• 제목/요약/키워드: structural monitoring

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PZT센서를 이용한 철골보 손상계측 (A Damage Measurement of Steel Beam using PZT Sensor)

  • 서혜원;박민석;이수헌;신경재
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제22권5호
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    • pp.477-485
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    • 2010
  • 다양한 모니터링 센서는 구조물의 손상측정과 예측에 많이 사용되고 있다. 광섬유센서, 압전소자(PZT) 센서, MEMS(Micro Electro Mechanical System)센서 등의 스마트 센서는 기존 센서를 대체하여 많은 분야에서 사용되고 있다. 본 논문에서는 PZT센서를 실험체에 부착한 후 충격하중을 가하여 PZT센서의 출력 전압의 특성을 이용하여 실험체의 손상을 예측하고자 하였다. PZT센서를 이용한 보 이음부의 손상실험에서는 $H-400{\times}200{\times}8{\times}13$ 철골을 이용하여 단순보를 제작하고 중앙에 볼트 이음을 하였으며, PZT센서의 민감도 측정을 위해 기존 가속도계의 가속도값과 PZT센서의 전압값의 FFT 결과를 비교하였다. 또한 이음부의 볼트풀림을 이용하여 단순보의 손상을 가정하고 손상계측실험도 병행하였다. 철골 플레이트 보의 손상계측 실험에서는 $PL600{\times}65{\times}5.8$로 단순보 실험체를 제작하여 세 곳에 손상을 주어 충격하중 실험을 하였다. 손상의 정도는 쇠톱을 이용하여 보 단면의 양쪽에 6~42 mm로 절단하였다. FFT를 사용하여 손상의 유무에 따른 고유진동수의 비(${\omega}_c/{\omega}$)를 구하여 손상을 파악하였고 모드에 따른 손상의 위치와 정도를 파악하였다.

강교량의 손상감지를 위한 주파수 영역 패턴인식 기법 (Frequency Domain Pattern Recognition Method for Damage Detection of a Steel Bridge)

  • 이정휘;김성곤;장승필
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제17권1호통권74호
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    • pp.1-11
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    • 2005
  • 이 논문에서는 구조물의 동적응답을 입력으로 하고, 패턴인식을 위해 신경망기법(Neural Network, NN)을 사용하는 손상감지기법을 제시하였다. 입력된 동적응답, 즉 주파수응답함수(FRF) 또는 변형률 주파수응답함수(SFRF)의 변화를 정량적으로 표현하기 위해 신호변형지수(Signal Anomaly Index, SAI)를 고안하여 사용하였으며, 이 신호변형지수는 손상 전 및 손상 후의 구조물로부터 측정된 가속도 또는 동적 변형률 신호를 사용하여 계산된다. 제안된 알고리즘은 2단계로 구성되며, 1단계에서는 신호변형지수 값의 크기 변화를 사용하여 구조물의 손상발생 유무를 판별하고, 여기서 구조물에 손상이 발생한 것으로 분석되면 2단계에서 신경망기법을 사용한 패턴인식을 통해 손상의 위치를 찾아낸다. 이 방법의 타당성 및 적용성을 확인하기 위해 강교량 축소모형에 대한 실험을 수행하였다. 신경망의 학습에는 수치해석을 통해 생성한 가상 신호를 사용하였으며, 학습이 완료된 신경망과 실험을 통해 측정한 실제 신호를 사용하여 손상발견을 수행하였다. 모형 교량에 대한 적용 결과로부터 이 알고리즘의 타당성이 검증되었으며, 향후 실 교량에 대한 적용도 가능할 것으로 판단된다.

