• Title/Summary/Keyword: 토목 구조물

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Long Term Monitoring of Dynamic Characteristics of a Jacket-Type Offshore Structure Using Dynamic Tilt Responses and Tidal Effects on Modal Properties (동적 경사 응답을 이용한 재킷식 해양구조물의 장기 동특성 모니터링 및 조류 영향 분석)

  • Yi, Jin-Hak;Park, Jin-Soon;Han, Sang-Hun;Lee, Kwang-Soo
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.32 no.2A
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    • pp.97-108
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    • 2012
  • Dynamic responses were measured using long-term monitoring system for Uldolmok tidal current pilot power plant which is one of jacket-type offshore structures. Among the dynamic quantities, the tilt angle was chosen because the low frequency response components can be precisely measured by dynamic tiltmeter, and the natural frequencies and modal damping ratio were successfully identified using proposed LS-FDD (least squared frequency domain decomposition) method. And the effects of tidal height and tidal current velocity on the variation of natural frequencies and modal damping ratios were investigated in time and frequency domain. Also the non-parametric models were tested to model the relationship between tidal conditions and modal properties such as natural frequencies and damping ratios.

Diagnosis of Pipe Structures using Impedance Measurement Sensor nodes (임피던스 측정 센서 노드를 이용한 배관 설비 진단)

  • Jang, In-Hwan;Jeong, Yeon-Wook;Song, Byung-Hun
    • 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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    • 2009.08a
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    • pp.367-369
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    • 2009
  • 본 논문은 저전력 무선 임피던스 기반 구조물 건전성 감시 USN 시스템을 활용하여 electro-mechanical Impedance 센서의 일종인 PZT센서를 부착한 배관 구조물의 건전성을 진단하는 방법과 그 실험 결과에 대해 소개 한다. 기존에는 건설구조물에 가해지는 전기적인 입출력비에 해당하는 임피던스를 계측하기 위해서 비교적 고가의 대형 계측 장비가 필요로 했으며, 구조물에 설치된 센서를 계측장비에 연결하기 위한 유선의 케이블 작업 역시 추가로 필요했었다. 대형 배관 구조물의 경우에는 이러한 문제점 때문에 임피던스를 이용한 능동형 센서가 제대로 활용되지 못하고 있고 비정기적인 비파괴검사에만 국한되어 사용되어 왔다. USN기술은 저전력 소출력 무선통신을 통해 기존의 계측시스템과는 다른 상시모니터링의 장점을 가지고 있는 기술로서 최근 토목/건설 분야에서 적극적으로 활용이 되는 융합기술이다. 본 논문에서 구조물 건전성 감시 분야와 저전력 무선 계측 기술의 통합을 통해 얻어진 최적화된 배관 건전도 진단 센서 노드의 효율성을 정량적 실험 데이터를 통해 입증하고, 앞으로의 연구 방향에 대한 제안으로 끝을 맺는다.

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Dynamic Infinite Elements for Soil-Structure Interaction Analysis (지반-구조물의 상호작용해석을 위한 동적무한요소)

  • Yang, Sin Chu;Yun, Chung Bang
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.11 no.3
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    • pp.47-58
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    • 1991
  • This paper presents dynamic infinite elements for soil-structure interaction analysis. In order to discretize the far field of the unbounded soil media, axisymmetric infinite elements which are capable of propagating multi-waves are proposed. An efficient numerical integration scheme for constructing the element characteristic matrices of the infinite elements in developed based on Gauss-Laguerre quadrature. The efficiency of the infinite elements is demonstrated by comparing the computed impedances of rigid circular footings on an elastic half space and on a layered half spaces with those obtained analytically.

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Application of Implicit Discontinuous Galerkin Method to Step-Type Discontinuous Bathymetry (계단형 불연속 지형에 대한 불연속 갤러킨 음해법의 적용)

  • Lee, Haegyun;Lee, Namjoo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2021.06a
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    • pp.253-253
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    • 2021
  • 천수방정식에 대한 불연속 갤러킨 기법 (DG) 모형은 주로 양해법 기반으로 개발되어 적용되어 왔으나, 바닥마찰항의 처리, 과도한 CFL 조건 등의 불리한 점이 지적되어 왔으며, 이로 인하여 실제 적용에서 FDM, FEM 등 다른 고전적인 수치기법과 비교하여 경쟁력을 갖기 어려웠다. 이에 대한 대안으로써, 최근, 불연속 갤러킨 기법에 대한 음해법 기반의 모형이 연구되고 있으며, 다소 복잡한 알고리즘에도 불구하고 적용이 확대되고 있다. 또한, 널리 알려진 바와 같이, 천수방정식의 실제 하도에 대한 적용에 있어 문제점 중 하나는 나비에-스토크스 방정식으로부터 유도할 때 사용된 정수압 가정으로 인하여, 하도의 계단과 같은 불연속 지형에 적용이 용이하지 않다는 것이다. 본 연구에서는 기존에 개발된 불연속 갤러킨 음해법에 불연속 지형의 해석을 위한 표면경사법(surface gradient method)을 결합하여 이러한 문제에 효과적으로 대응할 수 있는 기법을 제시하였다. 개발된 모형의 검증을 위하여, 제방 등 하도 구조물 위의 장주기 조석흐름, 홍수파, 계단 등을 포함하는 댐 붕괴류 모의에 적용하고 실용적인 기능성을 검증하였다. 향후 구조물이 많은 국내 하천에 적용이 가능할 것으로 사료된다.

