구조 건전도 모니터링 시스템과 응답기반모드해석 기법의 발전과 함께 토목구조물의 고유진동수나 감쇠비, 모드형상과 같은 동특성의 변화를 통해 구조물의 상태를 평가하거나 손상도를 추정하는 연구가 지속적으로 수행되었다. 그러나 온도나 풍속, 진폭 같은 환경 및 거동조건에 따른 동특성의 변동성으로 인해 구조물의 손상이나 상태 변화에 의한 영향만을 파악하는 데 한계점이 있다. 본 연구에서는 복잡한 공기역학적 특성을 보이는 장대교량의 동특성과 환경 및 거동조건 사이의 상관성을 분석하기 위한 다중선형회귀분석 기반의 예측모델을 제안하였다. 응답기반모드해석 기법을 적용하여 3달간의 계측데이터로부터 대상 구조물의 고유진동수와 감쇠 비를 추정하고 온도나 풍속, 구조물의 진폭 등 환경 및 거동조건과의 다중선형회귀분석을 통해 각 요인의 변화가 동특성의 변동성에 미치는 영향을 정량화하였다. 또한, 랜덤 추출한 80%의 데이터를 토대로 다변수 회귀모델을 구축하고 나머지 20% 데이터의 환경 및 거동조건으로부터 예측한 값과 실제 추정치를 비교함으로써 제안한 모델의 예측 성능을 검증하였다. 마지막으로 단계적 회귀분석을 통해 기여도가 높은 독립변수를 파악하고 예측 성능을 개선하였다.

급증하는 전련소비량을 감당하기 위해서 발전소는 필수적인 사회기반시설이며 안정적인 에너지 공급을 위해 발전소 내 구조적/비구조적 요소의 외부하중에 의한 안전성 평가는 반드시 필요하다. 국내에서 발생되는 지진의 상당수는 고주파 영역의 지진으로 보고되고 있으며 국내외 선행연구들에 의해 비구조적 요소가 고주파 지진에 더 많이 피해가 발생할 수 있는 것으로 연구되었다. 발전소 내에 대표적인 비구조적 요수중 하나인 전기 캐비닛의 경우 선행연구들에서 고유진동수가 10Hz 이상의 고주파 영역에 속하는 것으로 나타났으며 이에 따라 고주파 지진에 의한 안전성 평가가 필요할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 전기 캐비닛의 고주파 지진에 의한 영향성 평가에 앞서 양문형 전기 캐비닛의 유한요소 모델을 구축하여 모드해석을 수행하였으며 진동대를 이용한 공진탐색실험 결과와 비교하여 모델의 타당성을 검토하였다. 또한 모델의 신뢰성을 높이기 위해 ABAQUS와 ANSYS Platform을 이용하여 모델을 구축하고 모드해석을 수행하였다. 실험에서 얻어진 1차, 2차 3차 전역모드의 주파수와 비교하였을 때 최대 약 5%의 오차가 발생하는 것으로 나타났다. 또한 1차, 2차, 3차 전역모드에 유효질량이 90%이상 참여하는 것으로 나타나 가장 지배적일 것으로 판단되며 모드형상이 유사한 것으로 판단되어 구축된 모델이 양문형 전기 캐비닛의 전체적인 동적 거동을 잘 모사할 수 있을 것으로 판단된다.

Liquid storage tank is one of the major infrastructures and generally used to store gases, drinking and utilizing water, dangerous fluids, fire water and so on. According to the recent reports and experiences, the tank structures are damaged in many earthquakes due to their low energy dissipating capacity. Therefore, many researchers have been tried to know the dynamic properties of the tanks including liquids. However, vary limited experimental studies are carried out using relatively small tank models. In this study, a series of shaking table tests are performed with maximum 2 m cubic rectangular liquid storage tanks made of steel to measure the natural frequency and estimate damping coefficient of impulsive and convective mode of the tanks. Especially, the damping values under different shapes and excitation methods are estimated by logarithmic decrement method and half power band-pass method and compared with current design code and standards such as ASCE 7, Eurocode 8 and NZS. Test results show that the impulsive mode damping is around 2% which is proposed by general standards and codes but the impulsive mode damping is 0.13% average that is slightly lower than the code recommendation.

