전단빌딩에 발생한 손상 추정에 있어서 대상 구조물의 물성치를 가정하고 이상화한 모델을 이용한 역해석이 필요하다. 강성행렬을 이용하는 고전적인 손상추정 방법에 비해 유연도 행렬을 이용한 손상추정은 구조물의 저차모드를 이용하기 때문에 비교적 정확한 값을 계산할 수 있기 때문에 더 효과적으로 알려져 있다. 이 논문에서는 손상추정을 위한 알고리즘으로 유전자 알고리즘(Genetic Algorithm, GA)을 도입하였고, 구조 응답에서 취득할 수 있는 유연도 행렬을 이용하여 역해석을 통한 손상추정 기법을 소개하고 있다. 제안된 손상추정 기법은 전단빌딩의 강성에 대한 정확한 정보가 없는 상황에서 전단빌딩의 손상으로 인한 실제 강성변화량을 추정하도록 하였다. 더불어 open source code인 OPENSEES를 이용하여 전단빌딩 수치해석을 통해 제안된 손상추정 기법의 효율성을 검증하였다.

This paper presents a new method for conveniently estimating static displacements of a structure based on its vibration data. In the proposed method, structural static displacements can be obtained using a normalized modal flexibility matrix assisted by a known mass perturbation method in order to overcome several shortcomings of existing displacement sensors such as the limitation on installation due to surrounding environments and the inconvenience to the public during static loading tests. For validating the feasibility of the proposed method, experimental validation was carried out on a simply-supported beam model. It was found that the proposed method can be an effective alternative to conventional static displacement estimation.

본 논문에서는, 자이로스코프를 이용한 각속도 계측과 가속도계를 통한 가속도 계측을 통해, 기존 의 가속도 계측만을 통한 교량구조물의 건전성평가의 단점을 극복하고자 한다. 교량의 경우, 지점 부근에서는 각속도 변화가 큰 반면, 중앙경간으로 갈수록 그 값은 작아지고, 가속도 변화가 크게 발생한다. 이러한 교량의 거동 특성을 통해 가속도 계측을 통한 건전성 평가에서 간과할 수 있는 지점 부근의 손상을 지점 부근에서 계측된 각속도를 이용해 보상하는 방법이다. 즉, 가속도 계측치를 이용하여 구조물의 모드유연도 행렬을 구성하고, 이를 이용하여 일차적인 손상진단을 수행한다. 추가 적으로 지점부근의 각속도 계측을 이용해 얻어진 회전 모드유연도 행렬을 이용하여 지점부근에서의 손상진단을 수행한다. 제안된 방법의 검증을 위해서 단순보를 이용한 수치해석을 수행했다. 중앙 부근의 손상과 지점 부근의 손상을 모사하였으며, 제안된 방법의 우수성 검증을 위해 가속도 계측만 을 통한 결과와 이종 데이터 계측을 통한 결과에 대한 비교연구를 수행했다.

본 연구에서는, 모드유연도 행렬 기반 변위를 이용한 고층빌딩의 손상진단 알고리즘을 제안한다. 손상에 의해 유발되는 손상유발 층간 변위의 관계식을 통해 고층빌딩의 손상진단을 위한 손상지수를 제안하였으며, 다중손상의 손상추정을 위한 베이스라인 변경기법을 제안했다. 제안된 방법은 수치모 델이 필요하지 않으며, 계측된 신호처리만을 통해 고층빌딩의 손상추정이 가능하다는 점, 그리고 다중손상에 대한 손상추정이 가능하다는 장점을 지닌다. 제안된 방법의 성능검증을 위해 10층 빌딩모 델에 대한 일련의 수치해석을 수행했다.

본 논문에서는, 모드유연도 행렬 기반의 손상추정 방법으로 제안된 normalized uniform load surface curvature (NULSC) 방법을 수치 해석 및 실험을 통해 검증하고자 한다. 기존의 모드유연도 행렬 기반 의 손상 추정 방법의 경우 구조물 응답의 크기가 작은 지점부 부근이나 모멘트 변화가 작은 지점에서 손상 추정에 어려움이 있다. 제안된 손상추정 방법은 기존의 손상 추정 방법인 ULS curvature 방법에 정규화 기법을 도입하여 손상 추정이 어려웠던 구조물의 지점부나 모멘트 변화가 작은 지점의 손상 추정이 가능하다. 제안된 손상 추정 방법은 단순보를 이용한 수치해석을 검증되었다. 단순보 모형을 이용하여 실내실험을 통해 제안된 방법을 검증하였다. 단순보의 단면 변화를 통해 단일 손상과 다중 손상을 모사했고 제안된 방법이 기존의 방법에 대해 손상을 민감하게 추정 하는 것을 확인 할 수 있었다.

유연도법 기반의 공식화에서는 변위영역의 형상함수를 라그랑지언(Lagrangian)보간법에 의한 곡률로부터 횡방향 변위를 유도한다. 곡률변위보간법으로 유도한 매트릭스를 사용한 기하학적 비선형 해석방법과 강성도법을 기반으로 한 비선형 기존의 유한요소 해석 프로그램의 결과를 비교하여 적용이 가능함을 확인하였고, Spacone의 이론을 확장시켜 기하학적 비선형 거동을 예측할 수 있는 유연도법의 알고리즘을 제안하였다. 예제를 통하여 실제 문제에 대한 기하학적 비선형 해석을 수행하였다.