• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.761-767
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• 2007

건축 및 토목 구조물의 진동 제어분야에서 중앙집중식 제어방식은 주어진 목표응답수준을 만족시키기 위해서 전력공급, 센서, 그리고 감쇠기 등을 포함하는 복잡한 제어시스템을 구축하고 유지하는 노력이 필요하고, 구조물 유한요소모델의 큰차수, 모델의 불확실성, 가력장치의 제한 등의 이유로 적용성의 한계가 있다. 본 논문에서는 센서 혹은 컴퓨터없이 준능동 MR 감쇠기가 설치된 층만의 정보에 의해 제어력이 생성되는 분산제어식 응답의존형 MR 감쇠기가 제안하였다. 제안된 분산제어식 응답의존형 MR 감쇠기는 구조물의 층전단력에 대한 가변마찰력 크기 비의 변화에 따라 지진하중을 받는 구조물의 제어성능이 수동인 경우와 비선형 시간이력해석을 통해 비교 평가되었다. 마지막으로 일반 제어이론에서 널리 이용되는 중앙집중식 LQR 알고리듬과 본 논문에서 제안된 분산제어식 응답의존형 MR감쇠기가 3층 전단형 구조물을 대상으로 수치해석을 통해 비교 평가됨으로써 제안된 알고리즘의 유효성을 검증하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제78권1호
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• pp.53-66
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• 2021

The determination of the damage index to reveal the performance level of a structure can constitute the seismic risk generalization approach based on the parametric analysis. This study implemented this concept to one kind of civil engineering structure that is the concrete gravity dam. Different cases of the structure exhibit their individual responses, which constitute different considerations. Therefore, this approach allows the parametric study of concrete as well as soil for evaluating the seismic nature in the generalized case. To ensure that the target algorithm applicable to most of the concrete gravity dams, a very simple procedure has been considered. In order to develop a correlated algorithm (by response surface methodology; RSM) between the ground motion and the structural property, randomized sampling was adopted through a stochastic method called half-fractional central composite design. The responses in the case of fluid-foundation-dam interaction (FFDI) make it more reliable by introducing the foundation as being bounded by infinite elements. To evaluate the seismic generalization of FFDI models, incremental dynamic analysis (IDA) was carried out under the impacts of various earthquake records, which have been selected from the Pacific Earthquake Engineering Research Center data. Here, the displacement-based damage indexed fragility curves have been generated to show the variation in the seismic pattern of the dam. The responses to the sensitivity analysis of the various parameters presented here are the most effective controlling factors for the concrete gravity dam. Finally, to establish the accuracy of the proposed approach, reliable verification was adopted in this study.

• Earthquakes and Structures
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• 제24권1호
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• pp.37-51
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• 2023

Türkiye has made significant changes and updates in both seismic risk maps and design codes over time, as have other countries with high seismic risk. In this study, the last two seismic design codes and risk maps were compared for the Aegean Region (Western Türkiye) where the earthquake risk has once again emerged with the 2020 Izmir Earthquake (Mw=6.9). In this study, information about the seismicity of the Aegean Region was given. The seismic parameters for all provinces in the region were compared with the last two earthquake risk maps. The spectral acceleration coefficients of all provinces have increased and differentiated with the current seismic hazard map as a result of the design spectra used on a regional basis have been replaced by the geographical location-specific design spectra. In addition, section damage limits were obtained for all provinces within the scope of the last two seismic design codes. Structural analyses for a sample reinforced-concrete building were made separately for each province using pushover analysis. The deformations in the cross-sections were compared with the limit states corresponding to the damage levels specified in the last two seismic design codes for the region. Target displacement requests for all provinces have decreased with the current code. The differentiation of geographical location-specific design spectra both in the last two seismic design code and between provinces has caused changes in section damages and building performance levels. The main aim of this study is to obtain and compare both seismic and structural analysis results for all provinces in the Aegean Region (Western Türkiye).

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권5호
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• pp.84-88
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• 2023

최근 컴퓨터 비전, LiDAR 등을 활용하여 구조물의 유지관리를 효율화하기 위한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 건축물의 경우, 점검 항목 중 하나인 기울기는 일반적으로 토탈스테이션을 이용하여 계측하는데, 점검자에 따라 계측값이 일정하지 않아 정확한 기울기 값을 얻기 어렵다. 따라서, 본 연구에서는 현행 건축물 기울기 계측 방식의 신뢰도를 개선하고 측정 과정을 효율화하기 위하여 Point Cloud를 활용한 건축물 기울기 측정 자동화 방법론을 제안한다. 제안 방법론의 기울기 추정 알고리즘은 적용 대상을 직육면체 형태의 건물로 제한하며 외벽 평면 추출과 모서리 추정 및 기울기 계산의 두 단계로 이루어져 있다. 해당 알고리즘을 실제 건축물에 적용하여 기울기를 추정하였고, 이를 토탈스테이션을 이용한 계측방법과 비교하였다. 그 결과, 제안 기법은 정확도와 객관성, 그리고 자동화 관점에서 기존의 측정방식을 대체할 만한 수준으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.715-722
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• 2011

