지진에 의한 강성도 및 감쇠의 실시간 변화 추정

신수봉,오성호 한국전산구조공학회 2003 전산구조공학 Vol.16 No.2

그리드 기술을 이용한 공학 교육 및 연구의 새로운 패러다임

신수봉,심창수,강수용,Sin Su-Bong,Sim Chang-Su,Gang Su-Yong 한국전산구조공학회 2006 전산구조공학 Vol.19 No.1

거동계측과 모델개선에 의한 구조물 건전도 평가기술

신수봉,김철영 한국구조물진단유지관리공학회 2005 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.9 No.2

교각의 노후도 영향에 따른 강합성 상자형 거더교의 지진응답 평가

신수봉,홍이영,문이호,송종걸,Shin, Soobong,Hong, Ji-Yeong,Moon, Jiho,Song, Jong-Keol 한국전산구조공학회 2020 한국전산구조공학회논문집 Vol.33 No.5

현재 우리나라에서 운영 중인 교량 중 30년 이상 된 교량이 전체의 약 11%를 차지할 정도로 노후교량의 수가 증가하고 있다. 따라서 교량의 노후화에 따른 영향을 고려한 내진성능 평가방법의 개발이 필요하다고 볼 수 있다. 예제 교량으로는 포트받침, 탄성고무받침과 납-고무받침을 가진 3가지의 강합성 상자형 거더교를 선정하고, opensees 프로그램을 사용하여 구조해석모델을 작성하였다. 본 연구에서는 교량의 노후도를 교각의 주철근과 띠철근의 부식에 의한 면적의 감소로 반영하였다. 교각의 노후화 정도로는 5%, 10%, 25%, 50%의 4가지 조건을 사용하였다. 입력지진으로는 근거리 지진과 원거리 지진을 각각 40개씩 사용하였으며, 노후화 정도에 따른 예제교량의 교각에 대한 최대변위와 최대 전단력 응답을 구하여 비교하였다. 노후도가 증가할수록 힘-변위 관계에서 교각의 강도 저하가 발생함을 알 수 있으며, 이로 인하여 교각의 변위응답이 증가함을 알 수 있다. 교각의 노후도에 따른 변위응답과 전단저항능력의 영향을 분석하기 위하여 변위비(D_ratio)와 전단력비(F_ratio)를 정의하여 평가하였다. 예제교량의 고유주기가 길어질수록 노후도에 따른 변위비(D_ratio)의 증가가 크게 나타남을 알 수 있으며, 전단력비(F_ratio)의 감소 경향은 작게 나타남을 알 수 있다. Among the bridges used in Korea, those that are more than 30 years old account for approximately 11% of the total bridges. Therefore, developing a seismic performance-evaluation method is necessary by considering the bridge age. Three composite steel-concrete box girder bridges with port, elastic-rubber, and lead-rubber bearings were selected, and a structural analysis model was developed using the OpenSEESs program. In this study, pier aging was reflected by the reduction in the area of the longitudinal and transverse rebars. Four conditions of 5%, 10%, 25%, and 50% in the degree of pier aging were used. As input earthquakes, 40 near-fault and far-field earthquakes were used, and the maximum displacement and maximum shear-force responses of the piers were obtained and compared. The result shows that as the aging degree increases, the pier strength decreases. Therefore, the pier displacement response increases. To analyze the effects of displacement response and shear resistance, displacement ratio D_ratio and shear-force ratio F_ratio were evaluated. The older the sample bridge is, the greater is the tendency of D_ratio to increase and the smaller is the tendency of F_ratio to decrease.

