• 제목/요약/키워드: structural safety monitoring

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선박 화재시 승선자 피난동선예측을 위한 알고리즘 개발 기초연구 (Shipboard Fire Evacuation Route Prediction Algorithm Development)

  • 황광일;조소형;고후상;조익순;윤귀호;김별
    • 해양환경안전학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.519-526
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    • 2018
  • 본 연구에서는 인명구조활동을 지원하기 위한 피난동선예측 알고리즘 개발의 첫 단계로 피난동선예측 알고리즘의 개념을 정립하고 그 타당성을 수치적으로 명확히 제시하였다. 제안하는 알고리즘은 평상시 선박내 모니터링 시스템으로부터 지속적으로 승객이동 데이터를 취득, 분석, 정형화하고, 재난발생시 이 데이터와 예측 툴을 활용해 도출한 승선자의 피난동선예측 정보를 구조자에게 제공하여 인명피해를 최소화시키는 프로세스로 요약할 수 있다. 피난훈련을 통해 피난특성 데이터를 취득하였고 이를 기존 인명피난예측 툴에 입력하여 피난특성을 예측한 결과, 예측 툴의 구조적 원인으로 인해 가시거리가 충분히 확보되고 피난경로를 충분히 숙지한 상황에서의 피난 시나리오(SN1)에서만 신뢰할 만한 예측결과가 도출되었다. 본 연구에서 제안하는 알고리즘의 타당성을 확인하기 위해 타 분야의 예측 툴을 사용하여 피난특성을 예측한 결과, 제안 알고리즘이 구현될 경우 평균피난시간예측값과 피난동선(지점경유)예측값이 각각 0.6 ~ 6.9 %, 0.6 ~ 3.6 % 범위의 오차에서 실측값과 매우 유사한 경향을 보였다. 향후 선내 모니터링 데이터를 분석하고 이를 활용한 예측성능이 우수한 피난동선예측 알고리즘을 개발할 계획이다.

중대시민재해 모니터링 모델 연구 (A Study of the Monitoring Model for the Serious Civil Accidents)

  • 이창열;박길주;김태환;채종길
    • 한국재난정보학회 논문집
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    • 제19권4호
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    • pp.834-843
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    • 2023
  • 연구목적: 중대시민재해의 대상은 공중이용시설, 공중교통수단, 그리고 원료·제조물로 구성된다. 중대재해처벌법에 따르면 중대시민재해를 관리하기 위하여 대상 시설물 등에 대한 안전보건관리체계와 이행체계가 구성되어야 한다. 이에 따라 본 연구는 안전보건관리체계와 이행체계를 효율적으로 관리하는 모델을 설계하는 것을 목적으로 한다. 연구방법: 중대재해처벌법 시행령 8조-11조에 이르는 사항에 대한 정보를 시각적이고, 상호 연계되어 모니터링 할 수 있는 구조로 설계한다 . 연구결과: 6개의 모니터링 모듈 체계를 구축하고, 4종의 DB 구조를 통하여 상호 연관되어 정보를 수집하고 관리하는 체계를 제시하였다. 결론: 중대시민재해 관리는 민간, 지자체, 공공기관 등에서 중점적으로 관리해야 하는 체계이다. 특히 다중밀집시설에 해당되는 식당, 커피숍 등 재난에 대한 인식이 부족한 업체와 다양한 유형의 시설을 광범위하고 보유한 지자체의 관리의 어려움으로 6개의 모니터링 모듈 기반으로 제공함으로써, 중대시민재해 정보를 쉽게 관리할 수 있는 기반을 마련하였다.

해수침지-건조 환경에 노출된 모르타르속 철근의 부식속도 평가 (Corrosion Monitoring of Reinforcing Bars in Cement Mortar Exposed to Seawater Immersion-and-dry Cycles)

