선형퍼지회귀분석기법을 이용한 합성형 사장교 케이블의 장력보정

권장섭,장승필,조서경,Kwon, Jang Sub,Chang, Seung Pil,Cho, Suh Kyoung 한국강구조학회 1997 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.9 No.4

사장교의 시공 특성상 여러 가지 원인에 의하여 오차가 발생하고, 복잡한 시공 과정을 거치는 동안 오차가 누적되어 점점 확대된다. 따라서, 설계와는 상당히 달리 부재에 불리한 응력분포와 교량의 과도한 처짐 등이 발생할 수 있다. 부재의 응력분포와 교량의 기하형상을 바람직한 방향으로 수정하기 위해 사장교의 시공 중에 케이블의 장력보정이 불가피하다. 기존의 장력보정 방법은 오차 단위의 차이를(케이블 장력과 주형의 처짐 등) 고려하기 위하여 최적화 과정 중에 가중치 계수를 사용하여야 한다. 하지만 이 가중치 계수를 결정하는 것이 쉽지 않고, 한 차례의 보정을 실시한 후에도 오차가 설계허용범위를 벗어날 때는 새로운 가중치 계수를 도입하여 여러 번 반복 수행해야하므로 상당한 시간이 요구된다. 본 연구에서는 이와 같은 점을 고려하여 선형퍼지회귀분석기법을 케이블 장력보정에 적용하였다. 이 방법은 설계자의 의도와 시방 규정을 선형최적화 문제의 구속 조건의 형태로 정식화 과정에 포함시킬 수 있고, 기존의 방법보다 빠르게 현장에서의 장력보정을 수행할 수 있다. During the construction of cable stayed bridge, errors are always caused by various reasons, accumulated and amplified through the complex construction steps. It is likely that the undesirable stress distribution of members and the large deflection of the bridge different from design values come out The adjustment of cables during construction is absolutely indispensable to correct the stress distribution of the members and the geometrical configuration of the bridge. In the conventional method, weight coefficients are used to consider the difference of units between cable forces and girder deflections during the optimization process of cable adjustment. However, it is not easy to determine weight coefficients and the adjustment must be repeated several times with the time consuming process of the determination of new weight coefficients in case that errors are out of design allowable limits. In this paper, fuzzy linear regression analysis is applied to the cable adjustment to overcome those problems. In the application of fuzzy linear regression analysis method the designer's intention and the design allowable limits can be formulated in the form of the constraints of the linear optimization problem. Therefore, the cable adjustment in construction site can be carried out with the fuzzy linear regression analysis more rapidly than with the convetional method.

선형퍼지회귀분석기법을 이용한 합성형 사장교 케이블의 장력보정

권장섭,장승필(Sung Pil Chang),조서경(Seo Kyung Cho) 한국강구조학회 1998 韓國鋼構造學會誌 Vol.10 No.1

이산폰툰형 부유식교량의 지진응답해석

권장섭 한국지진공학회 2005 한국지진공학회논문집 Vol.9 No.2

이산폰툰형 부유식교량의 시간영역 지진응답해석을 지진파의 공간분포를 고려하여 수행하였다. 지반운동의 공간변화는 파의 통과 영향, 엇결성 뎡향 및 국부지반 영향을 반영하는 결맞음 함수 모델로 고려하였다. 부유식 교량의 상부구조는 공간뼈대요소와 탄성현수케이블요소를 이용하여 모델링 하였고, FHWA 가이드라인의 스프링 모델을 사용하여 교대의 지반 구조물 상호작용에 대한 영향을 고려하엿으며, 경계요소법으로 산정한 폰툰 동수력계수의 주파수 의종성을 고려하기 위해서 시간지연함수를 사용하였다. 지반운동의 공간변화를 고려한 다중지점 지진입력을 교량의 양단에 도입하였고 응답의 시간이력을 동시 가진 시와 비교하였다. 장주기의 동적특성을 갖는 이산폰툰형 부유식 교량의 지진응답 해석에서 지반운동의 공간분포를 고려할 경우에 주몰할만한 응답의 증폭이 나타날 수 있음을 확인하였다. Dynamic response analysis in time dimain is conducted for floating bridges with discrete pontoons subject to spatial variation of ground motions. The Spatial variation of ground motions is considered with the coherency function model which represents wave passage, incoherence and local site effects. The superstructure of the bridge is represented by space frame and elastic catenary cable elements, the abutment us modelde with the spring element of FHWA guideline for considering soil structure interaction and the concept of retardation function is utilized to consider the frequency dependency of the hydrodynamic coefficients which are obtainde by boundary element method. multiple support excitations considering the spatial variation. The noticeable amplification of the response can be shown when the spatial variation of ground motions is incorporated in the anallysis of floating bridges.

