• Title/Summary/Keyword: 상시하중

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Damage Estimation of Bridge Using Vibration Data Caused by Ordinary Traffic Loadings (교통하중에 의한 상시진동기록을 이용한 교량의 손상추정기법)

  • 윤정방;이진학;이종원;김재동;정환욱
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.14 no.1
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    • pp.77-85
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    • 2001
  • 본 연구에서는 차량하중에 의한 상시진동기록을 이용한 교량의 손상추정기법을 연구하였다. 즉, 차량진행 중 측정된 신호로부터 구조물의 모드특성을 구하고, 이를 이용하여 손상위치 및 손상정도를 추정하는 알고리즘을 제안하였다. 제안기법의 검증을 위하여 차량하중을 재하할 수 있는 모형교량을 제작하여 손상실험을 수행하였다. 차량진행 중 교량의 수직가속도를 계측하였으며, 측정된 가속도시계열로부터 random decrement(RD) 기법을 사용하여 자유진동신호를 구한 후, 이로부터 구조물의 모드특성을 추정하였다. 추정된 모드특성을 기초로 신경망기법을 적용하여 손상위치 및 손상정도를 추정하였으며, 추정된 결과는 실제 손상과 비교적 잘 일치하였다.

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Moving Load Analysis of Bridge Structures Using Experimental Modal Data (실험적 모우드 계수를 이용한 교량의 주행하중 해석)

  • 이형진
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.15 no.3
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    • pp.409-420
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    • 2002
  • This paper proposed a technique of structural re-analysis for the evaluation of dynamic responses of bridge structure under moving loads using experimental modal results. For successful structural re-analysis, it is required to have accurate estimation techniques of the modal characteristics of bridge structures. The natural frequencies and mode shapes were identified by direct fourier analysis techniques and damping ratios by the random decrement method, respectively. An interpolation method was also proposed for the extension of mode shape measured on limited DOFs. Second, the structural reanalysis was performed using moving mass model and identified modal parameters. The results from the reanalysis show that the proposed technique is very reasonable to evaluate the actual behavior of bridge structures under moving loads.

Modal Analysis of the Vector Triggering Random Decrement Function (벡터 트리거조건에 의한 Random Decrement 함수의 모우드 해석)

  • 정범석;이외득
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.15 no.2
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    • pp.209-218
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    • 2002
  • The Vector Random Decrement technique has been developed as an efficient method for transforming ambient responses into free decays of linear structures. It is shown that the VRD functions nay contain as much information about the modes as the really measured free decay responses. In this paper, the theory of the VRD technique is extended by applying the concept of the mode shape ratio into the Ibrahim Time Domain modal parameter identification algorithm. The VRD function is not shifted in the correction procedures for constant time shifts of the proposed VRD technique. Thus, a number of points equal to the largest of the time shifts used in the vector triggering condition are not deleted. In the VRD functions, any influence of the input to the system is averaged out. The proposed technique is compared with the traditional VRD technique by assessment of the modal parameters. The applicability of the VRD technique has been justified through a simulation study and a study of the response of a laboratory beam model subject to ambient loads.

Estimation of Load Carrying Capacity of Bridges using Model Updating Based on Ambient Vibration Data (상시진동데이터를 이용한 모델개선 및 이를 이용한 교량의 내하력 산정)

  • Park, Young-Soo;Lee, Jong-Jae;Lee, Chang-Geun;Jin, Seung-Sup;Yun, Chung-Bang
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2010.04a
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    • pp.787-790
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    • 2010
  • 현재 고속도로 상의 노후 교량에 대하여는 재하시험을 통하여 정량적인 내하력 평가를 수행하고, 만족스러운 수준의 내하력이 확보되지 않은 경우에는 보수, 보강 또는 교체를 수행한다. 그러나 교통량이 많은 고속도로사의 교량에 대해서는 재하시험이 매우 어렵고, 센서 케이블 작업으로 인하여 작업성이 떨어지는 경우가 많다. 본 연구에서는 이러한 문제점들을 개선하기 위하여 상시교통하중에 의한 교량 내하력 평가 시스템에 대한 연구를 수행하였다. 내하력 평가 대상 교량에 대하여 상시진동계측을 수행하였으며, 계측된 데이터를 통하여 교량의 동특성을 추정하였다. 추정된 동특성을 바탕으로 초기 해석 모델을 Downhill Simplex 방법을 이용하여 개선하였으며, 개선된 교량 모델을 이용하여 재하시험을 시뮬레이션 함으로써, 처짐 보정 계수를 구하였다.

