초록 ▼

1. 고층 구조물의 장기계측에 의한 구조해석 시스템 개발
- 전체 구조시스템에서 센서의 최적위치 선정
- 마이크로레벨 수준의 계측치를 매크로 변환
- St-Id체계 기반 계측계획 방법론 확립
- 동역학적 모델링을 통한 손상추정기법
· 구조물 안전진단 s/w개발
2. 고층 구조물의 장기계측 전용센서 시스템 개발
- 전체적인 거동계측용 매크로 센서와 붕괴유발부재의 국부적인 거동 계측용 마이크로 센서를 병용한 시스템 구축
· 변형율 : 광섬유센서
· 변위 및 진동 : 진동 가속도 센서(저주

1. 고층 구조물의 장기계측에 의한 구조해석 시스템 개발
- 전체 구조시스템에서 센서의 최적위치 선정
- 마이크로레벨 수준의 계측치를 매크로 변환
- St-Id체계 기반 계측계획 방법론 확립
- 동역학적 모델링을 통한 손상추정기법
· 구조물 안전진단 s/w개발
2. 고층 구조물의 장기계측 전용센서 시스템 개발
- 전체적인 거동계측용 매크로 센서와 붕괴유발부재의 국부적인 거동 계측용 마이크로 센서를 병용한 시스템 구축
· 변형율 : 광섬유센서
· 변위 및 진동 : 진동 가속도 센서(저주파용)
· 균열 감지 : AE(Acoustic Emission)센서
- 다중 계측 병렬 신호처리 시스템 구축
3. 장기계측 전용센서의 기능성 검증 및 계측기술 개발
- 센서의 실구조물 적용성 검증
- 센서의 매립 및 부착 기술개발
- 손상된 부재에서의 신호분석 기술개발
- 보와 기둥 접합부재의 손상전후 거동분석 기술개발
4. 상시 안전진단 통합시스템 구축 및 현장적용 실험
- 대상 구조물의 구조적 특성 분석
- 실체 구조물의 계측설계 확립
- 실제 작용 외력의 변동요인 분석
- 계측자료의 해석 및 안전성 검토
- 장기계측 시스템의 사용지침 확립
· 고층 구조물 안전도의 정량적 평가기법 제시
· 구조물의 사용성 및 안전성 평가의 표준제시

Abstract ▼

1. Structural analysis for High-Rise Building for Monitoring system
○ Reliability of senson and data aquisition with signal processing
○ Conversion from micro-level data to macro level information
○ Basic Study on System Identification
2. Development of Sensors for structural Monitoring

1. Structural analysis for High-Rise Building for Monitoring system
○ Reliability of senson and data aquisition with signal processing
○ Conversion from micro-level data to macro level information
○ Basic Study on System Identification
2. Development of Sensors for structural Monitoring Systems of High-rise Building Structures
○ Design of sensors
-Strain Measurement by Fiber Optic
-Displacement and Vibration by Acceleration meter
-Crack detection by AE sensors
○ Set-up of Multiple parallel signal processing
3. Validation of performance of sensors and monitoring systems
○ Application of the sensors to real structures
○ Techniques of embedment and installation of sensors
4. Field Experimental works
○ Characteristics of Structure under consideration
○ Design of Monitoring System
○ Analysis of Noise