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A Study on the Technique for Evaluating Geological Suitability about the Route of a Linear Civil Engineering Structure (선형토목구조물에 대한 지질학적 측면 노선의 적정성 평가기술)

  • Hwang, Hak-Soo;Moon, Sang-Ho;Kim, Yong-Il;An, Dong-Kwang;Ha, Sung-Ho;Song, Moo-Young
    • The Journal of Engineering Geology
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    • v.18 no.4
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    • pp.501-509
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    • 2008
  • It is very important in designing civil engineering structures that the quantification of geological informations must be carried out in terms of importance. In this study, the geological informations are quantified and evaluated using analytic hierarchy process (AHP). A professional group was organized with 30 people in the field of civil engineering, transport, and geology. On the assumption that the civil engineering structure is linear such as highway or railroad, a survey of the group in terms of geological and hydro-geological elements has found that the hierarchy structure is composed of four levels. And fault structure is a primary factor which causes the stability of a linear civil engineering structure. The importance of geological items are arranged with fault (0.456), foliation/bedding plane(0.l65), lineation(0.144), ground water(0.124), and rock type(0.111).

Numerical modeling of rapidly varied flow using the SST turbulence model and a hybrid free-surface capturing approach (자유수면 포착기법과 난류모형을 이용한 급변류 수치모델링)

  • Kim, Byung Ju;Paik, Joongcheol
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2020.06a
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    • pp.149-149
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    • 2020
  • 하천에서 물 흐름이 보와 댐과 같은 수공구조물을 지날 때 일반적으로 흐름상태에 다양하고 급진적인 변화가 발생한다. 특히 흐름이 구조물을 지나면서 사류(supercritical flow)로 변하고 다시 상류(subcritical flow)로 복원되면서 일어나는 도수(hydraulic jump) 현상은 수위의 급변화, 흐름 에너지 소산, 변동성이 강한 압력 분포 등이 특징이다. 이러한 흐름 특성들은 보나 여수로와 같은 수공구조물 자체의 성능뿐만 아니라 이들 수공구조물의 하류에서 발생하는 국부세굴로 인해 구조물의 안정성에 부정적인 영향을 줄 수 있다. 따라서 수공구조물을 설계할 때는 이들 구조물을 통과하는 흐름의 비정상 난류 흐름 특성을 정확하게 해석하여 반영하여야 한다. 이 연구에서는 k-omega SST 난류 모형과 자유수면의 급격한 변동을 해석하기 위한 하이브리드-VOF(hybrid volume of fluid)기법을 이용하여 도수현상을 수치적으로 재현하고자 한다. 기존 CFD(computational fluid Dynamics) 모델링에서는 자유수면 변동의 영향을 고려하기 위해 VOF 기법을 많이 사용하였다. 하지면 전통적인 VOF 기법은 다상흐름(multiphase flow)을 오직 부피분율(volume fraction)의 함수로만 고려하며 모의함으로써 강한 수면변동뿐만 아니라 공기연행(air entrainment)를 동반하는 난류 흐름을 모의하는데는 한계가 있다. 이 연구에서 이용하는 Eulerian 기법인 하이브리드 VOF 기법은 물과 공기의 각 상에 대하여 흐름 특성들을 개별적으로 계산하기 때문에 공기연행을 포함한 급변류 흐름에서 전통적인 VOF 기법보다 적용성이 우수하다. 이와 같은 난류모형과 자유수면 포착기법을 이용하여 3차원 비정상 난류 흐름 수치모형을 구축하여 수공구조물 주변에서 발생하는 강한 공기연행과 난류 특성를 보이는 급변류를 수치적으로 재현한다. 이 연구는 계산된 수치해석 결과를 기존 수리실험 결과와 비교하여 수치모형의 적용성을 평가하고 도수 현상에서 발생하는 독특한 흐름 특성을 제시한다.

