본 논문의 목적은 빔 구조물에서 발생할 수 있는 손상의 위치를 탐색하고, 그 손상의 정도를 추정할 수 있는 알고리즘을 제안하는 것이다. 제안된 방법은 구조물의 모달 변형에너지의 차이를 이용한다. 구조물 내 발생한 국부적인 손상의 위치를 파악하고 그에 상응하는 손상도를 추정할 수 있는 손상지수를 손상 전과 손상 후 구조물의 모드형상에서 얻을 수 있는 모달 변위로 표현하였고 그 관계식을 정립하였다. 구조물 내 손상의 위치를 결정하는 방법은 기 개발된 손상 지표를 적용하였다. 제안된 방법의 우수성과 효용성은 수치적으로 손상을 모사한 빔 구조물을 이용하여 입증하였다.

본 논문에서는 시간영역에서의 응답을 이용하여 복잡한 트러스의 구조물에서 발생할 수 있는 손상의 위치와 크기를 추정할 수 있는 알고리즘을 제안하였다. 일정한 시간동안 획득한 응답데이터를 각 부재별 평균 변형에너지를 구하기 위하여 공간적으로 확장하였다. 이렇게 확장된 평균 변형에너지는 다시 손상 지표를 구축하는데 사용하였으며, 손상 지표는 손상 전과 손상 후의 구조물의 강성의 비이다. 본 논문에서 제안한 방법론의 타당성은 유한요소 모델로 손상을 모의하고 이로부터 얻은 응답데이터를 적용하여 입증하였다. 또한 응답데이터에 노이즈를 추가하여 노이즈가 제안한 알고리즘에 미치는 영향도 분석하였다.

본 논문에서는 Shannon의 샘플링 이론을 이용하여 제한된 수의 센서에서 얻은 모드형상으로 정확한 모드형상을 재생성하고, 이렇게 재생성한 모드형상을 이용하여 구조물에 발생한 손상을 탐지할 수 있는지의 가능성에 대해 조사하였다. 우선 시간 영역에서의 Shannon의 샘플링 이론을 검토하였고, 이를 공간영역으로 확대하였다. 공간영역으로 확대한 Shannon의 샘플링 이론은 그 효용성을 확인하기 위하여 단순보의 모드형상을 해석적으로 구한 후 최소한으로 제한된 수의 샘플 데이터로 모드형상을 재생하였고 이를 원래의 모드형상과 비교하였다. 이렇게 하여 얻은 결과를 바탕으로 구조물의 모드형상을 추출하는 동적실험에서 필요한 최적 가속도계의 위치를 구할 수 있는 간단한 관계식을 제안하였다. 제안된 관계식과 공간영역으로 확대한 Shannon의 샘플링 이론의 실용성은 연속 2스팬으로 구성된 실험실 빔 구조물의 손상 전과 후의 모드형상에 적용하여 손상을 탐지함으로써 입증하였다.

A floating concrete pontoon is at high risk for damage and fatigue because of exposure to the marine environment loads. In this study, the dynamic properties of the structure are extracted by field test, and the stiffness of the structure is estimated through a system identification method. In addition, the stress distribution of the structure is determined by the wave loads, and the fatigue damage induced by each wave load are calculated using the estimated stiffness and DNV-code based S-N curve.

By amending of the special law on the safety management of the facility, pumping station has been incorporated into kinds of facilities. In this paper, a case study for condition assessment of pumping station is conducted according to the detailed guidelines established for pumping stations. Evaluation index between new and existing guideline is compared.

The purpose of this study is to estimate structural integrity evaluation of the concrete pontoon structure when the boundary condition and time changes. The structural integrity evaluation is conducted through the system identification method using dynamic properties. Dynamic properties are extracted with the structures when it is located on the ground and submerged in the sea. The variation of the structural stiffness due to a certain period time is discussed.

Pumping Station is amended ('15.1.6) a special law (hereinafter siteukbeop) on the safety management of the facility has been incorporated into kinds of facilities. This study aims to introduce siteukbeop drainage pumping stations as part of condition assessment techniques detailed guidelines established for drainage pumping stations being incorporated into the new facility as amended.

In this paper, four damage detection techniques based on dynamic characteristics were utilized and compared to identify damage in a Steel Catenary Riser(SCR). Twelve damage scenarios were simulated by using a numerical model of SCR. The performance on damage detection for each technique was showed and the applicability was discussed.

이 연구의 목적은 건전성 평가 기법을 통해 해양 구조물 중 생산 라이저의 건전성 및 안전성을 확보할 수 있도록 하는 것이다. 생 산 라이저의 건전성 평가 기법을 선정하기 위해서 레벨 I, II의 비파괴 손상평가(NDE) 기법을 분류 및 검토하였다. 그리고 수치해석을 통해 검토한 기법의 손상 탐지 성능 및 적용성을 확인하였다. 그 결과 모달 변형 에너지를 이용한 손상탐지 기법이 다른 기법들에 비해 가장 손상 에 대해 민감한 결과를 나타냈다. 실제 구조물에서 모니터링 시스템을 적용하는 경우 환경적, 경제적 요인들에 의해 센서 개수는 제한적이다. 센서 수의 감소함에 따른 손상탐지 성능에 대한 영향을 일련의 수치해석 과정을 통해 분석하고 그 결과를 논의하였으며, 생산 라이저의 건전 성 평가에 대한 최적 센서 개수를 추천하였다.

The marine structures vibrate due to waves, current and wind load. Therefore, the marine structures is needed to evaluate the vibration usability for health and comfort of the user. In this paper, the vibration usability evaluation applying to the ISO 2631-2 and ISO 6954 standard was performed and discussed.

