자유 진동 실험을 통한 VRS-RTK 기법을 이용한 골조 구조물의 모니터링 적용성 검토

최세운,박효선,김법렬,이홍민,김유석 한국구조물진단유지관리공학회 2014 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.18 No.1

건물의 풍진동을 모니터링 하기 위해, 두 개 (이동국과 기준국)의 global positioning system (GPS)에 기반한 종래의 real-time kinematic (RTK) 기법이 널리 적용되고 있다. 그러나 이는 기준국을 위한 공간을 확보하거나 유지 관리하는데 어려움을 겪을 수 있다. 한편, 최근에 하나의 이동국 만을 이용하여 구조물의 움직임을 계측할 수 있는 새로운 virtual reference station (VRS)-RTK 기법이 개발되었으며, 측량 분야에서 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 골조 구조물의 횡방향 구조 응답을 모니터링하기 위한 VRS-RTK 기법의 적용성을 평가하기 위해 단층 골조 모형 (1차 고유진동수 : 1 Hz)과 3층 골조 모형 (1차 고유진동수 : 0.85 Hz)의 자유진동 실험을 수행하였다.GPS에 의해 계측된 변위 및 가속도 응답의 신뢰성을 평가하기 위해, 레이져 변위계와 가속도계가 설치되었으며, 이들로부터 얻은 계측값을 GPS의 계측값과 비교하였다. 또한, 건물의 지속적인 모니터링을 위한 적절한 계측 샘플링 수를 파악하기 위해, 변위 응답에서의 오차가각기 다른 GPS 샘플링 수 (5, 10, 20 Hz)에서 평가되었다. 실험 결과, GPS으로부터 얻은 변위 및 가속도 응답은 레이져 변위계와 가속계로부터 얻은 응답과 좋은 유사 관계를 가지는 것을 확인하였다. 그리고, GPS 샘플링 수가 증가할수록 변위 오차는 감소하였으며, 3층 실험체에 대해서는 20 Hz의 GPS 샘플링 수로 구조물의 전 모드 성분 (1, 2, 3차 모드)을 검출할 수 있었다. To monitor the wind-induced responses of buildings, conventional real-time kinematic (RTK) methods based on two global positioning system (GPS) receivers (e.g., a reference and a rover) are widely applied. However, these methods can encounter problems such as difficulty in securing and maintaining a space for a reference station. With the recently developed virtual reference station (VRS)-RTK approach, the position of a structure can be measured using only a rover receiver. In this study, to evaluate the applicability of VRS-RTK methods in monitoring the lateral structural responses of frame structures, we performed free vibration tests on a one-story frame model (the first natural frequency of 1 Hz) and a three-story frame model (the first natural frequency of 0.85 Hz). To assess the reliability of the displacement and acceleration responses measured by the GPS, we performeda concurrent measurement using laser displacement sensors and an accelerometer. The accelerometer results were consistent withthe GPS measurements in terms of the time history and frequency content. Furthermore, to derive an appropriate sampling rate forthe continuous monitoring of buildings, the errors in the displacement responses were evaluated at different GPS sampling rates (5, 10, 20 Hz). The results indicate that as the sampling rate increased, the errors in the displacement responses decreased. In addition, in the three-story model, all modal components (first, second, and third modes) could be recorded at a sampling rate of 20 Hz.

표적항암치료를 위한 겸형적혈구의 응용 및 치료 효과

최세운,Choe, Se-woon 한국정보통신학회 2016 한국정보통신학회논문지 Vol.20 No.12

암 환자들을 대상으로 하는 항암치료법은 나노입자, 폴리머 중합체, 지질, 리포솜 등을 치료 전달체로 이용하여 항암치료를 진행하는 방법들이 주로 활발하게 사용되고 있다. 이러한 전달체는 항암 치료제를 직접 암세포로 정확하게 표적 운반하는 정확성, 정확하게 운반한 후 선택적으로 항암치료제를 방출해야하는 유출제어, 다른 일반 세포들을 약물로부터 보호하는 기능 등을 동시에 가지고 있어야 하지만, 대부분 항암약물의 독성에 기인한 부작용이 발생하고 있다. 겸형적혈구는 암세포주변 혈관세포와 멤브레인 표면에 존재하는 리셉터 사이에의 점착성이 존재하며 추가적 생화학처리 없이 암세포 주변에 표적화가 가능함을 보인다. 또한, 암세포 주변의 혈관의 구조적 변화특성은 겸형적혈구의 중합화 반응을 증가시킨다. 따라서 본 논문에서는 겸형적혈구를 이용한 새로운 항암치료법의 효과를 정량적 혈관분석 방법을 통해 제시하고자 한다. Conventional drug carriers such as liposomes, nanoparticles, polymer micelles, polymeric conjugate and lipid microemulsion for cancer chemotherapy shield normal tissues from toxic drugs to treat cancer cells in tumors. However, inaccurate tumor targeting uncontrolled drug release from the carriers and unwanted accumulation in healthy sites can limit treatment efficacy with current conventional drug carriers with insufficient concentrations of drugs in the tumors and unexpected side effects as a result. Sickle red blood cells show natural tumor preferential accumulation without any manipulation due to the adhesive interaction between molecular receptors on the membrane surface and counter-receptor on endothelial cells. In addition, structural changes of microvascular in tumor sites enhances polymerization of sickle red blood cells. In this research, we examined the use of sickle red blood cells as a new drug carrier with novel tumor targeting and controlled release properties to quantify its therapeutic effects.

