본 논문은 교량 구조물의 손상위치 및 손상정도를 평가하기 위해 제한된 모드형상을 사용한 손상지수 방법에 기초한 실용적이며 개선된 손상평가 알고리즘을 제안한다. 손상평가 알고리즘에서 손상전 후의 구조물로부터 획득한 모드 벡터의 민감도 비에 근거한 손상지수를 사용하여 손상위치의 파악 및 손상정도를 평가한다. 그러나 모드형상의 진폭이 거의 영의 값을 가지는 요소에 손상이 존재하면 모드벡터 민감도 비는 무한대의 값을 가지게 되며, 이는 손상평가를 불가능하게 한다. 따라서 본 논문에서는 구조물의 모드형상과 비례하는 민감도 필터를 도입한 개선된 기법을 적용함으로써, 이러한 문제점을 극복하였으며 또한 기존의 방법보다 손상위치와 손상정도 평가에 있어 상당한 정확도의 향상을 구현하였다. 제안된 알고리즘을 검증하기 위해 단순보와 2경간 연속보에 대해 손상평가를 수행하였으며, 기존의 방법에 의한 결과와 비교하였다.

In this paper, a study of 2-step damage detection for space truss structures using the extended Kalman filter theory is presented. Space truss structures are composed of many members, so it is difficult to find damaged member from the whole system. Therefore, 2-step damage identification method is applied to detect the damaged members. First, kinetic energy change ratio is used to find damage region including damaged member and then detect damaged member using extended Kalman filtering algorithm in damage region. The effectiveness of proposed method is verified through the numerical examples.

본 논문은 지진으로 인한 라이프라인과 공공설비에 대한 위험 지역 묘사 및 물리적 손실추정에 중점을 두었으며, 또한, 지리정보시스템(GIS)과 지진영향의 공간적 특성 평가에 사용된 송수관망을 통한 GIS 적용이 강조되었다. 1994년도의 Northridge 지진에서 얻어진 물 공급 능력이 기록된 GIS 자료를 통하여 매장된 라이프라인 피해와 다양한 지진 매개변수들의 상호 관계가 검증되었으며, 통계학적으로 가장 뚜렷한 상호 관계를 갖는 지진 매개변수들이 발견되었다. Northridge지진으로부터 얻어진 GIS 자료를 이용하여 송수관의 손상률, 종류, 직경, 그리고 다양한 지진 매개변수들이 평가되었다.

강제진동을 가한 구조물의 제한된 위치에서 측정한 가속도를 사용하여 손상을 확인하고 평가하는 알고리듬을 개발하였다. 개발된 알고리듬에서는 선형적 구속-비선형 최적화에 의해 최적의 구조변수를 구하여 구조물을 인식하는 시간영역-시스템 인식기법을 사용하였다. 동적운동방정식의 오차를 최소화하도록 최적의 변수를 추정하였으며, 제한된 위치에서 측정된 가속도 자료를 이용하여 손상된 부재를 찾기 위하여 적합적 변수모음법을 적용하였다. 손상은 측정된 가속도의 시간이력에 시간창의 개념을 적용하여 통계적으로 평가하였다. 가속도가 측정된 자유도에서의 변위와 속도는 측정된 가속도를 적분하여 계산하였으며, 미측정 자유도에서는 변위를 추가의 미지변수로 추정하고, 속도와 가속도는 추정된 변위의 차분에 의해 수치적으로 계산하였다. 개발된 알고리듬의 효율성을 검증하기 위하여 트러스에 대한 수치모의실험을 실시하였다. 손상지수의 한계치를 정하고 각 부재에서의 손상가능도를 계산하기 위하여 자료교란법을 적용하였다.

