• Computational Structural Engineering
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• v.11 no.3
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• pp.199-212
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• 1998

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.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.335-338
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• 2010

구조물의 상태평가는 구조물 고유의 동특성을 분석함으로써 평가할 수 있다. 구조물은 태풍, 지진 및 기타 외적 환경 등에 의하여 손상이 발생하고 이러한 구조물의 손상은 강성의 변화로 이어져 구조물의 동특성에 변화를 일으킨다. 따라서 손상 발생 전후의 동적응답을 각각 계측한 후 구조물 식별(Structural System Idetification)을 통하여 고유진동수 및 모드형상을 추출하고 수학적인 기법을 사용하여 구조물을 구성하고 있는 개별 부재 혹은 부재 그룹의 강성을 비교함으로써 손상의 발생여부 및 손상정도를 추정할 수 있다. 본 연구에서는 지붕트러스 구조물에 대하여 손상평가를 수행하고 이를 검증할 수 있는 Mock-up 구조물을 설계 및 시공하였다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.687-691
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• 2010

구조물의 건전도를 평가하기 위해 상시 구조물 계측을 이용한 Structural Health Monitoring (SHM) 시스템을 적용하게 된다. SHM 시스템의 궁극적 목적은 계측된 데이터를 이용하여 구조물의 손상위치 및 손상정도를 분석하여 거주자에게 유지관리정보와 대처요령 신속하게 제공하는 것이다. 따라서 본 연구에서는 구조물의 손상탐지를 위해 인공신경망(Artificial Neural Network)을 도입한 알고리즘을 수립하고, 이를 3층 실대 RC Mock-up 구조물에 적용하여 성능을 평가하였다. 먼저 인공신경망의 학습을 위해 구조해석 프로그램을 이용하여 구조물의 손상에 따른 동적특성 변화 데이터베이스를 구축하였다. 그리고 학습된 인공망에 실제 구조물에서 추출한 동특성의 변화를 입력하여 손상탐지를 실시하였다. 이를 통해 인공신경망의 학습방법, 학습데이터의 정규화 방법 등을 규명하고 인공신경망을 이용한 손상탐지의 효과를 분석하였다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.195-198
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• 2011

석유 및 천연가스 생산에 사용되는 고정식 해양플랜트에는 자켓 구조물이 가장 많이 사용되고 있다. 생산에 사용되는 자켓 구조물은 풍하중이나 파랑하중에 의해 인명의 피해 없이 변위 및 응력에 대해 안전해야 한다. 그러나 1940년대 후반부터 사용되어 온 자켓 구조물은 피로하중, 노후화로 인해 내구성에 문제가 생기고 있다. 본 논문에서는 자켓 구조물의 안전성을 검토하기 위해 모드형상을 이용하여 자켓 구조물의 손상 위치를 탐색하는 방법을 제시한다. 제시한 손상탐지기법의 효용성을 입증하기 위해 자켓 구조물의 유한요소모델에 임의의 손상을 모사하였다. 유한요소모델의 손상 전 모드형상과 손상 후 모드형상의 모달 변형에너지의 변화를 이용하여 손상 지수를 유도하고 유도한 손상지수를 사용하여 손상이 있는 부재와 손상이 없는 부재를 분류하였다. 연구 결과 손상지수가 '0'인 부재를 제외한 나머지 부재 모두 본 연구에서 제시한 손상탐지기법으로 손상 부재를 판별할 수 있었다.

• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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• v.9 no.3
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• pp.251-261
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• 2007

This study is to investigate the damage assessment of adjacent structures due to tunneling in urban environment. Model tests were carried out with two-story masonry building structures in various shapes and locations. The damage level of adjacent structures were very differently estimated in accordance with the shape ratio (L/h) of structures, construction stages, and various locations. The results of model tests were plotted on the damage level graphs in order to predict the direction of damage levels for the different types of structures (i.e. stiffness of structures, L/h). The progressive crack development mechanism at various construction stages was revealed through model tests and crack size indicated more conservative side of damage level on the damage level graph.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.16 no.5 s.72
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• pp.543-553
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• 2004

This paper covered two related subjects: the use of the inverse modal perturbation technique to assess structural damage in existing structures; and the use of a seismic capacity evaluation to assess damaged structures, with the aid of the identified structural damage. The substructural identification and the Tikhonov regularization algorithm were incorporated for efficient damage assessment of complex and large frame structures. The seismic capacity of a damaged structure was evaluated by comparing the structure's seismic responses and seismic damage indices. The effectiveness of the proposed method has been investigated through the numerical simulation study for a twenty-story frame structure with undamaged and damaged cases, and also different earthquake excitations.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.15 no.1
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• pp.41-50
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• 2003

Nondestructive Damage Evaluation (NDE) techniques yield the damage location and its size from the modal characteristics of pre-damaged and post-damaged structures. To predict the system reliability of the aging structure, results from the NDE are integrated into the element/component failure probabilities. The element/component failure probabilities can be calculated from failure functions for each element/component with the aid of techniques from a structural reliability analysis. In this paper, a method to estimate the system reliability of a structure that is based on the reliabilities of elements/components in a given structure is presented. The efficacy of the combination of the nondestructive damage detection and the structural reliability evaluation is demonstrated using pre-damaged and post-damaged modal data obtained from numerical simulations of a rigid frame.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.12 no.6
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• pp.140-146
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• 2008

The damage evaluation method for framed structures using continuous wavelet transform (CWT) is proposed. CWT is applied to the response acceleration of a structure subjected to earthquake load to decompose the response acceleration corresponding to each scale, then the normalized energy value for each scale is calculated. The difference between the normalized energy curvature (NEC) in each node before and after damage indicates a damaged element, which makes it possible to assess the soundness of structural elements. As damage becomes more severe the difference in normalized energy curvature becomes larger. The NEC calculated from the signal corresponding to high scale in CWT analysis is found to be a good index that shows the location and severity of damage.

• Proceedings of the Earthquake Engineering Society of Korea Conference
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• 1997.04a
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• pp.144-151
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• 1997

구조물로부터 측정된 가속도 시간이력을 이용하여 구조손상을 찾아내고 평가하는 기법을 제시하였다. 구조계의 손상을 찾아내는 알고리즘의 주요한 수단으로써 parametric system identification 방법을 사용하였고 매개변수화된 구조물의 최적 매개변수를 추정하기 위해 구속된 비선형 최적화기법을 사용하였다. 손상된 부재를 분리하기 위한 방법으로서 적합적 매개변수 모음법을 적용하였고 손상의 정도를 통계적으로 평가하기 위하여 측정된 가속도 시간이력에 time window 기법을 적용하였다. 가속도 이력 측정에 있어서의 불충분성과 측정오차를 고려하여 알고리즘을 개발하였고, 조화진동하중으로 구조물을 가진하여 구조 손상을 진단하는 수치모의 실험을 실시하였다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.15 no.1
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• pp.127-136
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• 2002

This papers presents a practical damage detection algorithm based on damage index method that accurately assesses both the location and severity of the localized detriment in a bridge structure using only limited mode shapes. In the algorithm, the ratio of the modal vector sensitivity of an undamaged structure to that of a damaged structure is used as an indicator of damage. However, a difficulty arises when the damaged element is located at a node of mode where the amplitude of medal vector is close to zero, leading the singularity of the ratio (i.e., division-by-zero). This singularity problem is overcome by introducing a parameter denoted a sensitivity filter, a function of mode shape of the structure, in modal vector sensitivity. Using this concept, an improvement can be considerably achieved in the estimation of both degree of severity and location of damage. To verify the proposed algorithm, its numerical implementations are conducted for a simply supported beam and a 2-span continuous beam.