DOI QR코드

DOI QR Code

임팩트해머 실험에 의한 부재의 동적파라미터 및 콘크리트 강도 추정

Estimation of Dynamic Parameters and Concrete Strength of a Structural Member by Impact Hammer Testing

  • 김세희 (강원대학교 건축공학과) ;
  • 경정현 (강원대학교 건축공학과) ;
  • 은희창 (강원대학교 건축공학과)
  • Sehee Kim ;
  • Junghyun Kyung ;
  • Heechang Eun
  • 투고 : 2024.07.09
  • 심사 : 2024.08.29
  • 발행 : 2024.09.30

초록

이 연구는 임팩트해머 실험을 통해 얻은 FRF 데이터를 분석하여 유효질량을 설정하고 부재의 물성치를 추정하는 방법을 제시하였다. 또한 콘크리트 구조물에 대한 콘크리트강도를 추정하는 방법을 제안하였다. 이 연구에서 측정된 FRF 데이터로부터 파라미터를 보정하고 유효질량을 추출하여 강성 및 감쇠치를 실증적으로 추정하였다. 연속계를 단자유도계로 모델링 시에 유효질량은 부재의 유연성 혹은 강성의 영향과 세장정도 및 경계조건에 영향을 받는다. 이 연구에서 실시한 실험에서 유연하고 휨이 지배하는 양단고정보와 캔틸레버보의 참여계수는 각각 0.330과 0.261으로 나타났으며, 유사한 부재에 대한 기준데이터로 적용할 수 있다. 콘크리트부재는 강성이 크며, 낮은 세장비와 기둥 상부에서 작용하는 자중을 고려하여 참여계수를 1.0으로 보정하여 콘크리트강도를 추정하였으며, 실제 콘크리트강도와 근사한 값을 나타내어 실무에 적용할 수 있는 기법으로 판단된다.

Structural health monitoring involves performance evaluation based on measurements for maintenance purposes. By back-calculating measured Frequency Response Function (FRF) data, the concept of effective mass was introduced and applied to the performance evaluation of structural members. An identification method was proposed that uses participation factors to estimate the dynamic parameters and the strength of concrete of structural members. The appropriateness of these methods for identifying dynamic parameters and concrete strength of structural members was validated through experimental results, proving their utility in non-destructive testing for concrete strength.

키워드

참고문헌

  1. 이범식.권혁삼.김정곤.김지현(2016), "옥상녹화하중이 LH 공동주택 및 부대복리시설의 옥상층 슬래브 설계에 미치는 영향", 「LHI Journal」, 7(1): 56~63.
  2. 이주형.조재열(2020), "노후 콘크리트 구조물의 실용적 유지관리를 위한 콘크리트 구조물 안전진단 지침 분석", 「LHI Journal」, 11(3): 83~92.
  3. 홍유식.은희창.송준혁.안재형(2022), "주파수응답함수 데이터로부터 부재의 물성치 추정", 「대한건축학회논문집」, 38(5): 177~184.
  4. Ewins, D. J. (2000), Modal Testing: Theory, Practice and Application 2nd Edition, London: Research Studies Press LTD.
  5. Lee, E. T., Y. S. Hong and H. C. Eun (2022), "Prediction of the Physical Properties of a Structural Member by the Impact Hammer Test", Sensors, 22(18): 6762.
  6. Mayes, R. L., T. F. Schoenherr, J. Blecke and D. P. Rohe (2014), "Efficient Method of Measuring Effective Mass of a System", in Topics in Experimental Dynamic Substructuring, Volume 2, (ed) Mayes, R. L., 311~320, Berlin: Springer.
  7. Sedaghati, R., Y. Soucy and N. Etienne (2003), "Experimental Estimation of Effective Mass for Structural Dynamics and Vibration Applications", Proceedings of the 21st International Modal Analysis Conference (IMAC XXI), Kissimmee, FL.
  8. Wai-Chi, W., A. A. Azid and B. Y. Majlis (2010), "Formulation of Stiffness Constant and Effective Mass for a Folded Beam", Archives of Mechanics, 62(5): 405~418.
  9. Irvine, T. (2012), "Beam", https://www.vibrationdata.com/tutorials2/beam.pdf.