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...2
• 요약문 ...3
• Summary ...12
• Contents ...15
• 목차 ...16
• 표목차 ...20
• 그림목차 ...22
• 제1장 서론 ...30
• 제1절 연구의 필요성 ...30
• 제2절 연구의 목적 ...32
• 1. 고층 구조물의 장기계측에 의한 구조해석 시스템 개발 ...32
• 2. 고층 구조물의 장기계측 전용센서 시스템 개발 ...32
• 3. 장기계측 전용센서의 기능성 검증 및 계측기술 개발 ...32
• 4. 상시 안전진단 통합시스템 구축 및 현장적용 실험 ...32
• 제3절 연구의 주요 내용 및 범위 ...33
• 1. 1차년도 ...33
• 가. 장기계측에 의한 구조해석 시스템 개발 ...33
• 나. 고층 구조물의 장기계측 전용센서 시스템 개발 ...33
• 다. 장기계측 전용센서의 기능성 검증 및 계측기술 개발 ...33
• 라. 상시 안전진단 통합시스템구축 및 현장적용 실험 ...33
• 2. 2차년도 ...33
• 가. 장기계측에 의한 구조해석 시스템 개발 ...33
• 나. 고층 구조물의 장기계측 전용센서 시스템 개발 ...34
• 다. 장기계측 전용센서의 기능성 검증 및 계측기술 개발 ...34
• 라. 상시 안전진단 통합시스템구축 및 현장적용 실험 ...34
• 제4절 세부과제별 연구결과의 연계방안 ...35
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ...36
• 제1절 센서개발 ...36
• 1. 국내 기술동향 ...36
• 2. 국외 기술동향 ...36
• 가. 광섬유센서의 복합재료 구조물에의 적용 ...36
• 나. 광섬유센서의 콘크리트 구조물에의 적용 ...37
• 3. 센서개발 관련 논문 ...38
• 제2절 시스템 식별(St-Id) 기법 ...40
• 1. 국내외 기술동향 ...40
• 2. 기존의 연구 방법 ...41
• 가. T.P Yao 논문 ...41
• 나. P.hajela 이론 ...43
• 다. R.Ghanem, M.Shinozuka 연구 ...45
• 3. 기존 연구 논문과 비교되는 본 연구의 특징 ...50
• 제3장 연구개발 수행 내용 및 결과 ...52
• 제1절 고층 건축구조에 관한 고찰 ...52
• 1. 고층건축물의 구조일반 ...52
• 가. 일반사항 ...52
• 나. 작용 하중(건축물 하중기준 를 중심으로) ...54
• 다. 초고층 건물의 횡력저항 구조형식 ...60
• 2. 고층 건물과 풍하중 ...76
• 가. 풍속과 풍력 ...76
• 나. 빌딩풍 ...77
• 다. 바람에 의해 구조물에 발생하는 진동예측 ...81
• 라. 풍동실험 ...83
• 마. 빌딩풍의 실측 ...86
• 제2절 현장실험 계측 ...87
• 1. 대상 건축물의 구조특성 ...87
• 가. 대상 건축물 ...87
• 나. 구조 해석 (부제변형의 파악) ...88
• 2. 실험계획 ...93
• 가. 거동 게측 센서 ...93
• 나. 변동하중 계측센서 ...95
• 다. 계측센서의 최적위치 선정 ...103
• 라. 계측 시스템도 ...109
• 3. 실험 결과.분석 ...110
• 가. 결과 ...110
• 나. 분석 ...133
• 제3절 장기계측 전용센서 시스템 개발 ...138
• 1. 이론적 고찰 ...138
• 가. 가속도 센서 ...138
• 나. 광섬유 센서 ...151
• 다. AE(Acoustic Emission)센서 ...167
• 2. 장기계측 전용센서의 제조 ...183
• 가. 가속도 센서 ...183
• 나. AE센서 시제품 제조 ...194
• 다. 광섬유 센서 Package 및 부착기구 ...201
• 3. 장기계측 전용센서의 기능 및 성능평가 ...205
• 가. 센서의 검교정 ...205
• 나. 기본특성시험 ...221
