• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.229-237
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• 2007

본 논문에서는 보 구조물의 실시간 손상위치 경보를 위해 가속도 신호를 이용한 인공신경망기반 손상검색기법을 제안하였다. 이를 위해 먼저, 실시간 손상검색을 위해 가속도 응답신호만을 이용하는 새로운 인공신경망 알고리즘을 설계하였다. 구조물의 손상상태를 나타내는 특징으로 서로 다른 두 위치에서 측정된 가속도 신호의 교차공분산 값을 이용하였다. 다음으로 실제 하중조건을 모르는 상황을 고려하여 다양한 하중패턴에 따른 복수 신경망을 구성하였으며, 각각의 신경망 학습을 위한 손상시나리오를 선정하였다. 마지막으로 양단 자유보 모형실험을 통해 제안된 기법의 유용성과 적용성을 평가하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권6호
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• pp.60-71
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• 2014

대표적인 장대교량 형식인 사장교는 공용 중에 케이블 손상이 발생하는 경우 전체 구조계의 손상을 유발할 수 있으므로 신속한 유지관리가 필요하다. 손상발생 이후 대응시간을 가능한 단축하기 위해서 손상신호로부터 직접 이상거동을 판단할 수 있는 알고리즘에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 이상거동 감지 알고리즘의 정확도를 향상시키기 위해서는 구조물의 다양한 손상에 대한 충분한 양의 계측결과가 필요하다. 그러나 공용중인 교량에 손상을 주어 이상거동을 계측할 수 없으므로 수치적인 방법으로 이상거동을 모사하는 것이 효율적인 대안이 될 수 있다. 사장교 케이블의 손상을 모사하는 지금까지의 연구는 케이블의 강성변화를 단순한 장력변화로만 모사하여 해석하는 방법이 주를 이루었다. 이러한 해석방법은 설계목적의 정밀도는 확보할 수 있지만 케이블의 손상에 의한 구조물의 정확한 응답을 재현하지 못한다. 본 연구는 사장교의 손상을 모사하기 위해 강성 및 질량의 변화를 고려하는 직접적분법 Gradual Bilinear Method (GBM)을 제안하고 해석프로그램을 개발하였다. 개발된 해석방법을 단순모델을 이용하여 검증하고 실제 사장교모델을 이용하여 손상시각 및 손상지연시간에 따른 응답의 변화를 관찰하였다. 수행된 연구결과는 향후 건축/대형구조물의 안전관리를 위한 고정밀도 이상거동 감지알고리즘을 개발하고 검증하는데 활용될 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.159-166
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• 2007

본 논문에서는 구조물의 건전성 평가를 위하여 지진하중을 받은 프레임 구조물의 응답 가속도를 웨이블렛펙킷 변환(Wavelet Packet Transform; WPT)을 이용하여 분해한 후 인공신경망을 이용하여 각 부재의 손상도를 평가하였다. 인공신경망에는 응답가속도의 분해된 성분 중 에너지가 가장 큰 5개의 성분이 입력 값으로 사용 되었는데 인공신경망의 출력층에 있는 2개의 노드는 각각 손상된 부재와 손상도를 나타낸다. 이 논문에서 제시된 방법을 이용하여 구조물의 손상된 부재와 손상도를 평가하였고 만족스러운 결과를 얻었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권3호
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• pp.100-109
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• 2021

본 연구에서는 부식에 의하여 발생하는 표면 단면손상을 고려하여 인위적인 표면 단면손상이 도입된 원형인장 부재의 인장성능 변화를 평가하였다. 인장성능 평가를 위하여 부식수준에 따른 인위적인 단면손상을 손상 폭과 높이를 변화시켜 원형강관 시험체 표면에 도입하였으며, 단면손상 수준에 따른 인장성능 변화를 평가하였다. 인장강도 실험 결과, 원형단면 강관부재의 인장강도는 강관부재의 길이 방향 손상이 아닌 부재 둘레 방향 손상의 영향을 받는 것으로 나타났으며, 부재의 파괴는 손상이 발생한 부재의 최소 단면에서 발생하는 것으로 나타났다. 표면에 불규칙한 손상이 도입된 강관 시험체의 단면조건을 명확하게 평가할 수 없으므로, 단면손상으로 인한 인장강도 변화를 정량적으로 비교하기 위하여 동일 단면 감소효과가 고려된 강관 부재에 대한 비선형 구조해석을 실시하였다. 비선형 구조해석 결과, 실제 부재 표면에 국부적 단면손상이 발생한 부재의 인장강도는 동일 단면 감소효과를 고려한 부재의 인장강도에 비하여 상대적으로 급격하게 저하하는 것으로 평가되었다. 국부부식과 같이 표면에 불규칙한 단면손상이 발생한 부재의 잔존인장성능은 인장시험과 등가손상 단면과 구조해석 결과로부터 평가된 상관계수를 이용하여 평가 및 예측될 수 있을 것이다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권2호통권54호
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• pp.115-121
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• 2009

