 도출, 분석하였다. 본 연구에서 검토된 균열 특성 값에는 균열 개수, 균열 길이, 균열 범위, 균열 간격, 최대 균열길이, 균열 면적, 평균 균열길이 등이 검토되었다. 분석결과는 항복 하중시 측정된 처짐 값을 기준으로 각각 하중 단계별 처짐 값을 백분율로 명시한 상대 처짐 값과 표준화된 균열 특성 값의 상관관계를 규명하였다. 이렇게 표준화된 여러 개의 균열 특성 값 중 균열 간격, 균열 면적, 균열 범위, 최대 균열길이 등의 상대 처짐 값과의 상관관계가 밀접한 것으로 나타났다. 따라서, 실 구조물에서도 균열을 측정하여 표준값을 찾아내면, 그 구조물에 작용하는 하중의 크기나 과거에 받았던 최대 하중의 크기를 추정하는데 사용될 수 있을 것으로 기대된다. 구조물의 손상단계를 보다 신뢰성 높게 추정하기 위해서는 실험체의 제원, 콘크리트 및 철근의 강도, 철근비 등의 다양한 변수가 앞으로도 계속 연구되어야 할 것이다.