프레임 구조물의 접합부 손상을 평가하기 위하여 접합부 손상모델과 신경망기법을 이용한 손상평가기법을 제안하였다 구조물의 보-기둥 접합부를 접합부의 회전강성을 갖는 등가의 스프링요소로 표현하였으며 접합부의 손상도는 손상 전 후의 고정도계수의 감소비율로 정의하였다 손상평가를 위하여 다층퍼셉트론즈 신경망 기법을 제안하였으며 손상평가성능을 향상시키기 위하여 부분구조추정법, 노이즈첨가학습, 자료교란법등의 기법을 적용하였다 10층 프레임 구조물에 대한 수치 예제해석과 2층 프레임 구조물에 대한 실험 예제해석을 통하여 제안기법의 유용성을 평가하였다 계측지점이 일부분으로 제한되어 있고 계측자료에 심한 계측오차가 포함되어 있는 경우에도 손상평가가 합리적으로 이루어질수 있음을 알 수 있었다.

본 연구에서는 기설구조물에 대한 손상도 추정기법과 내진능력평가 방법에 대하여 연구하였다. 구조물의 손상도를 추정하는 방법으로는 소수의 계측 데이터를 이용한 모드섭동법(inverse modal perturbation)을 이용하였다. 구조물의 손상은 강성행렬의 감소로 표현하여, 각 요소행렬에 대한 손상을 손상지수를 사용하여 나타내었다. 구조적 손상과 이에 기인한 고유진동 특성의 변화량과의 관계를 섭동방정식으로부터 구한 후, 이로부터 손상지수와 고유진동 특성의 변화량과의 관계를 유동하였다. 따라서 손상 전과 후에서 구조물의 고유진동수와 모드형상을 측정하여 섭동식의 해를 구함으로써 구조물의 강성행렬의 감소로 나타나는 구조물의 손상도를 추정하게 된다. 손상도 추정에 의해 평가된 강성의 변화량에 기인한 손상 후의 기설구조물의 지진응답, 내진능력과 지진손상도의 평가를 손상전과 비교하였다. 내진능력은 구조부재에서 회전연성도 능력의 경험식을 이용하여 평가하였고, 지진손상도의 평가는 가장 많이 사용되는 방법인 Park & Ang 방법을 사용하였다. 예제해석은 다른 지진하중을 받는 2층과 8층의 예제구조물에 대해서 수행하였다.

대부분의 손상도 추정법들을 부재의 손상을 해당부재의 평균적인 강성감소로 표현하였다. 본 연구에서는 보다 실제적인 손상도를 추정하기 위하여, 접합부의 손상을 도입하였다. 접합부의 모형화를 위하여 보의 양단에 회전스프링을 추가하였으며, 접합부 손상을 접합부 강성의 감소로 정의하였다. 접합부의 손상도를 계측된 모드벡터를 바탕으로하여, 신경망기법을 추정하였다. 효율적인 훈련패턴을 만들기 위하여 Latin Hypercube Sampling 기법을 도입하였으며, 국부영역에서의 손상도추정을 위하여 부구조법을 도입하였다. 제안된 기법의 효율성을 검증하기 위하여 10층 프레임구조물에 대한 수치해석결과를 이용하였다. 예제해석을 통하여 추정결과가 상당히 정확함을 확인하여, 실제 적용 가능한 방법임을 알수 있었다.

본 논문에서는 사장교를 지탱하는 주요 부재인 케이블의 손상 위치를 빠르게 검출할 수 있는 손상평가 기술을 개발하고, 모형 교량 손상 실험을 통하여 개발한 기술의 손상평가 성능을 검증하고자 하였다. 손상평가 기술의 개발을 위하여 통계적 패턴 인식 기술인 마할라노비스 거리 이론을 활용하였으며, 복잡한 구조체의 손상위치 판별을 위하여 계측 위치별 획득 데이터의 변동성을 손상평가 기술에 반영하였다. 개발한 기술의 손상평가 성능을 확인하기 위하여 모형 사장교를 대상으로 손상 실험을 진행하였다. 그 결과, 개발한 손상평가 기술은 무손상 상태의 응답과 손상 상태의 응답을 활용하여 사장교 케이블 의 손상 위치를 검출할 수 있는 통계적 패턴을 제공하는 성능을 보이는 것을 확인하였다.