Heunginjimun as treasure No.1 is wooden structure of 2 story. This stucly presents an investigation on vibration characteristics of Heunginjimun in Seoul through ambient vibration test. The research team studied structural characteristics unlike general building and performed the test. Natural or environmental excitation as ambient vibration source is always present and hence the test implies a minimum interference with normal use of the structure. Natural frequencies, damping ratio and modes are identified and compared using two strategies, Frequency Domain Decomposition, Stochastic Subspace Identification techniques. The result shows that behavior and dynamic property of Heuninjimun.

본 연구에서는 Coil Spring과 Viscous Damper 시스템의 동특성 분석을 위한 특성실험을 수행하였다. Coil Spring과 Viscous Damper 시스템은 원자력발전소 비상디젤발전기의 진동저감 및 지진력 저감을 위한 장치로 선정되었다. Viscous Damper 가진 속도에 따라서 그 특성이 다르게 나타나기 때문에 그 영향을 평가하여 진동저감과 지진력 저감효과를 동시에 고려할 수 있는 장치로서의 성능을 평가하고자 하는 것이다. 실험결과 수평방향의 경우 속도의존 비선형 거동이 두드러지게 나타나고 있는 반면 연직방향은 그러한 특성이 미미한 것으로 나타났다. 강성과 감쇠 모두 설계값보다 고평가 되고 있는 것으로 나타나서 전체 시스템의 면진 및 진동저감시 영향을 미칠 수 있는 것으로 나타났다.

지진과 같은 재난이 발생하였을 때에도 전력설비는 그 본래의 기능을 상실하지 않고 구조적인 안정성을 유지해야 하는 핵심 산업시설물이다. 이 연구는 가장 대표적인 전력설비인 154kV 변압기에 부착된 애자형 부싱의 진동특성과 내진성능을 분석하였다. 연구의 목적에 따라 국내에서 운용하던 실제 154kV 변압기 부싱을 대상으로 30tonf 용량의 진동대를 이용하여 진동시험이 실시되었다. 진동시험은 동특성분석시험과 내진성능시험 그리고 파괴한도시험으로 구분하고, 각각의 시험에는 정현소인파, 인공지진파 그리고 연속공진정현파를 진동대운동으로 입력하였다. 이 논문에는 시험에 사용된 시편과 진동설비의 특성 그리고, 시험 방법 및 종류를 설명하고, 시험 결과 얻어진 계측자료의 특성에 대하여 논의한다. 이 연구를 통하여 국내에서 운용중인 154kV 변압기 부싱은 그 고유진동수가 20Hz 이상인 고진동수 설비이며, 감쇠비는 4%미만인 것으로 분석되었다. 또한, 특별한 경우를 제외하고, 변압기 부싱은 국내의 설계기준지진에 대하여 충분한 내진안전성을 보유하고 있으며, 강한 공진운동에 의해 예상되는 부싱의 최초 파괴모드는 하단 개스킷의 파손인 것으로 밝혀졌다.

Nuclear power plants in operation are composed of many electrical equipment, and various types of safety related components are installed in the electrical equipment. These internal components are repeatedly replaced due to aging and their performance improvements during the operation of nuclear power plants. Replacement of safety-related shall demonstrate that no malfunction occurs even under amplified seismic load at the level where the components are mounted on the electrical equipment. Therefore, it is necessary to derive the accurate seismic load from the level where the target components are mounted on electrical equipment through the equipment seismic analysis. To perform seismic analysis of electrical equipment, dynamic characteristics should be extracted through in-situ test and utilize to improve the electrical equipment seismic analysis model. In this study, in-situ test of typical NPP’s electrical equipment is performed to derive a natural frequency and mode shapes in the horizontal direction.

The purpose of this study is to get a more precise frequency of hollow core slabs by comparing the observed values from the actual free vibration tests and the predicted values based on the analysis model. The actual free vibration tests were carried out in the construction field using Ω shaped hollow core slabs. Modal analysis is conducted based on the analysis model that takes into account the differences in section properties due to void parts of slab. The differences between the predicted values based on the modal analysis with analysis model and the measured data from the actual tests range from 2~7%. This study demonstrates that the analysis model that incorporates void parts of slab could be used in evaluating serviceability of hollow core slabs with reasonable accuracies.