온도와 변위 데이터를 이용한 사장교의 온도신축거동 평가 (Evaluation of Thermal Movements of a Cable-Stayed Bridge Using Temperatures and Displacements Data)

  • 박종칠
    • 대한토목학회논문집
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    • 제35권4호
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    • pp.779-789
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    • 2015
  • 케이블교량은 교량길이가 길고 규모가 크기 때문에 온도에 의한 이동량과 형상변화는 일반교량보다 훨씬 크다. 따라서 공용 중 온도영향을 분석, 평가하는 것이 중요하며, 온도영향은 온도변화에 따라 교량 상부구조계가 늘어나거나 줄어드는 온도신축거동을 평가하는 것이 가장 기본이다. 이에 공용 중인 사장교에서 장기간 계측된 온도와 이종 변위 데이터를 활용하여 실제적인 온도신축거동을 평가하고자 하였다. 변위 데이터는 기존 신축변위계와 함께 새롭게 도입된 GNSS(Global Navigation Satellite System) 수신기에서 계측된 데이터를 활용하였다. 먼저 외기온도, 개별온도, 평균온도, 유효온도의 다양한 온도 조합에 대한 신축거동의 상관성을 분석하여 부재의 평균온도나 유효온도를 사용하는 것이 합리적임을 확인하였다. 부재 유효온도와 신축량의 선형회귀분석으로부터 단위온도신축량을 산정하고, 추가적으로 신축길이와 계측 단위온도 신축량의 선형회귀분석으로부터 선팽창계수와 중립점의 위치를 산정할 수 있었다. 이를 이론과 해석 결과와 비교함으로써 케이블교량의 실제 온도신축거동의 건전성을 평가할 수 있는 방안을 제시하였다.

원전 구조물 결함 탐지를 위한 음향방출 신호 처리 방안에 대한 기초 연구 (The Basic Study on the Method of Acoustic Emission Signal Processing for the Failure Detection in the NPP Structures)

  • 김종현;김재성;이정;곽노권;이보영
    • 비파괴검사학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.485-492
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    • 2009
  • 열피로균열은 원자력발전소의 운영 과정에서 구조물의 수명을 결정짓는 문제로 정량적인 탐지가 어렵다. 현재 산업현장에서 구조물에 대한 건전성을 정량적으로 평가하기 위해서 radiographic탐상 및 초음파탐상, eddy current 등 다양한 종류의 비파괴검사 기술이 사용되고 있지만, 위에 열거한 비파괴탐상법의 경우 균열이 일정부분 진행된 이후에나 검출이 가능하다는 제한 사항이 있다. 이러한 이유로 구조물에 대한 연속적인 모니터링이 가능한 장점을 가진 음향방출탐상법(acoustic emission testing)이 대안적인 검사방법으로 제시되고 있다. 일반적으로 구조물이나 장비의 건전성에 영향을 미치는 모든 요인들이 음향방출 신호의 발생을 일으키기 때문에, 음향방출을 이용한 결함 탐상시 함께 발생하는 노이즈를 구분하는 일은 음향방출을 연구하는 대부분의 연구원의 주요 업무중 하나라고 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 열피로 사이클 조건에서의 배관에 대한 음향방출 신호를 수집하여 유효한 균열 신호를 노이즈로부터 구분하고자 하는 목적으로 진행되었다. 그 방법으로 유사한 조건에서 실시한 결과를 이용하여 노이즈 필터링 조건을 설정하였으며, 균열의 신호를 찾아내기 위한 방법으로 음향파형(waveform) 구분법을 제시하였다. 이 실험에서 도출된 결과는 구조물의 결함을 탐지하는 실시간 연속적 모니터링 기술 개발에 대한 기초자료로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

두정엽 및 후두엽 간질에 대한 수술전략 (Surgical Strategy of Epilepsy Arising from Parietal and Occipital Lobes)