본 논문에서는 항공기 충돌에 의한 원전 격납건물의 거동을 병렬해석을 통해 수행하였다. 지금까지의 원전 격납건물에 대한 항공기 충돌관련 연구는 항공기의 경우, Riera의 충격하중-시간함수를 이상화하여 대상 구조체의 일정영역에 대해 충격하중으로 적용하는 방법을 사용해 왔고 충돌대상 구조체의 경우, 단순 철근콘크리트 벽체나 빌딩에 머물러 왔다. 하지만 본 논문에서는 항공기(Boeing-767, http://www.boeing.com)와 가상의 원전 격납건물을 실제와 유사하게 모델링하여 해석을 수행하였으며, 항공기모델은 충돌평가 가이드인 NEI 07-13(2009)에서 허용하는 Riera의 식에 따른 충돌하중이력곡선과 비교하는 방법으로 검증되었다. 또한, 일반적으로 고속 충돌해석은 짧은 시간동안 두 개 이상의 물체가 접촉하고 동적 대변형을 일으키는 비선형성이 강한 문제로 많은 계산시간이 요구되기 때문에 이를 효과적으로 다루기 위해서는 단일 CPU만으로는 한계가 있다. 따라서 본 논문에서는 해석의 효율성을 향상시키기 위해 자체 구축한 리눅스 클러스터 시스템을 이용하여 Message-Passing MIMD 형태의 병렬해석을 수행하였고 병렬성능에 대한 평가를 위해 무근콘크리트(Plain Concrete, PC), 철근콘크리트(Reinforced Concrete, RC), 내부 Liner Plate를 부착한 철근콘크리트(RC with Containment Liner Plate, CLP), SC구조(Steel-Plate Concrete, SC)등 4가지 경우에 대한 수치해석 효율성이 비교 검토되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권4호
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• pp.44-50
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• 2016

본 연구에서는 상변화물질(PCM)을 반강성 포장체를 구성하는 초속경시멘트 페이스트 주입재에 적용하기 위한 연구를 수행하였다. 반강성포장용 주입재의 아크릴레이트를 PCM으로 치환에 따른 총 6종류의 주입재 배합에 대하여 경화 전 후 특성을 실험을 통해 평가하였다. 아크릴레이트를 PCM으로 치환하여 유동성을 평가한 결과 본 연구에서 목표로한 유하시간 10~13초를 모두 만족시킬 수 있는 것으로 나타났다. 응결시간의 경우 PCM으로 치환하더라도 초속경 시멘트의 성능을 확보할 수 있는 것으로 나타났고, PCM 치환 60%이상의 경우 초결시간이 다른 배합에 비해 1~2분 빨리 발생되었다. 압축강도 및 부착강도의 경우 Plain 배합과 유사한 강도특성을 나타내었고, 본 연구에서 목표로 하는 압축강도 36MPa, 부착강도 2MPa를 모두 만족시켰다. PCM으로 치환한 배합은 아크릴레이트만을 사용한 배합에 비해 우수한 염소이온침투저항성을 나타내었으나, OPC수준에는 미흡하였다. 반강성포장용 주입재에 대한 물리 역학적 성능평가 결과, 이 연구의 범위내에서는 PCM 대체율 20% 수준이 효과적인 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권5호
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• pp.102-113
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• 2021

「시설물의 안전 및 유지관리 실시 세부지침(성능평가편)」의 내구성능 평가에서 열화환경 평가항목으로 제시된 제설제 및 비래염분에 의한 염해환경, 동해환경이 국내 국도 상 콘크리트 도로시설물의 염화물 침투특성에 미치는 영향을 살펴보았다. 강원 고성, 서울, 경기 고양, 부산에 위치한 교량 총 4개소, 강원권 방호울타리 4개소, 부산권 방호울타리 3개소 및 옹벽 1개소를 대상 시설물로 선정하였으며, 제설제에 의한 직접·간접적인 염해환경, 해안거리 및 교각 높이별 비래염분에 의한 염해환경에서 염화물 침투특성을 분석하였다. 분석 결과, (1) 제설제 살포일수(강설일수)에 따른 지역별 특성이 명확하게 구분되었고, (2) 바닥판 관통 누수 혹은 신축이음부를 통한 누수 등이 발생한 경우 침투 염화물량이 유의미한 수준까지 증가하였으며, (3) 부산 해안가에 위치한 교량의 경우 높이 20m까지 비래염분의 영향권에 해당함을 확인하였다. 이로부터, 동일한 시설물이라도 노출된 열화환경, 부재의 위치 및 높이, 열화진전상태에 따라 염화물 침투특성이 달라지기 때문에 시설물 점검 시 점검대상 부재 및 위치의 선정이 매우 중요함을 확인하였으며, 국내 지역별 및 부재별 열화환경에서의 염화물 침투특성에 관한 데이터베이스를 구축한다면 콘크리트 시설물에 대한 선제적인 내구성능 관리가 가능할 것으로 기대된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제15권6호
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• pp.569-577
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• 2015