In this paper, we propose an image-based measurement method of structure dynamic characteristics to assess the damage of structure in a more cost-effective way than traditional structure health monitoring system.

철도교량의 경제성 확보를 전제로 PSC I형 거더의 장경간화 추세는 근간에 가장 활발히 진행되고 있는 연구이며, 이에 따른 교량의 강성확보를 위한 거더의 효율적인 기하형상 선정은 우선시 되어야할 과제이다. 본 연구에서는 회전반경과 휨효율을 기반으로 확장된 상부플랜지의 거더 단면을 선정하였으며, 본 거더가 적용된 경간장 25m, 30m, 35m, 40m PSC I형 거더교를 대상으로 수치해석을 수행하여 국내 및 국외의 동적성능 기준과의 부합여부를 검증하였다. 또한 경간장 40m PSC I형 거더의 동적성능을 상대적으로 비교하기 위해서 현재 호남고속철도에서 적용된 40m PSC Box 거더교를 대상으로 동적 해석을 수행하였고 KTX열차와 화물열차 주행 시의 동적안정성을 수치해석적으로 검토하여 국내 및 국외의 동적 안정성 기준과 부합여부를 검토하였다. 추가로 표준열차하중과 충격계수를 고려하여 정적해석을 수행하고 한계치와의 부합여부를 분석하였다. 그 결과, 검토대상 PSC I형 거더 철도교는 모든 항목에서 국내 철도교량 관련 정적, 동적안정성 기준치를 만족하는 것으로 분석되었다.

This study is a result of the dynamic characteristics of tall building located in Haewoondae. In order to analyze the natural frequency and damping ratio of the building, acceleration is measured through wind monitoring system during 6 months.

철도교량은 일정한 축 간격을 가진 열차가 주행함으로써 구조물과의 상호작용으로 공진의 가능성이 존재하게 된다. 또한 열차가 고속으로 주행함에 따라 고유진동수를 포함한 동특성, 처짐, 가속도 등의 동적물리량에 대한 안정성 검증이 필연적이다. 도로교에 비해 철도교량에서는 열차 운행 특성상 교량에 작용하는 활하중에 의한 동적거동 및 변형형상이 복잡하고 연구나 검토가 미비한 현실로 인하여 아치교가 활성화 되지 못하고 있다. 본 연구에서는 경간장 51m의 중로아치교와 경간장 77m의 하로아치교를 대상으로 동특성을 분석하고 KTX열차, 화물열차, EMU(고속전동차), HEMU-400X(차세대 고속열차)주행 시의 동적안정성을 수치해석적으로 검토하였다. 그 결과, 수직처짐, 가속도, 면틀림 등이 모든 경우에서 기준치를 만족하는 것으로 분석되었다. 본 연구 결과는 유사 철도교량 설계 시에 참고할 수 있는 지표가 될 것이다.

모델링을 통한 교량구조물의 동적인 특성은 주로 구조물의 기학학적 형상에서 계산된 강성과 질량에 의해서 결정된다 따라서 본 연구는 합성단면을 갖는 강판형거더교량의 FE 모델링 기법을 제시하고 제시된 모델링 기법은 실계측된 동특성과 비교 분석하여 유용성을 제시했다. 제시된 FE 모델링 기법은 단순화된 1-2차원 모델과 3차원 상세모델로 구분하여 각각의 기법을 제안하고 유용성을 보여 주었다. 구조물의 동적 응답은 상부 슬래브를 지지하는 거더에 가속도계를 부착하여 일반 차량하중 상태에서 발생하는 상시 진동에 의해 측정되었다. 이렇게 측정된 교차파워스펙트럼을 역퓨리에 변환에 의해 교차상관함수로 변환하여 구조물의 특성을 분석하였다. 이들 결과는 FE모델링의 결과와 비교하여 제안된 모델링 기법의 유용성을 제시하였다.