철근 부식을 고려한 교량의 지진취약도 평가

신수봉,꽁씨나,문지호,송종걸,Shin, Soobong,Kong, Sina,Moon, Jiho,Song, Jong-Keol 한국전산구조공학회 2021 한국전산구조공학회논문집 Vol.34 No.4

Although the deterioration of bridges may occur due to various causes, one of the representative causes is that the chloride used for deicing in the winter penetrates bridge members and results in corrosion. This study aims to quantify the ageing degree resulting from the corrosion of a bridge, apply it to the inelastic dynamic analysis model of the bridge, perform a seismic fragility analysis, and evaluate the relationship between the ageing degree and the seismic fragility curve. It is important to appropriately define the threshold values for each damage state in seismic fragility analyses considering the ageing degree. The damage state was defined using the results of existing experimental studies on the characteristics of the deterioration in the displacement ductility capacity of the pier, according to the ageing degree. Based on the seismic fragility analyses of six types of bridges divided by three types of bearing devices and two pier heights, it was found that the seismic vulnerability tends to increase with the ageing degree. The difference in seismic vulnerability with respect to the ageing degree exhibits a tendency to increase as the damage state progresses from slight to moderate, severe, and collapse. 교량의 노후화는 다양한 원인에 기인하겠지만 겨울철에 제설용으로 살포하는 염화칼슘이 교량부재에 침투하여 부식을 유발하는 것이 대표적인 교량 노후화 원인중 하나라고 할 수 있다. 본 연구의 목적은 교량의 부식에 의한 노후화 정도를 정량화하고 이를 교량의 해석모델에 적용하여 노후화 정도에 따른 지진취약도 해석을 수행하고 노후화 정도와 지진취약도 곡선의 관계를 평가하는 것이다. 노후화 정도를 고려한 지진취약도 해석에 각 손상상태별로 한계값을 적절히 정의하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 손상정도에 따른 변위 연성도 능력의 저하 특성에 관한 기존 연구결과를 활용하여 손상상태를 정의하였다. 세 가지 교량받침과 두 가지 교각 높이에 따른 예제 교량들의 지진취약도 해석으로부터 노후화 정도가 증가할수록 지진취약도가 증가하는 경향이 나타냄을 알 수 있다. 이러한 노후화 정도에 따른 지진취약도의 차이는 손상상태가 경미, 보통, 심각, 붕괴의 상태로 갈수록 증가하는 경향을 나타낸다.

구속적 비선형 최적화에 의한 합성재료 탄성물성치의 수치적 예측

신수봉,고현무 한국전산구조공학회 1997 한국전산구조공학회논문집 Vol.10 No.2

서로 다른 기지의 성질을 갖는 재료들을 혼합하여 만든 합성재료의 새로운 물성치는 일반적으로 실험으로 규명하고 있다. 혼합하는 재료들의 체적비에 따라 실험으로 측정한 합성재료의 탄성계수와 포와송비는 그 합성재료로 만들어지는 구조물의 역학적 거동을 예측하는 해석적 모델의 기본자료로 사용된다. 합성재료 탄성물성치의 수치적 예측은 합성재료에 대한 유한요소 모델로 해석한 정적변위와 균질.등방성으로 가정한 모델을 해석한 정적변위와의 차이를 최소화하는 구속적 비선형 최적화기법을 사용하여 수행하였다. 유한요소 모델은 체적비에 따라 혼합물질을 분배하기 용이하도록 제안하였으며 구속조건 및 하중조건은 일축인장에 의한 거동을 예측하도록 설정하였다. 본 논문에서는 고체입자를 섞어 만든 합성재료의 탄성물성치를 예제를 통하여 수치적으로 예측하고 그 결과를 실험결과 및 이론식들과 비교.검토하였다. Material properties of a new composite composed of components with known material properties are usually investigated through experiments. Elastic modulus and Poisson's ratio are measured at various volume fractions of mixed components and utilized as the base information on an analytical model for predicting the mechanical behaviors of a structure constructed by the composite. Elastic material properties of a composite at various volume fractions are numerically estimated by minimizing the error between the static displacements computed from a model for the composite and those computed from a model of homogeneous and isotropic material. A finite element model for a composite is proposed to distribute different types of material components easily into the model depending on the volume fraction. Then, the material properties of a composite filled with solid mircospheres are predicted numerically through a sample study and the estimated results are compared with experimental results and some theoretical equations.