In this paper, damage assessment technology based on statistical pattern recognition technology was developed for maintenance of structure and the performance of the developed technology was verified by vibration test. The damage assessment technique uses the improved Mahalanobis distance theory, which is a statistical pattern recognition technique, and developed to take account of the variability between the measured data. In order to verify the damage evaluation performance of the developed technology, a cable damage test was conducted for a cable-stayed bridge. Experimental results show that the developed damage assessment technology has the capability of extracting information that can determine the location of damage due to cable damage.

In this paper, real-time damage assessment technology was developed for detection the damage of bridges in real time and the performance of the developed technology was verified by vibration test. Real-time damage assessment technology was developed by combining statistical pattern recognition technology and simulation technology. In order to verify the developed technology, the earthquake response acquisition experiment was conducted according to the cable damage of the model cable-stayed bridge. As a result, it was confirmed that the developed real-time damage assessment technology can provide information on the location of damaged cable.

This paper presents the current status of development of assessment program for shock/Fire damage caused by aircraft impacts for NPP(nuclear power plants). According to international and domestic regulations, the design of nuclear power plants have to take into account the potential effects of the impact of a large commercial aircraft. In this study, we set up the practical application procedure to assess the shock/fire damage due to aircraft impacts for NPP in accordance with NEI(Nuclear Energy Institute)07-13 rule set and are developing the aircraft impact assessment program to reduce the effort and improve the accuracy.

The ultimate strength of existing offshore structure is calculated by Nonlinear Push-over analysis and the damage of structure is assessed through a reserve strength ratio(RSR). High-risk members are detected through the failure mechanism to analyze the plastic analysis results.

Climate change has been a global issue since the 19th century. The increase in rainfall variability, which covers the increase in the earth’s total precipitation, will definitely lead to frequent and more severe flood disasters. As the damage increases year after year with floods as the most chronic and costly disaster among these hazards, Korea has to improve its technological responses and countermeasures to better visualize the hazards brought about by such disasters. Gunsan City ranked number eight in the country’s most susceptible region to floods. From 2004 to 2013, Korea has experienced a total of 174 flood disasters which were estimated to cost USD 7.32 billion. But reports showed that the total expenditure of the government amounted to 1.4 times the estimated losses and damages and the private companies have spent twice the said estimated amount. To summarize, the post-disaster loss and damage reports showed underestimated values. This study aims to develop a semi-parametric geographically weighted regression which can implement a flood damage estimation model of Gunsan City. The model building process include parameters like flood depth, flood duration, inundated area, family income and land price. The datasets are composed of both untransformed and transformed data (using Box-Cox Method). Both Ordinary Least Squares (OLS) Regression and Geographically Weighted Regression (GWR) were evaluated in this study, but the search for best fit resulted to the use of GWR.

From 2004 to 2013, Korea has experienced a total of 174 flood disasters and has a total estimated cost of USD 7.32 billion. However, reports showed that the total expenditure of the government amounted to 1.4 times the estimated losses and damages and the private companies have spent twice the said estimated amount. To summarize, the post-disaster loss and damage reports showed underestimated values. In this regard, the National Emergency Management Agency (NEMA), the government institution designated to assess and analyze the damages and losses as well as evaluate the disaster risks of the said areas in accordance to their disaster risk management plans, are now developing a new estimating method for damages and losses. This study aims to develop flood damage functions that will estimate the flood damages of Gunsan City based on the building type: residential, commercial and agricultural facilities, by utilizing the Ordinary Least Squares Regression and later on, the Geographically Weighted Regression. The model building process includes flood depth, flood duration, inundated area, family income and land price as the parameter variables. Due to normality issue, the datasets were transformed through Box-Cox Method. Both Ordinary Least Squares (OLS) Regression and Geographically Weighted Regression (GWR) were evaluated in this study, but the search for ‘best fit’ resulted to the use of GWR.

