구조물 특히, 고층 빌딩과 사회 기반 시설은 안전성 및 사용성을 위하여 구조 모니터링이 되어져야 한다. 구조물의 변형 정보는 구조물의 안전성 및 사용성 평가에 중요한 데이터로 활용 될 수 있다. 구조물의 적절한 건전성 모니터링을 위하여 변위를 포함한 구조물의 반응은 강성의 직접적인 평가 지표가 되기 때문에 정확하게 측정되어야 한다. 또한 적재하중, 지진하중, 풍하중 또는 다른 예상치 못한 하중으로 인한 부재에 발생하는 최대 ...
구조물 특히, 고층 빌딩과 사회 기반 시설은 안전성 및 사용성을 위하여 구조 모니터링이 되어져야 한다. 구조물의 변형 정보는 구조물의 안전성 및 사용성 평가에 중요한 데이터로 활용 될 수 있다. 구조물의 적절한 건전성 모니터링을 위하여 변위를 포함한 구조물의 반응은 강성의 직접적인 평가 지표가 되기 때문에 정확하게 측정되어야 한다. 또한 적재하중, 지진하중, 풍하중 또는 다른 예상치 못한 하중으로 인한 부재에 발생하는 최대 응력은 기준에 명시된 응력을 초과하지 않아야 한다. 그러므로 구조물의 안전성 및 사용성을 보장하기 위하여 구조물의 최대 응력 및 변위는 모니터 되어야 한다. 그러나 최대 응력과 변위를 모니터하기 위한 실용적인 방법이 아직까진 없다. 이러한 이유로 수많은 기법들이 변위 계측 시스템의 개발에 연구되어지고 있다.본 논문에서는 지상 라이다를 이용한 구조물 건전성 모니터링을 위한 변위 계측 모델을 제안하였다. 모델의 구성은 3차원 좌표 정보 획득모듈, 기준 벡터 생성 모듈, 좌표 변환 계수 생성 모듈, 변위 계측 모듈 이렇게 4가지로 구성된다. 변위 계측 모델은 구조물의 최대 변위 이외에도 변형 모드를 획득 할 수 있다. 제안된 모델은 1점 집중하중과 2점 집중하중을 받는 단순 지지된 철골 보의 변위 및 변형 형상을 계측하는데 적용되었다. 변위 계측 모델은 전기저항식센서, 광변형센서 그리고 LVDT로 직접 계측된 변위와 라이다 시스템으로부터 계측된 변위의 비교에 의하여 실험적으로 평가 되었다.
구조물 특히, 고층 빌딩과 사회 기반 시설은 안전성 및 사용성을 위하여 구조 모니터링이 되어져야 한다. 구조물의 변형 정보는 구조물의 안전성 및 사용성 평가에 중요한 데이터로 활용 될 수 있다. 구조물의 적절한 건전성 모니터링을 위하여 변위를 포함한 구조물의 반응은 강성의 직접적인 평가 지표가 되기 때문에 정확하게 측정되어야 한다. 또한 적재하중, 지진하중, 풍하중 또는 다른 예상치 못한 하중으로 인한 부재에 발생하는 최대 응력은 기준에 명시된 응력을 초과하지 않아야 한다. 그러므로 구조물의 안전성 및 사용성을 보장하기 위하여 구조물의 최대 응력 및 변위는 모니터 되어야 한다. 그러나 최대 응력과 변위를 모니터하기 위한 실용적인 방법이 아직까진 없다. 이러한 이유로 수많은 기법들이 변위 계측 시스템의 개발에 연구되어지고 있다.본 논문에서는 지상 라이다를 이용한 구조물 건전성 모니터링을 위한 변위 계측 모델을 제안하였다. 모델의 구성은 3차원 좌표 정보 획득 모듈, 기준 벡터 생성 모듈, 좌표 변환 계수 생성 모듈, 변위 계측 모듈 이렇게 4가지로 구성된다. 변위 계측 모델은 구조물의 최대 변위 이외에도 변형 모드를 획득 할 수 있다. 제안된 모델은 1점 집중하중과 2점 집중하중을 받는 단순 지지된 철골 보의 변위 및 변형 형상을 계측하는데 적용되었다. 변위 계측 모델은 전기저항식센서, 광변형센서 그리고 LVDT로 직접 계측된 변위와 라이다 시스템으로부터 계측된 변위의 비교에 의하여 실험적으로 평가 되었다.