구조물 내진설계에 대한 개념이 사양중심설계에서 성능기반설계로 변화하고 있다. 구조물 목표성능을 직접 부여하여 설계하는 성능기반설계를 위해서는 구조물 실제 거동을 정확히 예측하기 위한 비탄성 구조해석이 필요하다. 이에 본 연구에서는 KBC2009 기준으로 설계한 5층 철근콘크리트 모멘트-저항골조 시스템 구조물을 대상으로 푸쉬오버해석을 수행하여 내진성능을 평가한 후 직접공사비를 산출하여 경제성을 분석하였다. 분석 결과 보통 및 중간모멘트골조는 요구성능설계기준을 만족하며 직접공사비 또한 유사한 것으로 평가되었다. 하지만, 강 기둥-약 보 기준이 적용되는 특수모멘트골조는 요구성능설계기준을 만족하나 다른 골조시스템 보다 비경제적인 것으로 평가되었다. 따라서 IBC2012에서는 내진설계범주 D 중간모멘트골조 적용을 제한하고 있지만 5층 철근콘크리트 모멘트-저항골조 구조물의 경우, 특수모멘트골조 보다 보통 및 중간모멘트골조로 설계하는 것이 합리적이라고 판단된다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.79-88
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• 2022

특수교는 중요한 대형 시설물로 장기적이고 체계적인 유지관리 전략을 필요로 한다. 특히, 시설물 부재별 및 위치별로 다양한 센서를 설치하고 계측 항목별 관리 기준치 설정과 같은 시설물의 안전 확보를 위해 여러 방안들이 제시되고 있다. 이 중 지속적으로 증가하는 특수교의 수와 여러 센서에서 수집되는 데이터를 효율적으로 관리하기 위한 전략적인 방안을 제시해야 할 필요가 있다. 본 연구에서는 특수교 계측 시스템에서 수집되는 광범위한 데이터를 효율적으로 분석하기 위한 목적으로 자동적으로 이상신호를 처리하고 통계 결과를 산출할 수 있는 분석 툴을 개발하고자 한다. 분석 툴 개발을 위해 우선 특수교에 설치된 주요 센서 종류 및 수량과 같은 기본적인 정보와 수집된 데이터에 대한 신호 특성을 분석하였다. 이후 험펠 필터 기법을 활용 신호의 이상 유무를 판별하고 필터링하여 통계 결과를 산출하였다. 마지막으로 개발된 분석 툴의 성능 검증을 위해 현재 공용 중인 사장교와 현수교 형식의 교량을 각 1개소씩 성능검증 대상 교량으로 선정하여 신호처리 및 자동 통계 분석 성능을 실시하였고, 기존의 통계 작업 결과와 유사한 결과를 산출 할 수 있었다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제12권3호
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• pp.9-17
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• 2018

지구 관측용 소형 위성카메라의 경우, 중대형 위성에 비해 상대적으로 약한 구조 안정성으로 인해 열악한 발사환경 및 우주환경에서 광부품의 정렬오차가 발생하기 쉽다. 발생한 정렬오차는 위성카메라의 광학 성능 저하를 유발시킨다. 본 연구에서는 소형 위성 카메라의 정렬오차를 보상하기 위하여 3축 포커스 메커니즘을 제안하였다. 이 메커니즘은 3개의 압전 작동기로 구성되어 x-축, y-축 틸트 및 디스페이스(De-space) 보정을 수행할 수 있다. 포커스 메커니즘의 설계 요구조건은 슈미트-카세그레인(Schmidt-Cassegrain) 타입의 목표 광학계 설계에서 도출되었다. 부경 정렬오차 보상을 위하여 부 반사경의 뒤에 포커스 메커니즘을 부착하여 부경의 3축 운동을 제어하였다. 이 때 파면오차로 인한 광학 성능 저하를 최소화하기 위한 플렉셔를 Box-Behnken 실험계획법을 통하여 설계하였으며, ANSYS를 이용하여 파면오차 해석을 수행하였다. 제작된 포커스 메커니즘은 작동기의 수학적 모델링, PID 제어기 설계, 서보 제어실험을 통해 서보성능을 검증하였다.