  • 김제경;기성훈;이정재
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제22권4호
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    • pp.10-18
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    • 2018
  • 본 연구는 시멘트 모르타르속에 매입된 철근주위가 건조될 때 불안정한 전류분포의 영향을 측정하고, 교류 임피던스 특성변화에 대한 영향을 고찰하는 것을 목적으로 한다. 건조과정중 철근의 전기화학적 반응을 측정하기 위해, 두 개의 철근이 매입된 3개의 시멘트 모르타르가 실험을 위해 준비되었다. 주요 변수는 20mm 모르타르 두께를 동일하게 가지도록 하여, 두 철근사이의 간격이 10, 20과 30mm가 되도록 하였다. 해양환경에서 콘크리트 구조물속의 철근 부식속도를 가정하기 위해서, 3개의 모르타르 시험체는 15 사이클의 침지-건조환경(해수에서 24시간 침지와 48시간 실온 건조)에 노출되었다. 부식전위의 변화는 건조중에 용존산소의 확산속도 증가로 인해 귀한 방향으로 이동하는 것이 관찰되었다. 침지-건조환경에서 교류 임피던스는 100kHz에서 1mHz까지 측정되었다. 철근과 모르타르사이의 계면상태를 설명하기 위해 이론적 모델이 제안되었으며, 그것은 용액저항, 전하이동저항과 CPE로 구성된 등가회로를 사용하였다. 철근의 부식이 진행됨에 따라, 저주파수 영역에서 확산 임피던스가 나타났다. 침지-건조 환경중 건조과정에서 이송차가 $45^{\circ}$에 가까워지는 현상으로써 전류분포가 불균일해지는 경향을 보였다.

라이다를 이용한 구조물 변위의 정밀계측 (Precision Determination of Structure Displacement using LIDAR)

  • 이홍민;박효선;이임평;이상준
    • 한국측량학회:학술대회논문집
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    • 한국측량학회 2006년도 춘계학술발표회 논문집
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    • pp.223-228
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    • 2006
  • Monitoring structures is important to maintain the safety and serviceability of the structures. The maximum displacement in the structure should be precisely and frequently monitored because it is a direct assessment index indicating its stiffness. However, no practical method has been developed to monitor such displacement precisely, particularly for high-rise buildings and long span bridges because they cannot be easily accessible. To overcome such difficult accessibility, we propose to use a LIDAR system that remotely samples the surface of an object using laser pulses and generates the coordinates of numerous points on the surface. By analyzing the LIDAR points sampled from the surfaces of a deformed structure, we can precisely determine the displacement of the structure. In this study, we thus develop a novel method based the LIDAR system and perform an indoor experiment to prove its performance. This experimental results strongly supports that the displacement measurement using the LIDAR system are enough accurate to be used for structural analyses.

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Nonlinear first ply failure analysis of composite skewed hypar shells using FEM

  • Ghosh, Arghya;Chakravorty, Dipankar
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제68권1호
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    • pp.81-94
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    • 2018
  • This paper uses the finite element method (FEM) considering geometrically nonlinear strains to study the first ply failure of laminated composite skewed hypar shell roofs through well-established failure criteria along with the serviceability criterion of deflection. Apart from validating the approach through solution of benchmark problems, skewed hypars with different practical parametric variations are studied for failure loads and tendencies. First ply failure zones are also identified to suggest design and non-destructive monitoring guidelines to the practising engineers. Recommendation tables regarding the design approaches to be adopted in specific cases and factor of safety values needed to be imposed on first ply failure load values for varying shell curvatures are also suggested in this paper. Providing practical inputs to design engineers is the main achievement of the present study.

SH파 분산특성 변화를 이용한 배관 점진감육 진단 기법 (Gradual pipe wall thinning diagnosis through the variation of dispersion characteristics of SH waves)

  • 조승현;권휴상;안봉영;이승석
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.258-259
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    • 2009
  • Pipe wall thinning is one of severe problems on structural safety in nuclear power plants. A guided wave can be a proper tool for the fast evaluation or monitoring. As for gradual wall thinnings, however, low sensitivity caused by the low reflection coefficient limits the use of the guided wave. In this work, instead of the guided wave reflection at the wall thinning, the variation of dispersion characteristics is concerned. SH waves were employed due to several advantages and the magnetostrictive patch transducers were used for the excitation and sensing of the SH waves. The proposed method were verified with some experiments and showed the feasibility as an effective tool for the inspection of gradual wall thinning.

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Dynamic Characteristic Identification on Steel Column bases Installed in Pendulum-type Earthquake Response Observatory

  • Choi, Jae-Hyouk;Ohi, Kenichi
    • Journal of Mechanical Science and Technology
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    • 제18권12호
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    • pp.2225-2235
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    • 2004
  • An observatory termed 'Steel Swing' has been developed, where a 15000 kg pendulum is hanged from a stiff steel frame. A building element can be tested after inserted between the pendulum and the frame. Free vibration, forced vibration tests and earthquake monitoring were performed on an exposed-type steel column base. The response records monitored during natural earthquakes were used to identify the vibration property of the specimen. Identified system gain was approximated by a theoretical gain of linear SDOF system, and the response calculated based on such a linear system agrees with the monitored response fairly well. This research technique can be applied to check the behaviors of new materials and new details of connections and the safety of non-structural elements as well.