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A Successful Beginning for Fiber Reinforced Polymer(FRP) Composite Materials in Bridge Applications (섬유보강폴리머(FRP) 복합재료의 교량 적용)

  • 김지상
    • Magazine of the Korea Concrete Institute
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    • v.13 no.5
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    • pp.77-81
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    • 2001
  • 부식 열화는 교량 기술자들에게 있어서 지속적인 도전을 요구하는 문제가 되어왔는데, 스텔스 항공기를 개발하게 한 새로운 재료 기술은 교량의 부식을 해결할 수 있게 하였다. 즉, 경량의 고강도 재료로 높은 피로 저항성을 갖고 있고, 부식에 강한 복합체는 교량의 재료로서 아주 바람직한 성질을 갖고 있다 섬유 보강 폴리머(FRP) 복합재료를 교량의 건설에 이용하려는 프로젝트는 1998년 현재 80 여 개가 넘게 진행되고 있는데, 이 중 미국 내에서 31개의 프로젝트가 수행되고 있다. 이 글은 미국 내에서 FRP복합체를 교량 공학 분야에 적용하려는 초기의 성공적인 시도들에 관한 내용으로 복합체의 장점, 특성, 교량 적용시 고려 사항, 그리고 향후 복합재료에 관한 기술을 토목 구조물에 적용하는데 필요한 소요 기술 등에 관하여 정리한 것이다. 이 새로운 재료는 신설 구조물의 건설과 기존 교량의 보수 및 보강에 모두 적용할 수 있으며, FRP복합체 기술을 토목 구조물과 기반 시설물 건설 분야에 적용하는 것은 지금까지 성공적인 결과를 보여 주고 있다 미국연방도로국(FHWA, Federal Highway Administration)은 이 기술을 미국 내 교통 기반 시설물인 신규 교량의 건설은 물론 기즌 교량의 보수 및 보강에 활용하는 방안에 대하여 관심을 갖고 있다.

Material Nonlinear Finite Element Analysis of Reinforced Concrete Structures (재료비선형성을 고려한 R/C 구조물의 유한요소해석)

  • Choi, Chang Koon;Kwak, Hyo Gyoung
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.9 no.3
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    • pp.31-38
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    • 1989
  • This paper concentrates on the analysis of reinforced concrete(R/C) structures subjected to monotonic loading, from zero to ultimate loads. Tensile cracking, the nonlinear stress-strain relationship for concrete and reinforcement are taken into account the concrete is assumed to be elastic in tension region and elasto-hardening plastic in compression region. The Kupfer's failure criteria and associated flow rule are adopted to govern the plastic behavior of the concrete. The reinforcing bar is considered as a elasto-hardening platic material. The tension stiffening effect of the concrete between cracks is also considered. The numerical error depends on the used finite element mesh size is reduced by correcting the slope of strain softening region of the concrete according to the developed energy criteria.

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A Study on the Development of FBG-Based Load Measurement System for Structural Health Monitoring of Highway Bridge (도로교 안전관리 모니터링 시스템의 입력하중 측정을 위한 FBG 기반 하중 측정시스템 개발에 관한 연구)

  • Lee, Kyu Wan;Han, Jong Wook;Kim, Chul-Young;Park, Young Suk
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.39 no.4
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    • pp.469-475
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    • 2019
  • A long-term bridge monitoring system has been introduced and is under operation for long-term safety management of the structure. However, it is difficult to assess the condition of the quantitative structural system as it only measures responses and does not measure input loads. To overcome these shortcomings, FBG (Fiber Bragg Grating)-based input load measurement sensors were developed in this paper for measuring highway bridge input loads and their validity was verified through laboratory tests.

Automatic Classification of Bridge Component based on Deep Learning (딥러닝 기반 교량 구성요소 자동 분류)

  • Lee, Jae Hyuk;Park, Jeong Jun;Yoon, Hyungchul
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.40 no.2
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    • pp.239-245
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    • 2020
  • Recently, BIM (Building Information Modeling) are widely being utilized in Construction industry. However, most structures that have been constructed in the past do not have BIM. For structures without BIM, the use of SfM (Structure from Motion) techniques in the 2D image obtained from the camera allows the generation of 3D model point cloud data and BIM to be established. However, since these generated point cloud data do not contain semantic information, it is necessary to manually classify what elements of the structure. Therefore, in this study, deep learning was applied to automate the process of classifying structural components. In the establishment of deep learning network, Inception-ResNet-v2 of CNN (Convolutional Neural Network) structure was used, and the components of bridge structure were learned through transfer learning. As a result of classifying components using the data collected to verify the developed system, the components of the bridge were classified with an accuracy of 96.13 %.