This paper provides a method to detect damage of pontoon bridge based on interpolated mode shape from forced vibration test. The 35 mode displacement vectors are interpolated with the 117 mode displacement vectors. By using the interpolated mode shape, the precision of the damage detection methods was improved.

철도교량의 구조적 안전성 및 사용성을 지속적으로 확보를 위해서는 상시적인 계측을 통하여 교량의 구조적 성능을 감시할 수 있는 시스템의 적용이 필요하다. 현재까지 개발된 기법은 대부분 경제성 및 적용성이 뛰어난 가속도계 측정값을 이용하여 추출한 고유진동수, 모드형상 등의 모달응답을 기반으로 하고 있으나, 이러한 추출과정은 동적응답의 수치해석적 후처리과정을 포함하고 있어 구조적 성능평가 결과에 오류를 발생시키는 주요 원인이 되어 왔다. 이 연구에서는 교량에서 추출한 시간영역 회전각을 이용하여 산정한 변형에너지의 변화에 기반한 손상 평가 기법을 제안하였다. 이 연구에서 제안한 방법은 시간영역에서 측정된 가속도값을 이용하여 산정한 구조물의 회전각에 기반하고 있어 모달응답 추출과 같은 별도의 후처리 과정이 없으며 실제 구조물에 적용이 용이하다. 제안된 이론의 적용성을 검증하기 위하여 수치해석을 이용한 검토를 수행하였으며, 검토 결과 제안된 이론은 충분한 사용성을 가지는 것으로 나타났다.

본 논문은 구조물의 동적특성인 모드형상과 고유진동수를 이용한 손상탐지와 유효 물성치 추정을 통하여 콘크리트 축소모형과 실제 콘크리트 부유식 구조물 함체의 건전성을 평가하였다. 손상탐지의 경우 콘크리트 축소모형에 대한 동적실험을 수행하여 모드형상을 추출한 후 손상탐지기법에 적용하여 실용성을 증명하였다. 또한 실제 콘크리트 부유식 구조물 함체의 모드형상 및 고유진동수를 실험을 통하여 구한 후 구조계추정기법을 이용하여 콘크리트의 유효 물성치를 추정하였다. 손상탐지기법을 이용하여 축소모형의 손상부재를 정확히 찾아내었으며, 구조계추정기법을 이용하여 실제 콘크리트 부유식 함체의 현재 유효 물성치를 추정하였다.

This paper presents estimation of stiffness parameter on floating structure using dynamic properties such as mode shapes and natural frequencies. The stiffness parameter of the floating structure was estimated via system identification technique.

최근 물 가까이에서 생활하고 여가를 보낼 수 있는 친수공간에 대한 욕구가 증가하면서 플로팅 구조물에 대한 관심이 커져가고 있다. 이에 본 연구에서는 정적 변형률을 이용한 플로팅 구조물의 손상탐지기법을 제안하였다. 손상을 탐지하기 위한 손상지수는 기존의 모달 변형에너지를 이용한 손상지수 법을 변형률을 적용할 수 있도록 확장하여 손상 전과 손상 후의 변형률로 나타내었으며, 손상지수 계산 후 손상부위를 결정하는 손상탐지는 패턴인식을 이용하였다. 제안된 이론의 정확성과 타당성은 플로팅 구조물의 축소모형을 제작하고 계측된 변형률 데이터에 적용하여 검증하였다.

워터프런트의 온화한 기후특성과 함께 자연이나 개방성 그리고 그러한 것들을 포함하는 축제성이 시민 생활환경의 질 향상이라는 요구에 대응하기에 적합한 공간이라는 특징 때문에 부산에서는 해안지역 워터프런트의 개발이 수익의 극대화를 위해 초고층 건축물 위주로 개발이 진행되고 있다. 그러나 이러한 초고층 위주의 개발은 토지피복의 변화와 더불어 풍속을 약화시키기 때문에 개발에 의해 기후특성이 변화될 가능성이 크다고 할 수 있다. 본 연구에서는 초고층 개발에 따른 워터프런트의 기후변화를 파악하기 위해 최근 초고층 건축물 위주의 개발이 집중되고 있는 부산의 해운대 지역을 대상으로 개발 전후의 기후특성을 비교 검토하여 개발 이후 해운대의 겨울에 따뜻하고 여름에 시원한 해안지역 기후특성이 변화하여 여름의 기온상승이 현저하며 열대야일수가 증가하였음을 밝혔다.

구조물의 대표적 동적특성인 고유진동수 및 모드형상은 손상평가, 구조계추정기법 등과 결합한 구조건전성 평가분야에서 매우 중요한 기초 자료로 활용되고 있다. 그러나 해양구조물이나 대경간 교량과 같은 대형 구조물의 경우 진동원을 정확히 계측하기 힘들기 때문에 소규모의 구조물에 많이 쓰이는 기존의 모달 테스트 기법으로는 구조물의 진동특성을 구할 수 없다. 본 논문에서는 경간이 긴 대형 트러스 구조물을 대상으로 가속도 응답만으로 고유진동수 및 모드형상을 추출할 수 있는 방법을 연구하였다. 트러스 구조물의 수치해석 모델을 이용하여 가속도 응답 및 주파수 응답함수의 생성과정, 모드분석을 통한 고유진동수 및 모드형상 추출과정을 상세히 설명하였다. 제안한 방법으로 얻은 모드형상은 고유치 해석으로부터 계산된 모드형상과 비교하여 정확성을 검증하였으며, 모의 손상을 통한 손상평가기법에 적용하여 타당성을 입증하였다.