제한진폭 능동형 질량동조감쇠장치

권장섭,장승필,유홍 한국지진공학회 2005 한국지진공학회논문집 Vol.9 No.3

토목구조물에 능동형 질량동조감쇠장치를 설치할 경우에 설치장소의 크기는 제한되며 그에 따라 질량감쇠증기의 최대진폭이 제한되는 것이 일반적이다. 이 연구에서는 벽체 스프링과 고정장지를 이용하여 능동형 질량동조감쇠장치의 진폭을 제한하면서도 제어성능을 적절히 유지시킬 수 있는 제한진폭 능동형 질량동조감쇠장 치를 제안하였다. 이 제어장치는 질량감쇠장치의 진폭이 작을 경우에는 일반적인 능동형 질량동조감쇠장치로 작동하고 진폭이 정해진 값을 초과하면 제한진폭 능동형 질량동조감쇠장치로 작동하게 된다. 이러한 동작원리의 수학적 정식화를 통하여 새로운 제어 알고리즘을 제시하였다. 제한진폭 능동형 질량동조감쇠장치의 다양한 설계인자에 대한 파라미터 연구를 수행하였고, 그 성능을 기존의 능동형 질량동조감쇠장치와 비교하여 살펴보았다. 제한진폭 능동형 질량동조감쇠장치의 정현하중 및 충격하중에 대하여 일반적 능동형 질량동조감쇠장치와 비교하여 제어효과가 크게 떨어지지 않으면서 질량감쇠장치의 최대진폭을 상당히 줄일 수 있어 그 유용성을 확인할 수 있었다. 랜덤하중에 대한 해석의 경우는 질량감쇠장치의 최대진폭이 크게 감소하면서 주구조물의 최대진폭은 거의 증가되지 않는 개선된 결과가 관찰되었다

다중지점 가진 효과를 고려한 부유식 교량의 지진응답 해석

권장섭,백인열,장승필 한국지진공학회 2004 한국지진공학회논문집 Vol.8 No.2

다중지점 지진입력에 대한 부유식 교량의 동적 응답해석을 수행하였다. 이 연구에서 사용한 부유식 교량은 수직방향으로는 이산 폰툰에 의해 지지되고 수평방향으로는 프리텐션 케이블에 의해 지지된다. 부유식 교량의 상부구조는 공간뼈대요소와 탄성현수케이블요소를 이용하여 모델링 하였고, 폰툰의 부가질량 및 부가감쇠는 경계요소를 이용하여 구하였다. 동수력 계수의 주파수 의존성을 고려하기 위해서 시간지연함수를 사용하여 해석을 수행하였다. 다중지점 지진입력은 교량의 양단과 케이블 앵커에서 도입하였고 응답의 시간이력을 동시가진 시와 비교하였다. 해석결과로부터 케이블 장력 등은 동시가진 시보다 다중지점 지진입력 시에서 더 큰 응답을 보임을 알 수 있다. Dynamic response analysis is conducted for a floating bridge subjected to multiple support earthquake excitation. The floating bridge used in this study is supported by discrete floating pontoons and horizontal pretension cables supported at both ends of the bridge. The bridge is modeled with finite elements and the hydrodynamic added mass and added damping due to the surrounding fluid around pontoons are obtained using boundary elements. During the analysis the concept of retardation function is utilized to consider the frequency dependency of the hydrodynamic coefficients. Multiple support excitation is introduced at both ends of the bridge and the time history response is compared to that of a simultaneous excitation. The results show that the multiple support excitation yields larger values in some responses. for example in cable tensions. than the sumultaneous excitation.

파랑하중을 받는 부유식 구조물의 동적거동에 대한 주파수영역 해석

권장섭(Kwon, Jang Sub),백인열(Paik, In Yeol),박정일(Park, Jung Il),장승필(Chang, Sung Pil) 한국해안해양공학회 2005 한국해안해양공학회 논문집 Vol.17 No.3