  • 심병수;최하영
    • Journal of Korean Neurosurgical Society
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    • 제29권2호
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    • pp.222-230
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    • 2000
  • Purpose : Resection of the epileptogenic zone in the parietal and occipital lobes may be relevant although only few studies have been reported. Methods : Eight patients with parietal epilepsy and nine patients with occipital epilepsy were included for this study. Preoperatively, all had video-EEG monitoring with extracranial electrodes, MRI, 3D-surface rendering of MRI using Allegro(ISG Technologies Inc., Toronto, Canada), and PET scans. Sixteen patients underwent invasive recording with subdural grid. Eight had parietal resection including the sensory cortex in two. Seven had partial occipital resection. Two underwent total unilateral occipital lobectomy. The extent of the resection was made based mainly on the data of invasive EEG recordings, MRI, and 3D-surface rendering of MRI, not on the intraoperative electrocorticographic findings as usually done. During resection, electrocortical stimulation was performed on the motor cortex and speech area. Results : Out of eight patients with parietal epilepsy, three had sensory aura, two had gustatory aura, and two had visual aura. Six of nine patients with occipital epilepsy had visual auras. All had complex partial seizures with lateralizing signs in 15 patients. Four had quadrantopsia. One had mild right hemiparesis. Abnormality in MRI was noticed in six out of eight parietal epilepsy and in eight out of nine occipital epilepsy. 3D-surface rendering of MRI visualized volumetric abnormality with geometric spatial relationships adjacent to the normal brain, in all of parietal and occipital epilepsy. Surface EEG recording was not reliable in localizing the epileptogenic zone in any patient. The subdural grid electrodes can be implanted on the core of the structural abnormality in 3D-reconstructed brain. Ictal onset zone was localized accurately by subdural grid EEGs in 16 patients. Motor cortex in nine and sensory speech area in two were identified by electrocortical stimulation. Histopathologic findings revealed cortical dysplasia in 10 patients ; tuberous sclerosis was combined in two, hamartoma and ganglioglioma in one each, and subpial gliosis in six. Eleven patients were seizure free at follow-up of 6 months to 37 months(mean 19.7 months) after surgery. Seizures recurred in two and were unchanged in one. Six produced transient sensory loss and one developed hemiparesis and tactile agnosia. One revealed transient apraxia. Two patients with preoperative quadrantopsia developed homonymous hemianopsia. Conclusion : This study suggests that surgical treatment was relevant in parietal and occipital epilepsies with good surgical outcome, without significant neurologic sequelae. Neuroimaging studies including conventional MRI, 3Dsurface rendering of MRI were necessary in identifying the epileptogenic zone. In particular, 3D-surface rendering of MRI was very helpful in presuming the epileptogenic zone in patients with unidentifiable lesion in the conventional MRI, in planning surgical approach to lesions, and also in making a decision of the extent of the epileptogenic zone in patients with identifiable lesion in conventional MRI. Invasive EEG recording with the subdural grid electrodes helped to confirm a core of the epileptogenic zone which was revealed in 3D-surface rendered brain.

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Seismic safety assessment of eynel highway steel bridge using ambient vibration measurements

  • Altunisik, Ahmet Can;Bayraktar, Alemdar;Ozdemir, Hasan
    • Smart Structures and Systems
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    • 제10권2호
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    • pp.131-154
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    • 2012
  • In this paper, it is aimed to determine the seismic behaviour of highway bridges by nondestructive testing using ambient vibration measurements. Eynel Highway Bridge which has arch type structural system with a total length of 216 m and located in the Ayvaclk county of Samsun, Turkey is selected as an application. The bridge connects the villages which are separated with Suat U$\breve{g}$urlu Dam Lake. A three dimensional finite element model is first established for a highway bridge using project drawings and an analytical modal analysis is then performed to generate natural frequencies and mode shapes in the three orthogonal directions. The ambient vibration measurements are carried out on the bridge deck under natural excitation such as traffic, human walking and wind loads using Operational Modal Analysis. Sensitive seismic accelerometers are used to collect signals obtained from the experimental tests. To obtain experimental dynamic characteristics, two output-only system identification techniques are employed namely, Enhanced Frequency Domain Decomposition technique in the frequency domain and Stochastic Subspace Identification technique in time domain. Analytical and experimental dynamic characteristic are compared with each other and finite element model of the bridge is updated by changing of boundary conditions to reduce the differences between the results. It is demonstrated that the ambient vibration measurements are enough to identify the most significant modes of highway bridges. After finite element model updating, maximum differences between the natural frequencies are reduced averagely from 23% to 3%. The updated finite element model reflects the dynamic characteristics of the bridge better, and it can be used to predict the dynamic response under complex external forces. It is also helpful for further damage identification and health condition monitoring. Analytical model of the bridge before and after model updating is analyzed using 1992 Erzincan earthquake record to determine the seismic behaviour. It can be seen from the analysis results that displacements increase by the height of bridge columns and along to middle point of the deck and main arches. Bending moments have an increasing trend along to first and last 50 m and have a decreasing trend long to the middle of the main arches.