철골모멘트골조의 내진보강을 위한 수직 연속성을 고려한 유전자 알고리즘 기반 최적 비좌굴가새 위치 및 크기 결정 기법

최세운,김유석 대한건축학회 2023 대한건축학회논문집 Vol.39 No.4

본 연구에서는 철골모멘트골조의 비좌굴가새를 이용한 유전자 알고리즘 기반의 최적 내진보강 기법(방법1)이 제시된다. 이는 서로 상충하는 초기 보강 비용과 생애주기비용을 동시에 최소화하도록 하며, 비좌굴가새 위치 및 크기를 제시한다. 제안한 방법의 검증을 위해 9층 철골모멘트골조 예제가 사용된다. 가새 보강은 일반적으로 연약층 발생을 방지하기 위해 수직 방향으로 연속적으로 이루어지지만, 이러한 점을 고려한 연구는 거의 이루어지지 않았다. 본 연구에서는 수직 연속성을 고려한 최적 내진보강 기법(방법2)가 추가적으로 제시된다. 예제 적용을 통해 제시된 방법의 효과를 확인하였으며, 수직 연속성 조건을 고려한 방법2의 보강안은 상대적으로 해당 조건을 고려하지 않은 방법1의 보강안보다 더 많은 보강량이 유도될 수 있음을 확인하였다. In this study, the genetic algorithm-based optimal seismic retrofit method using buckling restrained braces (BRBs) for existing steel frameswas presented to simultaneously minimize the two conflicting objective functions of initial retrofit cost and lifecycle cost. Method 1 providedthe BRB placements and sizes and was applied to a nine-story steel frame; the effectiveness of the retrofit schemes obtained was theninvestigated. Although it is important to ensure the vertical continuity of BRBs for preventing soft and weak stories, little research has beenreported on the optimal seismic retrofit method to suggest the installation placements and sizes of BRBs. Therefore, an additional optimalseismic retrofit method was proposed to enforce the vertical continuity of BRBs. The results indicated that the proposed methods were moreeffective than the conventional retrofit method, and in some retrofit schemes, the vertical continuity condition incorporated into Method 2presented greater initial retrofit costs than those of Method 1 to yield similar lifecycle costs.

국가지진관측망 기반 지진동 데이터베이스 개발 연구

최세운,이준기,이상현,강태섭 한국지진공학회 2020 한국지진공학회논문집 Vol.24 No.6

In order to improve the ground-motion prediction equation, which is an important factor in seismic hazard assessment, it is essential to obtain good quality seismic data for a region. The Korean Peninsula has an environment in which it is difficult to obtain strong ground motion data. However, because digital seismic observation networks have become denser since the mid-2000s and moderate earthquake events such as the Odaesan earthquake (Jan. 20, 2007, ML 4.8), the 9.12 Gyeongju earthquake (Sep. 12, 2016, ML 5.8), and the Pohang earthquake (Nov. 15, 2017, ML 5.4) have occurred, some good empirical data on ground motion could have been accumulated. In this study, we tried to build a ground motion database that can be used for the development of the ground motion attenuation equation by collecting seismic data accumulated since the 2000s. The database was constructed in the form of a flat file with RotD50 peak ground acceleration, 5% damped pseudo-spectral acceleration, and meta information related to hypocenter, path, site, and data processing. The seismic data used were the velocity and accelerogram data for events over ML 3.0 observed between 2003 and 2019 by the Korean National Seismic Network administered by the Korea Meteorological Administration. The final flat file contains 10,795 ground motion data items for 141 events. Although this study focuses mainly on organizing earthquake ground-motion waveforms and their data processing, it is thought that the study will contribute to reducing uncertainty in evaluating seismic hazard in the Korean Peninsula if detailed information about epicenters and stations is supplemented in the future.