부유체 및 부유식 교량과 같은 부유식 구조물이 파랑하중에 대하여 나타내는 동적거동을 주파수영역에서 구하는 연구를 수행하였다. 먼저, 부분적으로 유체에 잠겨 파랑하중의 작용을 받는 부유체에 대하여, 이의 강체운동과 관련된 동유체력계수인 부가질량, 감쇠 및 파강제력를 선형포텐셜이론과 경계요소법을 이용하여 주파수 영역에서 산정한다 다음으로,부유식 교량과 같이 앞에서 구한 부유체로 지지되며 유한요소를 이용하여 모델링 되는 부유식 구조물에 대하여, o)의 동적거동에 관한 운동방정식을 수립한다. 동유체력계수들이 주파수 의존적 성질을 가지므로 해석은 주파수영역에서 수행한다. 적용 예제로서 반구와 같은 부유체를 이용하여 해석결과를 문헌과 비교 검증한 후,부유식 교량을 지지하는 폰툰형 부유체에 대한 동유체력계수들을 구하고, 이를 이용하여 설계 파랑하중을 받는 부유식 교량의 동적 거동해석을 수행한다. 해석 예제를 주파수영역에서 해석한 결과 입사파스펙트림의 피크 주파수와 교량의 고유진동수가 가까워 응답이 증폭될 소지가 있었으나 주파수 의존적인 파강제력의 피크가 벗어난 영향으로 응답이 증폭되지 않음을 알 수 있다. Dynamic response of floating structures such as floating body and floating bridges subject to wave load is to be calculated in frequency domain. Added mass coefficient, damping coefficient and wave exciting force are obtained numerically from frequency domain formulation of linear potential theory and boundary element method for a floating body which is partially submerged into water and subjected to wave force. Next, the equation of motion for the dynamic behavior of a floating structure which is supported by the floating bodies and modeled with finite elements is written in frequency domain. hker a hemisphere is analyzed and compared with the published references as examples of floating bodies, the hydrodynamic coefficients for a pontoon type floating body which supports a floating bridge are determined. The dynamic response of the floating bridge subject to design wave load can be solved using the coefficients obtained for the pontoons and the results are plotted in the frequency domain. It can be seen from the example analysis that although the peak frequency of the incoming wave spectrum is near the natural frequency of the bridge, the response of the bridge is not amplified due to the effect that the peak frequency of wave exciting force is away from the natural frequency of the bridge.

비선형 동적 시스템의 파라미터 산정을 위한 주파수 영역 볼테라 모델의 이용

백인열,권장섭 한국지진공학회 2005 한국지진공학회논문집 Vol.9 No.3

비선형 함수로 모델링되는 동적 시스템의 비선형 파라미터를 결정하기 위하여 주파수 영역 볼테라 모델을 적용하는 연구를 수행하였다. 시간영역의 1차, 2차, 3차 전달함수에 해당하는 주파수 영역의 볼테라 핵함수를 비선형 파라미터 산정 과정에 3차 비선형 항까지 포함시켰다. Schetzen의 방법으로 시스템의 비선형 미분방정식에 적합한 볼테라 급수 표현식을 정하고, 이로부터 유도되는 비선형 전달함수를 입력 출력 관계식에 사용하였다. 관찰된 입력을 비선형 주파수 영역 모델에 대입하여 계산한 출력과 관찰된 출력의 차이로 오차를 정의한 후 오차를 최소화 시키는 시스템 파라미터의 값을 구하였다. 예제를 통하여 선형 주파수 구간 뿐만 아니라 2차 혹은 3차 비선형이 지배적인 주파수 범위 대에서 볼테라 모델이 충분한 정확성과 수렴성을 가지며 인식된 파라미터는 실제 값과 잘 일치함을 확인할 수 있었다. Frequency domain Volterra model is applied to nonlinear parameter identification procedure for dynamic systems modeled by nonlinear function. The frequency domain Volterra kernels, which correspond io linear, quadratic, and cubic transfer functions in lime domain, are incorporated in nonlinear parametric identification procedure. The nonlinear transfer functions, which can be derived from the Volterra series representation of the nonlinear differential equation of the system by Schetzen's method(1980), are directly used for modeling input output relation. The error is defined by the difference between the observed output and the estimated output which is calculated by substituting the observed input to nonlinear frequency domain model. The system parameters are searched by minimizing the error. Volterra model guarantees enough accuracy and convergence and the estimated coefficients have a good agreement with their actual values not only in the linear frequency region but also in the legion where the 2^{nd}\;or\;3^{rd} order nonlinearity is dominant.

교량보수 관련 기술 특허출원 동향

김은태,권장섭,Kim, Eun-Tae,Gwon, Jang-Seop 대한건설기계협회 2005 건설기계정보 Vol.146 No.-

Analysis of Wave Force Induced Dynamic Response of Submerged Floating Tunnel

백인열,장성필,오창국,권장섭 대한토목학회 2004 KSCE JOURNAL OF CIVIL ENGINEERING Vol.8 No.5

Submerged Floating Tunnel (SFT) is a new structural concept for crossing water. The purpose of the present study is to develop a dynamic analysis program for SFT and investigate dynamic response characteristics of SFT subjected to external environmental wave load. The structure is modeled with 3-dimensional beam element and the fluid is assumed incompressible, invicid and irrotational and is analysed by boundary element method applying linear potential theory. Using the hydrodynamic coefficients of added mass, radiation damping and wave excitation force obtained by solving 2-dimensional diffraction problem, 3-dimensional structural analysis of SFT is performed in time domain and results are presented. The depth effect of SFT location on the hydrodynamic coefficients are illustrated as well as the effect of the frequency dependency of the coefficients which is taken into account in the analysis program.

이산 폰투형 부유식 교량의 동적 해석

백인열(Paik In Yeol),권장섭(Kwon Jang Sub),이원표(Lee Won Pyo),장승필(Chang Sung Pil) 대한토목학회 2002 대한토목학회논문집 A Vol.22 No.2A