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Approximate System Reliability Analysis Under Multiple Time Varying Loads (복합 하중하에서의 구조물 체계 신뢰도 해석)

  • 김상효
    • Computational Structural Engineering
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    • v.1 no.2
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    • pp.101-109
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    • 1988
  • The evaluation of the system reliability is generally quite difficult and costly as the structure becomes large and complex, especially when it is subjected to multiple time varying loads, and for redundant structures which have many possible modes of failur, e.g., system collapse through the formation of plastic hinge mechanisms. In reality most loadings acting on the structures are random in intensity as well as in occurrence time and duration. To include the load variability in time, the loads are described in terms of stochastic processes. Based on a tri-modal upper bound, a point estimate for the system reliability has been developed for more accuracy without extensive computational effort. This tri-modal point estimate also ensures the continuity of the system reliability function, which is a necessary condition in many nonlinear programming techniques. In addition, the Load Coincidence method, by which the combined effect of time varying loads are taken into account, has been modified to suitable for cases with an always-on load.

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A Study on the Seismic Analysis of Bridge with Lead Rubber Bearing (LRB(Lead Rubber Bearing)가 설치된 교량의 지진해석 연구)

  • Huh, Young;Park, Jin-Hyung
    • Proceedings of the KSR Conference
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    • 2000.11a
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    • pp.374-381
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    • 2000
  • 본 논문에서는 지진 발생시, LRB가 설치된 교량의 시간이력 해석을 수행하였다 이를 위해 LRB의 비선형 거동특성을 Bi-linear로 모형화 하였으며, 기존의 방법인 등가선형으로 모형화된 해석결과와 비교하였다. 또한 LRB받침만 설치된 경우와, LRB받침과 일반탄성받침이 함께 사용된 경우를 해석하여, 받침이 혼합된 경우, 상시하중과 지진하중시 발생할 수 있는 문제점을 검토하였다. 4경간 연속교량에 적용된 해석결과를 보면, LRB만을 설치한 경우, Pot-Bearing만 설치된 경우에 .비해, 고유주기 상승과 이력감쇠에 의한 지진력의 감소와 함께, 지진력의 효과적인 분배를 볼 수 있었으며, 일반탄성받침과의 적절한 조합에 의해서도, 충분한 면진성능을 얻을 수 있었다. 또한 LRB의 등가선형 모델이 Bi-linear 모델에 비해 보수적인 해석결과를 나타내었다.

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Thermal Stress Finite Element Analysis of Iron-manufacturing Furnace Structures (제철용 고로 구조물의 열응력 유한요소 해석)

  • Han Dae-Suk;Paik Jeom-Kee;Lee Jae-Myung;Kim Won-Beom;Lee Man-Seung;Choi Woo-Cheol
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2005.04a
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    • pp.283-290
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    • 2005
  • 제철용 고로구조물의 안전성 위협 요인으로는, 고로자중이나 철광석 낙하 둥과 같은 기계하중 외에도 구조물 내부 온도가 최대 $1700^{\circ}C$에 이르는 고온 환경을 들 수 있다. 이러한 고온의 작업 환경은 고로 구성부재들의 크립손상, 열피로 문제 등을 야기시키기 때문에 이들 고열에 의한 영향평가는 고로의 안전성 평가에 있어 필수요소로 거론되고 있다. 일반적으로 고로의 단면을 구성하고 있는 내화재, 냉각판, 철피 등의 냉각시스템을 거치면서 내부의 고온 환경은 고로 외피에 이르는 동안 온도강하가 이루어진다. 급격한 온도강하는 나타나지 않지만 장기간 고로 가동에 있어 상시하중으로 작용하는 이 열원에 의해 고로 각 구부위에는 열응력이 발생하고 이 열응력과 나머지 기계적 하중의 조합에 의해 크립이나 열피로 등과 같이 고로 구조물 안전성 위해요인들이 발생한다고 분석되어 진다. 따라서 본 연구에서는, 고로 안전성 평가를 위한 첫 번째 단계로서 범용유한요소해석 프로그램인 ANSYS를 이용한 열응력 해석을 수행하여 잠재적인 안전성 위해요인으로 알려진 열응력 발생 특성을 분석하고, 고로 건전설계 및 보수 유지 관리지침으로 활용할 수 있는 기반기술을 개발한다.

