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구조물 건전성 모니터링 시스템을 이용한 초고층 구조물의 재난관리
Disaster Management of High-rise Building usingStructural Health Monitoring Systems 원문보기

한국공간구조학회지 = Journal of Korean Association for Spatial Structures, v.15 no.1, 2015년, pp.22 - 29  

문기훈 ((주)대우건설 기술연구원) ,  김지영 ((주)대우건설 기술연구원) ,  박재근 ((주)대우건설 기술연구원) ,  김주연 ((주)대우건설 기술연구원)

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문제 정의

  • SHM 시스템의 최종 목적은 구조물에 대한 손상평가가 아니라 손상평가 이후 사용자가 대처할 수 있는 방안을 제시하는 것이다. 즉, 임의의 손상이 감지되었을 때 이 손상이 구조물에 미치는 영향을 파악하고 위험여부를 판단하여 거주자가 특정 상황 발생 시 즉각적인 조치를 취할 수 있도록 개발되어야 한다.
  • PC용 SHM 통합 프로그램은 실시간으로 구조물에 작용하는 하중의 크기와 구조물의 건전성 상태를 모니터링하게 되며, 구조물에 위험 징후가 발생할 경우 운영자에게 위험 경보와 대응 시나리오를 제공하게 된다. 또한 지속적으로 축적한 데이터를 바탕으로 구조물 상태의 변동상황을 파악하게 된다. Mobile용 SHM 통합 프로그램은 PC용 SHM 통합프로그램에서 제공하는 정보와 동일하게 현재 구조물에 작용하는 외부하중의 크기와 구조물의 건전성 상태에 대한 모니터링 결과를 제공할 뿐만 아니라 구조물의 상태 변동상황에 대한 그래프도 제공되게 된다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
SHM 시스템의 장점은? 또한 장비를 설치하고 계측하는데 시간이 소요되므로 추가적인 경제적 손실이 발생할 수 있으며, 이 시간 내에 추가적인 붕괴로 인해 인명피해가 발생할 수 있다. 반면 SHM 시스템은 실시간으로 구조물의 상태를 평가하기 때문에 실제 발생한 외부하중 데이터와 구조물의 응답 데이터를 바탕으로 운영자에게는 신속한 상황판단 및 대처가 가능하게하고 거주자에게는 위험상황에서 대피하며 불필요한 불안감을 해소시킬 수 있다.
SHM 시스템과 같이, 재난에 대해 피해예측 및 피해확산 제어가 필요한 이유는? 또한 SHM 시스템 같은 재난에 대해 피해예측 및 피해확산 제어가 필요한 이유는 재난으로 인한 인적, 물적 피해는 대부분 대규모 단위로 발생하기 때문에 국가적 차원의 손실이 발생한다. 국내에서도 최근 작은 규모의 지진들이 빈번하게 발생하고 있어 지진에 대한 불안감이 높아지고 있다.
구조물에 대해, 최상의 구조안전성을 확보하지 않으면 발생할 수 있는 문제는? 사람도 나이를 먹으면서 각종 기관에 이상이 발생하기 시작하는데 별 특별한 증상이 없이 지내다가 어느 순간 큰 문제로 발전되어 회복 불능의 상황이 되기도 한다. 구조물도 노후화에 따른 구조물의 손상이 눈에 띄게 나타나지 않으므로, 평상시에는 감지하지 못하다가 심각한 상황을 초래할 수 있다. 그러므로 계측 유지 관리를 통해 격년 변화에 따른 데이터를 확보하고 정기적으로 분석함으로써 구조물의 건전도를 평가 하는 것이 요구되며, 필요 시 적절한 보수보강을 실시함으로써 사용연한 동안 최상의 구조안전성을 확보할 수 있다.
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참고문헌 (4)

  1. FEMA 356 (2010). "Prestandard and Commentary for the Seismic Rehabilitation of Buildings", Prepared by the American Society of Civil Engineers for the Federal Emergency Management Agency, Washington, D.C. 

  2. Ji Young Kim, et. al. (2010), "Damage Evaluations for a 3-story RC Structure Using Trained Perception", Proceedings of 5th World Conference on Structural Control and Monitoring, Tokyo 

  3. Ji Young Kim, et. al (2009), "Calibration of analytical models to assess wind-induced acceleration responses of tall buildings in serviceability level", Engineering Structures, 31(9), pp.2086-2096 

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  4. J. Y. Kim. et. al. (2011), "Long-term Monitoring of wind-induced responses of a large-span roof structure", Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, doi: 10.1016/j.jweia.2011.06.008 

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