자연진동을 이용한 건물의 건전도 평가 (Damage Detection of Building Structures Using Ambient Vibration Measuresent)

  • 김상윤;권대홍;유석형;노삼영;신성우
    • KIEAE Journal
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    • 제7권4호
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    • pp.147-152
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    • 2007
  • Numerous non-destructive tests(NDT) to assess the safety of real structures have been developed. System identification(SI) techniques using dynamic responses and behaviors of structural systems become an outstanding issue of researchers. However the conventional SI techniques are identified to be non-practical to the complex and tall buildings, due to limitation of the availability of an accurate data that is magnitude or location of external loads. In most SI approaches, the information on input loading and output responses must be known. In many cases, measuring the input information may take most of the resources, and it is very difficult to accurately measure the input information during actual vibrations of practical importance, e.g., earthquakes, winds, micro seismic tremors, and mechanical vibration. However, the desirability and application potential of SI to real structures could be highly improved if an algorithm is available that can estimate structural parameters based on the response data alone without the input information. Thus a technique to estimate structural properties of building without input measurement data and using limited response is essential in structural health monitoring. In this study, shaking table tests on three-story plane frame steel structures were performed. Out-put only model analysis on the measured data was performed, and the dynamic properties were inverse analyzed using least square method in time domain. In results damage detection was performed in each member level, which was performed at story level in conventional SI techniques of frequency domain.

고유진동수 이용 손상추정법과 모드형상 이용 손상추정법에 의한 PSC 보의 비파괴 손상검색 (Nondestructive Damage Detection in PSC Beams : Frequency-Based Method Versus Mode-Shape-Based Method)

  • 김정태;류연선;조현만
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제15권1호
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    • pp.43-58
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    • 2002
  • PSC 보의 비파괴 손상검색을 위한 고유진동수 이용 손상추정법과 모드형상 이용 손상추정법을 제시하였다. 먼저, 고유진동수의 변화를 사용하여 손상의 위치를 예측하는 알고리즘과 고유진동수 1차 섭동 이론에 근거하여 균열크기를 예측하는 알고리즘을 요약하였다 다음으로, 모드형상의 변화로부터 모드민감도의 변화를 감지하고 이를 통해 손상의 위치와 크기를 추정하는 손상지수 알고리즘을 요약하였다. PSC 보의 유한요소모델을 사용하는 수치실험을 통해 고유 진동수 이용 손상추정법과 모드형상 이용 손상추정 법의 정확성을 검증하였다. 분석결과 두 방법 모두 실험 대상 구조에 도입된 균열의 위치를 정확하게 예측하였으며 균열의 크기를 비교적 근사하게 예측하였다.

프리캐스트 패널의 양중에 따른 거동 계측 연구 (Behavior Monitoring of Precast Concrete Panels in Lifting)

  • 양성철;김성민;한승환;윤상천
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제16권3호
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    • pp.51-59
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    • 2012
  • 본 연구에서는 도로용 패널로 사용되는 프리캐스트 콘크리트 슬래브의 양중, 이동 및 설치 등 제품의 제작 및 시공 시 발생될 수 있는 양중에 따른 안전 설계요소를 분석하였다. 그 결과를 토대로 축소형 슬래브(Full-scale용 슬래브의 1/2 크기 규모로 $1.8m{\times}3m{\times}0.15m$) 2개와 Full-scale용 슬래브($3.9m{\times}5.95m{\times}0.29m$) 1개를 제작하였으며, 콘크리트 및 철근 게이지를 설치하여 슬래브의 양중 및 트럭에 적재하여 이동 시 급작스런 동적거동으로 인해 발생되는 콘크리트 슬래브의 변형률을 측정하였다. 축소형 슬래브의 경우 60도로 양중 시 정지상태의 변형률에 비해 약 3.54배의 변형률에 도달하였다. 그러나 Full-scale용 슬래브는 양중 및 운반 중의 동적 거동을 계측한 결과 동적변형률이 그리 크지는 않아 양중과 운반 시에 파손될 염려는 거의 없는 것으로 판단되어 본 연구에서 채택한 양중 시스템의 안전성을 확인하였다.