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Earthquake-Resistant Design of Cantilever Retaining-Walls with Sloped Base (기초슬래브의 밑면이 경사진 캔티레바식 옹벽의 내진설계)

  • Kim, Hong Taek
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.10 no.3
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    • pp.87-98
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    • 1990
  • The present Study dealt with the earthquake-resistant design of cantilever retaining walls supporting cohesionless soils. With design examples of three different types of cantilever retaining walls, the factors of safety against sliding were computed at various values of horizontal acceleration coefficient and compared with each other. The horizontal inertia effect due to the weights of concrete wall itself and a portion of backfill was taken into account in the analyses, and also Mononobe-Okabe pseudo-static solution method was modified to deal with various states different from limiting equilibrium state. From the analyses of safety against sliding, it was found that a cantilever retaining wall with sloped base was the most efficient type in earthquake resistant design. It was also found that by sloping the base, the width of the base slab could be reduced, resulting in the least volume of concrete, excavation and backfill as compared to the other types of walls. In the case of a cantilever retaining wall with sloped feel, the efficiency similar to that of a wall with sloped base could be expected under static loading as well as at relatively low level of earthquake loading. However, this efficiency became vanished with the increase of horizontal acceleration coefficient, since the rate of reduction in developed earth pressures on the heel became smaller. In addition, the design charts with different soil friction angles as well as with different earthquake resistant design criteria of safety factor against sliding were presented for the design of cantilever retaining walls sith sloped base.

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일본 지진으로 인한 국내 GPS 상시 관측소 좌표 변동 분석

  • Ha, Ji-Hyeon;Heo, Mun-Beom;Nam, Gi-Uk;Sim, Eun-Seop
    • Bulletin of the Korean Space Science Society
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    • 2011.04a
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    • pp.22.3-22.3
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    • 2011
  • 최근 일본 동북부 지역에서 리히터 규모 9.0의 대지진이 발생하였으며, 이로 인하여 일본 본토 및 주변지역의 지각 이동이 관측되고 있다. 한반도의 경우 일본에 비해 지진에 비교적 안정적이라고 알려져 있으나 활성단층대가 존재하고 리히터 규모 3.5이하의 지진이 년간 30~40여 차례 발생하고 있다. 이 논문에서는 위성항법기반 재난/재해 감지 연구의 일환으로써 일본 대지진이 한반도 지각 이동에 미치는 영향을 분석하였다. 현재 국내에는 100여개의 GPS 상시관측소가 운영되고 있으며, 다양한 선행 연구를 통해 동남쪽 방향으로 2~3cm/yr 속도로 이동하고 있는 것으로 알려져 있다. 이 논문에서는 이러한 선행 연구 결과를 바탕으로 일본 지진 발생 전후의 국내 GPS 상시관측소 좌표 변동량을 분석하였다. GPS 자료 처리를 위하여 GIPSY-OASIS 5.0을 이용하였으며, 안테나 위상중심변동량(phase center variation), 해수조석하중(Ocean tidal loading)에 의한 지각변동량을 보정하였다.

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Methodology for Reliability-based Assessment of Capacity-Rating of Plate Girder Railroad Bridges using Ambient Measurement Data (상시 계측 데이터를 이용한 신뢰성에 기초한 판형 철도교의 내하력 평가법)

  • Cho, Hyo Nam;Choi, Hyun Ho;Lee, Sang Yoon;Sun, Jong Wan
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.15 no.2
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    • pp.187-196
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    • 2003
  • Today, the Working Stress Rating (WSR) is being widely used for the capacity-rating and the safety assessment of railroad steel bridges. Since it cannot incorporate the uncertainties, several studies have been carried out in order to get over the incompleteness of the conventional capacity-rating and safety assessment. A system reliability-based equivalent capacity-rating method, which can evaluate the capacity of existing bridges, has been recently proposed. For more efficient reliability analysis, probabilistic parameters of the random variables in the limit-state models should be reasonably evaluated. Especially, uncertainties for live load effects must be realistically included. In this study, an improved limit-state model was used for the system reliability-based equivalent strength method. This model can incorporate the probabilistic parameters obtained from ambient measurement data. To demonstrate the applicability of the improved system reliability-based equivalent capacity rating method, this was applied to the existing steel plate girder bridge for comparison with the conventional capacity-rating and safety assessment.