사람 LDL의 지질과산화에 의한 geraniin의 항산화 효과 (Antioxidative Role of Geraniin in Lipid Peroxidation of Human LDL)

  • Ho, Ryu-Beung
    • 생명과학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.180-187
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    • 2004
  • 본 연구는 동맥 경화의 원인으로 알려진 사람 oxidized low density lipoprotein (LDL)에 대한 geraniin의 산화 억제 효과에 대하여 실험하였다. 사람 LDL을 C $u^{2+}$유도 LDL로 산화 시킬 때 50와 100 $\mu\textrm{g}$/ml 농도의 geraniin를 첨가하여 TBARS을 측정한 결과 LDL에 대한 항산화가 높았으며 용량 의존형으로 나타났다. Geraniin를 20-100 $\mu\textrm{g}$/ml의 농도를 조절하여 전기 영동에 의한 이동상을 조사한 결과 100 $\mu\textrm{g}$/ml geraniin의 농도에서 거의 완전한 억제 효과를 보였다. 사람 LDL에 C $u^{2+}$로 유도하여 LDL를 산화시킬때 conjugated diene를 보면 geraniin를 100 $\mu\textrm{g}$/ml 첨가하였을 때 억제 효과가 높았다. 또한 geraniin은 동맥의 내피세포에 서도 그 농도에 따라 억제효과를 나타내었다. 그리고 phorbol myristate acetate를 처리한 macrophage 유도활성 산소의 소거 효과는 geraniin의 농도가 100 $\mu\textrm{g}$/ml일때 거의 소거하였다. 이상의 결과로 보아 geraniin는 $\alpha$-tocopherol, ascorbir acid 및 합성 항산화제인 probucol과 거의 비슷한 항산화 활성이 있어 동맥 경화의 예방에 효과적이라는 결론을 얻었다.

지형측량을 위한 무 프리즘 토털스테이션 정확도 평가 (Accuracy Evaluation of Non-prism Total Station for Topographic Surveying)

  • 서동주
    • 한국측량학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.433-441
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    • 2006
  • 최근 전자기술의 발달로 대상물에 접촉하지 않고, 장비에서 발사된 레이저가 측정대상물에 직접 반사되어 거리를 측정 가능하게 하였다. 더욱이 3차원위치를 결정할 수 있는 무 프리즘 토털스테이션이 등장하여 도로, 공항, 항만 등의 토목분야 뿐 아니라 구조물변위, 계측 등의 건축분야에 그 활용이 증대되고 있다. 따라서 본 연구에서는 무 프리즘 토털스테이션의 정확도를 평가하기 위하여 관측거리에 따른 재료 및 반사각도별로 관측하여 정확도를 분석하였고, 그 활용성을 위하여 지형측량에 적용하였다. 연구한 결과는 무 프리즘 토털스테이션은 반사각도가 $90^{\circ}$일 때는 재료와 상관없이 매우 양호한 값으로 분석되었다, 점차적으로 반사각도가 예각으로 증가할 때 RMSE는 높아지는 양상이 보였다. 그리고 관측거리에 따른 재료 및 반사각도별로 회귀분석 한 결과, 관측거리와 반사각도는 상관성이 있는 것으로 판단되며, 재료와는 상관성이 없는 것으로 분석되었다. 일반적인 지형측량에 있어서 무프리즘 토털스테이션을 적절히 활용한다면, 교통의 흐름이 많은 곳의 도로, 경사각이 높은 암벽의 절리면, 기타 위험지역에서 측량자의 안전과 신속한 측량작업을 제공할 것으로 판단된다.