지진 및 건물 붕괴

신수봉 국가위기관리학회 2018 국가위기관리학회 학술대회 Vol.2018 No.04

사장교 시공 중 케이블 장력 보정을 위한 최적 변위계측 위치 결정

신수봉,이중용,김재천,정길제 한국구조물진단유지관리공학회 2009 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.13 No.2

이 연구에서는 사장교의 시공 중 장력보정을 위한 최적 변위계측 위치(OLD) 결정법을 제안한다. 변위 민감도를 구하여 Fisher Information Matrix(FIM)를 정식화하였고, 이를 이용한 유효독립분포벡터(EIDV)를 계산하여 최적 변위계측 위치의 우선순위를 결정하였다. 결정된 최적 변위계측 위치의 효율성과 신뢰성을 검증하기 위하여 사장교에 대한 수치예제를 수행하였다. 변위를 사용한 FIM을 정식화하여 이의 결과를 변위 민감도를 사용한 결과와 수치예제를 통해 비교하였다. 또한 변위 측정오차와 케이블 길이오차가 장력 보정에 미치는 영향을 Monte Carlo 기법을 사용하여 통계적으로 분석하였다. The paper presents an algorithm of selecting optimal locations for measuring displacements (OLD) to adjust cable tension forces during the construction of cable-stayed bridges. The rank for optimal locations can be determined from the effective independence distribution vectors (EIDV) that are computed from the Fisher Information Matrices (FIM) formulated with the displacement sensitivities. To examine the efficiency and reliability of the proposed algorithm for determining OLD, a simulation study on a cable-stayed bridge has been carried out. The results using FIM formulated with displacements are compared with those using FIM with displacement sensitivities through the simulation study. The effects of measurement noise and error in cable length on the adjustment of cable tension forces are evaluated statistically by applying the Monte Carlo scheme.

구조공학에서의 역문제

신수봉 한국강구조학회 1995 韓國鋼構造學會誌 Vol.7 No.3

구속적 비선형 최적화에 의한 합성재료 탄성물성치의 수치적 예측

신수봉,고현무 한국전산구조공학회 1997 전산구조공학 Vol.10 No.2

서로 다른 기지의 성질을 갖는 재료들을 혼합하여 만든 합성재료의 새로운 물성치는 일반적으로 실험으로 규명하고 있다. 혼합하는 재료들의 체적비에 따라 실험으로 측정한 합성재료의 탄성계수와 포와송비는 그 합성재료로 만들어지는 구조물의 역학적 거동을 예측하는 해석적 모델의 기본자료로 사용된다. 합성재료 탄성물성치의 수치적 예측은 합성재료에 대한 유한요소 모델로 해석한 정적변위와 균질.등방성으로 가정한 모델을 해석한 정적변위와의 차이를 최소화하는 구속적 비선형 최적화기법을 사용하여 수행하였다. 유한요소 모델은 체적비에 따라 혼합물질을 분배하기 용이하도록 제안하였으며 구속조건 및 하중조건은 일축인장에 의한 거동을 예측하도록 설정하였다. 본 논문에서는 고체입자를 섞어 만든 합성재료의 탄성물성치를 예제를 통하여 수치적으로 예측하고 그 결과를 실험결과 및 이론식들과 비교.검토하였다. Material properties of a new composite composed of components with known material properties are usually investigated through experiments. Elastic modulus and Poisson's ratio are measured at various volume fractions of mixed components and utilized as the base information on an analytical model for predicting the mechanical behaviors of a structure constructed by the composite. Elastic material properties of a composite at various volume fractions are numerically estimated by minimizing the error between the static displacements computed from a model for the composite and those computed from a model of homogeneous and isotropic material. A finite element model for a composite is proposed to distribute different types of material components easily into the model depending on the volume fraction. Then, the material properties of a composite filled with solid mircospheres are predicted numerically through a sample study and the estimated results are compared with experimental results and some theoretical equations.