• 다. 광섬유센서의 구조 거동응답특성시험 ...224
• 4. 장기계측 전용센서의 실 구조물 적용 및 계측기술개발 ...234
• 가. 보-기둥접합부의 거동분석 ...234
• 나. 손상된 부재에서의 신호분석기술 개발 ...253
• 제4절 고층구조물의 구조해석 시스템 개발 ...277
• 1. 구조시스템 식별기법에 관한 이론적 고찰 ...277
• 가. 주파수 영역 시스템 ...277
• 나. 시간 영역 시스템 식별 ...278
• 2. 고층구조 시스템 식별기법(St-Id)의 제안 ...283
• 가. 기초연구 ...283
• 나. 미지하중의 추정을 위한 반복 최소제곱법 ...288
• 다. 응답-계측의 최소화를 위한 가중 전체반복 칼만필터법 ...293
• 라. 수정 확장 칼만필터 법을 이용한 역해석 알고리즘 ...299
• 3. 알고리즘 검증 ...303
• 가. 개요 ...303
• 나. 시스템 식별 ...304
• 다. 시스템의 손상추정 ...311
• 4. 동역학적 모델링을 통한 손상추정 ...312
• 가. 대상건축물의 동특성 ...312
• 나. 전단건물의 동역학적 모델링 ...316
• 다. 계측 자료를 이용한 대상 구조물의 손상 추정 ...319
• 제5절 상시 안전진단 통합 시스템구축 ...325
• 1. 통합 시스템구축 ...325
• 2.장기계측 시스템 사용지침 ...334
• 제6절 결 론 ...335
• 1. 고층건축물의 구조 특성 ...335
• 2. 현장실험 계측계획 및 결과 분석 ...335
• 가. 대상건축물의 구조특성 ...335
• 나. 계측결과 ...336
• 3. 장기계측 전용센서 시스템의 개발 ...338
• 가. 센서 시스템의 설계.제작 ...338
• 나. 센서의 기능 및 성능실험.평가 ...338
• 4. 고층구조물의 구조해석 시스템 개발 ...339
• 가. 구조시스템 식별기법(St-Id)의 제안 ...339
• 5. 상시 안전진단 통합시스템 구축 ...340
• 제4장 연구개발목표 달성도 ...341
• 1. 최종 연구개발 목표 ...341
• 가. 고층 구조물의 장기계측에 의한 구조해석 시스템 개발 ...341
• 나. 고층 구조물의 장기계측 전용센서 시스템 개발 ...341
• 다. 장기계측 전용센서의 기능성 검증 및 계측기술 개발 ...341
• 라. 상시 안전진단 통합시스템 구축 및 현장적용 실험 ...341
• 2. 평가의 착안점 ...342
• 가. 고층 구조물의 장기계측에 의한 구조해석 시스템 개발 ...342
• 나. 고층 구조물의 장기계측 전용센서 시스템 개발 ...342
• 다. 장기계측 전용센서의 기능성 검증 및 계측기술 개발 ...342
• 라. 상시 안전진단 통합시스템 구축 및 현장적용 실험 ...343
• 3. 연구개발 목표의 달성도 ...343
• 가. 고층 구조물의 장기계측에 의한 구조해석 시스템 개발 ...343
• 나. 고층 구조물의 장기계측 전용센서 시스템 개발 ...343
• 다. 장기계측 전용센서의 기능성 검증 및 계측기술 개발 ...344
• 라. 상시 안전진단 통합시스템 구축 및 현장적용 실험 ...344
• 4. 상기 평가의 착안점에 따른 달성도에 대한 자체평가 ...345
• 가. 총괄 ...345
• 나. 고층 구조물의 장기계측에 의한 구조해석 시스템 개발 ...346
• 다. 고층 구조물의 장기계측 전용센서 시스템 개발 ...347
• 라. 장기계측 전용센서의 기능성 검증 및 계측기술 개발 ...348
• 마. 상시 안전진단 통합시스템 구축 및 현장적용 실험 ...348
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ...350
• 1. 추가연구의 필요성 ...350
• 가. 건축물의 St-Id기법을 이용한 구조성능 및 거동평가 s/w 개발 ...350
• 2. 타 연구에의 응용 ...350
• 3. 활용계획 ...350
• 제6장 참고문헌 ...351