본 연구에서는 동적 가속도 데이터를 사용하는 신호기반 손상진단 알고리즘으로 ARX 모델을 제시하였다. ARX 모델은 구조물의 두 지점에서 계측된 가속도 데이터를 입력과 출력의 두 세트 신호로 보고, 두 세트 가속도 데이터의 상관관계를 설정한다. 구조물 손상은 계측한 데이터와 전달함수인 ARX 모델로 예측한 데이터의 차이인 시간이력 잔차를 사용하여 통계적으로 탐색하였다. 시간이력 잔차의 정규분포함수를 구하고, 그 통계적 특성치를 계산하여 손상 평가에 사용하였다. 손상 전후의 정규분포함수를 비교하여 손상을 탐색하기 위하여 세 가지 손상지수를 제시하였다. 손상지수의 통계적 평가를 위해 실내실험을 수행하였고, 제안한 알고리즘의 효율성을 검증하고 제한점을 검토하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.267-273
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• 2002

이 논문은 계측신호 분석에 의한 교량구조물의 건전성 모니터링에 관한 것으로, 2 단계 인공신경망을 사용한 구조물의 손상발견 기법에 대하여 제안하고 있다. 첫 번째 단계의 인공신경망은 구조물로부터 측정된 가속도 신호를 입력으로 사용하여 각각의 가속도계로부터 측정된 신호의 변형정도를 나타내는 신호변형지수를 출력하도록 설계되었다. 손상의 발생 여부를 나타내는 첫 번째 단계 인공신경망의 출력값은 다시 두 번째 단계 인공신경망의 입력으로 사용되어 손상의 위치와 정도를 파악하는데 쓰여진다. 모형교량을 사용한 실험으로부터 얻어진 가속도신호를 사용하여 제안된 방법의 타당성을 확인하였으며, 항후 실 교량에 대한 실험을 통하여 현장 적용의 가능성을 확인할 계획이다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제3권3호
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• pp.9-20
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• 1999

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.

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권5호
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• pp.9-13
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• 2009

현재까지 구조건전성 모니터링과 관련하여 제안된 대부분의 손상인식기법은 모달영역응답을 이용하고 있으나, 모달영역응답은 별도의 후처리가 필요하며 추출과정에서 오차를 포함하게 되므로 손상인식의 정확성을 저하시키는 요인이 되어왔다. 본 논문에서는 이동하중응답을 직접 이용하는 손상인식기법의 적용성을 실내 실험을 통하여 검증하였다. 실험은 강재로 만든 보에 이동하중을 재하시켜 수행하였으며, 보의 응답은 변위계를 이용하여 측정하였다. 이동하중은 쇠구슬과 활강장치를 이용하여 모사하였으며, 주기성과 비주기성 이동하중으로 구분하여 재하하였다. 계측된 응답을 이용한 손상인식 결과, 이동하중을 이용한 손상인식기법은 구조물의 손상을 성공적으로 탐지하는 것으로 나타났다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.296-299
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• 2009

본 논문은 차분진화 알고리즘을 이용한 다중 손상된 RC 슬라브 교량에 대한 시스템 인식(System Identification)기법을 소개한다. 제안된 기법을 이용하여 이동하중에 의한 교량의 동적응답을 기반으로 손상유무, 위치, 크기가 추정된다. ABAQUS를 이용한 손상된 3차원 슬라브 모델을 실험대상으로 하여, 모델로부터 동적응답을 찾아내었다. 차분진화 알고리즘(Differential Evolutioinary algorithm)을 기반으로 동적응답과 Bi-variate Gaussian 함수로 강성저하된 2차원 유한요소 MZC모델을 이용하여 손상된 위치와 크기, 이동하중의 크기와 속도가 추정되었다. 차분진화 알고리즘을 이용한 RC교량의 손상위치와 이동하중에 대한 추정은 3%이내의 오차를 보였고, 이로부터 제안된 방법의 효율성과 정확성이 검증되었다.

• 콘크리트학회지
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• 제10권1호
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• pp.143-151
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• 1998

최근들어 반복하중에 의한 철근콘크리트 구조물의 손상이 자주 발견되고 있으며 교량 등의 구조물 등은 때때로 과적차량에 의한 초과하중을 받아 이러한 피로손상이 심화되고 있다. 본 연구에서는 이러한 반복 하중을 받는 철근 콘크리트보의 누적피로손상에 대한 실험적 연구룰 수행하여 피로하중에 의한 철근콘크리트보의 손상과정을 규명하였다. 실험 변수를 전단철근의 양과 반복되는 하중의 크기 및 반복횟수로 하여 실험부재를 제작하였으며, 하중제어에 의한 휨시험법에 의해 3Hz의 반복하중을 시편에 재하하였다. 사인장 균열하중과 사인장 균열 후 반복하중에서의 보의 손상누적거동 즉 처짐. 전단철근의 변형도, 에너지 손실 등의 변화를 실험적으로 평가하였으며, 이를 통하여 반복하중에 의한 누적손상에 의해 철근 콘크리트보의처짐 및 전단변형도가 초기하중상태에서는 급격히 증가하다가 이후 점진적으로 증가하는 것을 규명하였다. 본 연구의 결과는 사용하중상태에서 점진적으로 발생할 수 있는 피로손상의 누적과정을 기술하여 주고 있다.