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현대식 구조물들의 수명이 증가함에 따라 노후화로 인해 주변에 예상하지 못한 충격이나 진동이 구조물의 손상 및 파괴사고를 일으키는 원인이 될 수 있다. 이와 같이 구조물의 손상을 줄이고 수명을 연장하고자 안전성 평가와 구조물의 보강에 대한 중요성이 날로 커지고 있다. 본 연구에서는 구조물의 정확한 동적특성을 파악하기 위해 브레이싱 판형거더를 적용한 장평천 1교를 1/4 스케일로 축소 모형을 제작하여 진동실험을 하였다. 구조물의 동적특성을 정확히 파악하고, 보다 신뢰성 있는 결과를 확보하기 위해 실험적 모달해석 결과를 유한요소해석 결과와 비교하여 얻어낸 MAC(Modal Assurance Criterion)을 통해 두 해석 결과의 일치여부를 확인하였다. 이때 구조물의 제원을 변수로 정하여 ...

현대식 구조물들의 수명이 증가함에 따라 노후화로 인해 주변에 예상하지 못한 충격이나 진동이 구조물의 손상 및 파괴사고를 일으키는 원인이 될 수 있다. 이와 같이 구조물의 손상을 줄이고 수명을 연장하고자 안전성 평가와 구조물의 보강에 대한 중요성이 날로 커지고 있다. 본 연구에서는 구조물의 정확한 동적특성을 파악하기 위해 브레이싱 판형거더를 적용한 장평천 1교를 1/4 스케일로 축소 모형을 제작하여 진동실험을 하였다. 구조물의 동적특성을 정확히 파악하고, 보다 신뢰성 있는 결과를 확보하기 위해 실험적 모달해석 결과를 유한요소해석 결과와 비교하여 얻어낸 MAC(Modal Assurance Criterion)을 통해 두 해석 결과의 일치여부를 확인하였다. 이때 구조물의 제원을 변수로 정하여 민감도 해석을 이용한 모델 보정(Model Updating)이 수행되었다. 또한 판형거더의 손상 유무를 판별하기 위해 브레이싱의 일부를 제거하여 고유진동수와 모드형상을 평가하였으며, 손상 전 판형거더에 대해 모델보정을 수행한 결과와 비교하면 다음과 같이 요약될 수 있다. (1) 1/4 축소 모형 판형거더의 실험적 모달해석과 유한요소해석은 상호간의 동적특성이 다르다는 것을 확인하였다. (2) 전체 브레이싱 판형거더와 브레이싱 제거한 판형거더의 모델보정에 있어서 거더와 거더를 연결하는 브레이싱의 변수 값이 가장 크게 영향을 미치며, 이 때 각 브레이싱에 적용되는 변수 값은 변하게 된다. (3) 손상 전 모델의 굽힘과 비틀림 모드형상과 비교할 경우 브레이싱의 제거로 인해 비틀림 모드형상이 더욱 왜곡(distortion)된 형태로 나타나게 되어 손상에 대한 거동을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 실험과 해석 상호간 각각의 모델이 가지고 있는 부재의 변수로서 모달 매개변수에 미치는 영향과 손상 전과 후에 따른 명확한 모드형상을 찾는 것이 중요하는 것을 보여주고 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

The objective of this study is to evaluate the dynamic characteristics of the braced plate girder by experimental modal analysis. A cornerstone of this work is that indoor modal testing of real railway bridge's one-fourth scale model is performed for testing of the full-scale railway bridge structur...

The objective of this study is to evaluate the dynamic characteristics of the braced plate girder by experimental modal analysis. A cornerstone of this work is that indoor modal testing of real railway bridge's one-fourth scale model is performed for testing of the full-scale railway bridge structure exposed in open-space environments. MAC(Modal Assurance Criterion) is adopted for presenting model updating process of the finite element model. A sensitivity of various influence factors is analyzed and quantitative damage is obtained. The braced damages are simulated by removing the member within structures, showing the variations of frequencies and mode shapes. According to the modal analysis which were performed in this study, the results summarized as followings: 1. The differences of dynamic characteristics are founded between experimental modal analysis and finite element analysis of an one-forth scale braced plater girder. 2. The correlations of experimental and analytical modal parameters are investigated by setting the modulus of elasticity and cross-sectional area of the bracing as parameters. 3. The torsional mode of the damaged structure is seen to be distorted when comparing with the torsional mode of the original structure.

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