Structural monitoring is concerned with the safety and serviceability of the users of structures, especially for the case of high-rise buildings and infrastructures. The information on the deformation of structures can be utilized as an important data for assessment of safety and serviceability of s...
Structural monitoring is concerned with the safety and serviceability of the users of structures, especially for the case of high-rise buildings and infrastructures. The information on the deformation of structures can be utilized as an important data for assessment of safety and serviceability of structure. For proper health monitoring of structures, structural responses including displacements must be measured accurately since actual displacement distribution of existing structures is a direct assessment index on its stiffness. Also, the maximum stress in member due to live load, earthquake, wind, or other unexpected loadings must be checked not to exceed the stress specified in a code. Therefore, to guarantee the safety and serviceability of structures, the maximum stress and displacement in a structures must be monitored. However, no practical method has been reported to monitor both the maximum stress and deflection. For these reasons, numerous techniques have been studied on development of displacement measuring systems.In this paper, a displacement measuring model is proposed for structural health monitoring using terrestrial LiDAR. The model consists of four distinct modules : 3-D coordinates data acquisition module, base-vector generation module, coordinate transformation coefficient generation module, and displacement measuring module. In addition to measuring maximum displacement, deformed shape of structure subjected to various loading can be obtained by the model. The proposed model is applied to displacement measurement of simply supported steel beams subjected to a point load and two point loads. The model was tested in an experiment by comparing displacements directly obtained from electrical or fiber optic sensors and LVDTs and the displacements measured from the LiDAR system.
Structural monitoring is concerned with the safety and serviceability of the users of structures, especially for the case of high-rise buildings and infrastructures. The information on the deformation of structures can be utilized as an important data for assessment of safety and serviceability of structure. For proper health monitoring of structures, structural responses including displacements must be measured accurately since actual displacement distribution of existing structures is a direct assessment index on its stiffness. Also, the maximum stress in member due to live load, earthquake, wind, or other unexpected loadings must be checked not to exceed the stress specified in a code. Therefore, to guarantee the safety and serviceability of structures, the maximum stress and displacement in a structures must be monitored. However, no practical method has been reported to monitor both the maximum stress and deflection. For these reasons, numerous techniques have been studied on development of displacement measuring systems.In this paper, a displacement measuring model is proposed for structural health monitoring using terrestrial LiDAR. The model consists of four distinct modules : 3-D coordinates data acquisition module, base-vector generation module, coordinate transformation coefficient generation module, and displacement measuring module. In addition to measuring maximum displacement, deformed shape of structure subjected to various loading can be obtained by the model. The proposed model is applied to displacement measurement of simply supported steel beams subjected to a point load and two point loads. The model was tested in an experiment by comparing displacements directly obtained from electrical or fiber optic sensors and LVDTs and the displacements measured from the LiDAR system.
주제어
#안전성 및 사용성 평가
#변위 계측
#건전성 모니터링
#라이다 시스템
#safety and serviceability evaluation
#displacement measuring
#health monitoring
#LiDAR system
학위논문 정보
저자
이홍민
학위수여기관
연세대학교 대학원
학위구분
국내석사
학과
건축공학과
지도교수
박효선
발행연도
2005
총페이지
vi, 60장
키워드
안전성 및 사용성 평가,
변위 계측,
건전성 모니터링,
라이다 시스템,
safety and serviceability evaluation,
displacement measuring,
health monitoring,
LiDAR system
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