최근 지구 온난화에 의한 기후변화와 함께 집중호우, 극한강우 및 태풍에 의해 토사재해의 강도가 심화되고 있다. 2011년에는 서울시에 300mm가 넘는 폭우로 인해 우면산 산사태가 발생하여 16명이 사망하고 3명이 실종되는 등 도심지를 중심으로 토사재해에 의한 재산 및 인명피해의 규모가 점차 대형화되어 도시지역에서의 토사재해 방재환경 구현이 절실한 상황이다. 본 연구에서는 토사재해 위험구역 선정기법의 도시방재행정 적용방안을 개발하기 위하여 토사재해와 관련된 법·제도를 조사하여 문제점을 파악하였으며 2009년부터 2013년까지 집중호우로 인해 발생된 급경사지 붕괴 및 산사태로 피해가 발생한 76개 지역에 대해 피해현황 그리고 피해원인에 대해서 조사하여 토사재해 저감을 위해 관심을 가져야할 피해유형을 분류하였다. 연구 결과 각 행정기관간의 업무 영역이 일부 중복 또는 혼재되는 경향이 있으며 토사재해 발생지와 피해지가 토지관리 행정체계가 달라 제도적으로 관리하는데 어려움이 있어 토사재해는 관할 기관의 이해관계와 상관없이 대단히 복잡한 양상을 보이는 것으로 분석되었다. 피해유형은 크게 인공사면 붕괴, 자연사면 붕괴, 산지 붕괴로 크게 3가지로 분류되었고 인공사면 붕괴가 35곳으로 전체 피해의 46%를 차지하였고 자연사면 붕괴가 24곳으로 32%, 산지 붕괴가 17곳으로 22%인 것으로 조사되어 도심지내의 인공사면에 대에 방재행정이 집중되어야 도시지역의 토사재해를 저감할 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구에서는 풍해 위험도 평가 IT 기반 시스템을 이용하여 풍수해저감종합계획에서 바람재해 위험요인 평가의 적용 방안에 대해 검토하였다. 바람재해 위험요인 평가의 경우 지역적 특성을 반영한 바람의 영향에 대해 정량적으로 평가하는 기술이 필요하다. 미국재난관리청(FEMA)에서는 HAZUS-MH를 개발하여, 재해 발생에 따른 피해액 산출 및 피해 예측을 통해 재해피해 경감 정책 개발, 사전대비 계획, 구호 및 복구 계획 수립의 근거를 위한 의사결정지원도구로 활용하고 있고, 대만의 경우 HAZUS-MH를 자국의 상황에 맞게 수정하여 사용하고 있다. 그러나 국외시스템 도입 시 국내 실정에 맞게 수정하기 위해서는 상당한 추가 개발 비용이 들어 도입하기에 어려움이 있다. 매년 반복적인 피해가 발생하고 있으나 과학적인 방법에 의한 위험도 산정 시스템의 부재로 인해 과학적인 재난대처의 한계가 있으며, 자연재해에 대한 선제적 대응 및 방재정책의 효율적인 확립을 위해 국내 실정에 맞는 위험도 평가 시스템 개발이 요구되고 있으며, 풍해 위험도 평가 IIT 기반 시스템은 강풍위험요인 평가 모형, 강풍 취약도 평가 모형, 풍해 위험도 평가 모형, 풍해 위험지표 평가 모형을 기반으로 공간정보 및 시설물 DB를 활용하여 도시 풍해 위험에 대해 정량적으로 평가하고, 피해 규모에 대한 예측 및 분석을 통해 과학적인 내풍저감대책 수립의 기틀을 마련하고 풍수해저감종합계획 수립의 의사결정지원 도구로서 활용될 수 있을 것으로 예상된다. 다만, 현재단계는 시범도시인 여수시 및 강릉시에 대하여 구축되어 있는 실정으로 전국으로의 확대가 필요하다.