자연 친화적인 하천 정비사업의 평가방법에 관한 연구 (A Study on the Evaluation Method of Close-to-Nature Stream Improvement Works)

  • 김석규;김철
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제40권7호
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    • pp.503-510
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    • 2007
  • 현재 하천정비는 하천생태계에 초점을 맞추고 자연하천에 근접할 수 있는 공법을 사용하는 자연 친화적인 하천정비가 비약적으로 늘어나고 있다. 하지만 자연 친화적인 하천정비는 아직까지 많은 기술이 축적되지 않아 어떤 공법이 하천환경에 적합한 공법인지가 확립되어 있지 않은 상태이다. 또한, 값비싼 공법을 적용하여 하천을 자연 친화적으로 정비하였다. 하더라도 하천정비에 대한 종합적인 평가방법이 확립되어있지 않아 자연 친화적 하천정비에 대한 타당성을 객관화하지 못하고 있다. 따라서 하천환경기능을 포함한 종합적이고 다양한 평가방법을 개발하여 정비하천에 대한 평가를 수행할 필요가 있다. 본 연구에서는 자연 친화적으로 정비된 하천에 대해 정비의 타당성과 효율성을 평가하는 평가방법에 대해 연구하였다. 전라북도 순창읍에 있는 경천을 대상으로 2000년${\sim}$2000년 월별로 모니터링을 수행하여 자료를 수집하였으며, 수집된 자료를 분석하여 하천환경기능을 종합적으로 고려할 수 있는 방법으로서 하천자연도 평가, 전 과정 평가, 어메니티 평가, 경제적 편익 평가 등의 평가방법을 개발하였다. 본 연구에서 개발한 4가지의 평가방법은 하천정비사업의 종합적이고 정량적인 평가를 수행할 수 있는 방법으로 판단된다. 하지만 하나의 하천을 대상으로 개발된 방법을 적용하였기 때문에 차후 각 하천마다 갖는 특성을 고려하여 하천정비의 평가방법이 요구된다.

공학적방벽 현장실증 시스템 (IN-DEBS) 개발을 위한 해외 실증연구 현황 분석 (Overseas Review on the In-situ Demonstration of EBS for IN-DEBS Development)

  • 이민수;최희주;이종열;이창수;이재완;김인영
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.107-119
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    • 2014
  • 본 연구에서는 한국원자력연구원 부지 내 KURT 연구시설에 심지층 처분실증시험을 수행할 목적으로 사전 해외현황조사를 실시하였다. 고준위폐기물 심지층 처분을 목적으로 지하연구시설을 구축한 나라들을 대상으로 현재 수행되었거나, 수행이 진행 중인 공학적방벽 성능평가 시험들을 조사하였다. 주요 실증시험으로는, 스웨덴/프랑스 TBT, 스웨덴 LOT, 스위스 HEE, 벨기에 PRACLAY, 스페인 FEBEX, 일본 HORONOBE, 및 캐나다 BCE 등이었다. 각 실증시험에 대하여 시험의 목적, 시험체의 구성, 시험조건, 세부 구성도, 측정 항목, 측정기기, 및 도출된 결과 등을 구체적으로 조사하였으며, 시험결과보다는 시험목적 및 시험물의 구축방법 파악에 더 집중하였다. 왜냐하면, 각국의 공학적방벽 성능시험방법의 검토를 통해 향후 KURT에서 추진하게 될 공학적방벽 실증시설의 설계에 도움을 얻고, 다양한 성능시험을 동시에 수행할 수 있도록 하기 위해서였다. 향후 KURT 확장을 통해 공학적방벽 성능시험 터널을 확보하고, 중규모의 성능 시험시연을 추진하게 될 예정이다. 본 기술검토를 통해 이 때 추진할 시험내역과 시험체의 구성 및 크기 등의 상세 설계에 필요한 기초적인 지식을 얻고자 하였다.