장주기 성분의 지진파는 주로 일반적인 구조성 지진과 화산대의 화산폭발로 인한 화산성 지진이 대표적이며, 국내의 경우 일본에서 발생한 대규모의 지진에 의한 부산 해운대의 피해와 최근 폭발 가능성이 제기되는 백두산 화산폭발로 인한 화산성 지진으로 인한 서울 및 인천 송도지역의 피해가 예측되며, 이 지역들은 고층건물의 밀집지역이라는 점에 대하여 장주기 성분 지진에 취약한 고층건물들의 방재대책이 시급한 실정이다. 실제로 최근에 Tohoku(M9.1 2011, Japan)지진으로 인하여 장주기 성분의 지진파가 발생하였으며, 진원지에서 약 400km 정도의 거리에 있는 고층건물들의 비구조재에 대한 피해가 보고되었으며, 이를 계기로 비구조재에 관한 내진설계에 대한 연구도 활발히 진행되고 있다. 따라서 우리나라의 경우에도 장주기 성분의 지진파에 의한 고층 건물의 피해를 고려하여 고층건물 내의 비구조재 손상을 평가하기 위하여 단주기 성분 지진파 및 장주기 성분 지진파를 적용하여 그에 따른 시험체의 층간변위 및 가속도에 인한 피해를 예측을 위한 실험을 실행하였으며, 그에 따른 고층건물 내의 비구조재의 손상을 분석하였다.

현재 우리나라에서는 치수경제성분석 시 예상되는 홍수피해액 추정기법으로서 2004년에 개발된 다차원 홍수피해산정법(Multi-Dimensional Flood Damage Analysis; MD-FDA)을 활용하고 있다. MD-FDA는 지형공간정보체계를 활용하여 토지이용상태, 침수심 및 침수경계, 행정구역과 관련한 GIS 주제도와 각종 통계자료, 그리고 홍수피해액 산출을 위한 기본 원단위 등을 필요로 한다. 본 연구에서는 침수구역에 대한 기초 입력자료 외 MD-FDA 방법론 상의 원단위를 바탕으로 홍수피해액 산출에 미치는 영향정도를 파악하고자 민감도분석을 실시하였다. 여기서의 원단위에는 자산분석 단계에서 일반자산, 농업자산, 산업자산의 가치를 결정하는 기본 원단위와 일반자산피해과 인적피해, 공공시설물피해 결정에서 사용되는 기초요소이다.이에 따라 본 연구는 임진강 하류 구간을 대상구간으로 사업 전 200년 홍수빈도에서의 원단위 변화에 따른 민감도분석을 실시하였고, 이로부터 홍수피해액 추정에 미치는 중요인자를 파악하고, 향후 MD-FDA의 개선방향에 대해 제안하였다. 본 연구의 결과는 향후 MD-FDA 개선 연구의 기초연구로서 활용되기를 기대한다.

최근 다양한 기상변화에 의한 재해발생 위험도는 점차 높아지고 있다. 특히 대기, 하천, 해양 등 지구전역에 걸쳐 발생하고 있는 환경오염과 화학물질의 사용량 증가는 온난화와 같은 환경변화를 초래하고, 이는 곧 지구 물 순환 체계의 변화로 이어지게 된다. 2010년, 2011년의 서울을 비롯한 중부지역의 집중호우 이후 매년 발생하고 있는 홍수피해는 이러한 기상변화를 잘 대변하고 있다. 본 연구에서는 국내 홍수피해지역에 대한 경제적 피해추정을 위해 많이 사용하는 다차원홍수피해산정법(MD-FDA: Multi-Dimensional Flood Damage Analysis)에서 벗어나 실제 침수피해지역에 대한 설문조사를 통해 손실함수를 개발하고자 하였다. 대상지역은 2011년 7월에 발생한 집중호우로 인해 동두천시를 관통하고 있는 신천의 범람으로 인한 도심지 침수지역을 대상으로 실시하였다.

The purpose of this study is to establish the damage assessment system on shear building structures by mode shape. The damage location index using 1st mode shape is observed theoretically to find out damage location. The shacking table test on 3 story shear building is performed for the examination of the damage assessment method. In this study, the data obtained in experiments using the damage index was established and programmed.