손바닥에서 차고 흰 것들이 떨어질 때

최세운 계간 서정시학 2014 서정시학 Vol.24 No.3

FBG를 이용한 변형률 기반 건물의 횡방향 구조반응 모니터링 기법에 관한 해석적 연구

최세운,박근형,김유석,박효선,Choi, Se Woon,Park, Keunhyoung,Kim, Yousok,Park, Hyo Seon 한국전산구조공학회 2013 한국전산구조공학회논문집 Vol.26 No.4

본 논문에서는 건물의 횡방향 구조반응을 평가하기 위한 변형률 기반의 모니터링 기법이 제시되고, 이에 대한 기초 연구로써, 구조해석을 통해 제안된 기법을 검증한다. 광섬유 격자 센서(fiber Bragg grating, FBG)는 일반 변형률 센서와 비교하여 내구성이 뛰어날 뿐 아니라 높은 샘플링 수와 여러 지점을 동시에 계측할 수 있는 장점이 있다. 이러한 특성 때문에 FBG 센서는 구조 모니터링을 위해 많은 센서가 요구되는 건물의 모니터링에 적합하다. 본 연구에서 FBG 센서는 수직 부재의 변형률을 계측하며, 이는 해당 부재의 곡률을 평가한다. 이러한 곡률은 횡변위와 횡가속도를 평가하는데 사용된다. 추가적으로 횡방향 가속도는 frequency domain decomposition(FDD) 기법을 이용하여 구조물의 고유진동수와 모드형상을 추정하는데 사용된다. 9층 철골모멘트 골조 예제의 적용을 통해, 제시된 기법이 건물의 다양한 횡방향 구조 반응과 동적 특성을 평가하는데 적절함을 확인하였다. In this study, the strain based monitoring method to evaluate the lateral structural response of buildings is presented and an applicability of the proposed method is confirmed through the numerical study. It is assumed that the fiber Bragg grating(FBG) strain sensor is employed to measure the strain response of members due to the excellent properties such as multiplexing, and higher sampling frequency. These properties of FBG sensors is proper for buildings the a lot of sensors are required to monitor the reponses of those. FBG sensors measure the strain response of vertical members and are employed to calculate the curvatures of members using the measured strain responses. Then the lateral displacement, and lateral acceleration is evaluated based on the curvatures of vertical members. Additionally, these dynamic responses of buildings are used to evaluate the dynamic properties of buildings such as the natural frequencies and mode shapes using the frequency domain decomposition(FDD) method. Through the application of nine-story steel moment frame example structure, it is confirmed that the proposed method is appropriate to evaluate the lateral structural responses and dynamic properties of buildings.

도도

최세운 고요아침 2016 열린시학 Vol.21 No.3

인공신경망을 이용한 철골모멘트골조 접합부의 회전강성 손상예측

최세운 한국구조물진단유지관리공학회 2018 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.22 No.1

In this study, the damage detection method is proposed for the rotational stiffness of connections in steel moment frames by using artificial neural network(ANN). The flexural moment of columns, natural frequencies, modeshapes are used for the input layer in ANN while the damage index, that signify the damage level, is used for the output layer in ANN. The 5-story steel moment frame as an example structure is used to generate the train and test data. Total number of damage scenarios considered is 829. From the results of application, it is shown that the proposed method can accurately estimate the location and level of damages. 본 연구는 인공신경망을 이용해 철골모멘트골조의 접합부 손상을 예측하는 기법을 제안한다. 인공신경망의 입력층에는 기둥 부재의 휨모멘트, 고유진동수, 모드형상 정보가 사용되며, 출력층에는 구조물 접합부의 회전강성 손상지표가 사용한다. 손상지표는 각 접합부의 손상정도를 의미한다. 5층 철골모멘트골조 예제의 수치해석을 통해 훈련 및 검증용 데이터를 생성한다. 총 829가지의 손상 시나리오가 고려된다. 시뮬레이션은 OpenSees를 이용해 반복 실행하여 데이터를 얻도록 하였으며, 훈련용 데이터를 생성할 때 회전 강성의 손상은 1.0, 0.75, 0.5 등 세 가지 중 하나의 값을 가지도록 하였다. 예제 검증을 통해 제시하는 기법은 손상 위치 및 수준을 정확하게 예측하는 것으로 나타났다. 제시하는 기법은 손상지표, 1차, 2차 고유진동수 및 모드형상 등에 대해 매우 유사한 결과를 제시하는 것으로 확인되었다.

제한된 정보를 이용한 저층 건물 구조물의 지진 응답 예측 기법 개발을 위한 해석적 연구

최세운,Choi, Se-Woon 한국전산구조공학회 2020 한국전산구조공학회논문집 Vol.33 No.4

여러 센서를 이용한 구조물의 구조 응답을 모니터링하는 사례가 증가하고 있다. 그러나 비용과 관리 문제로 인해 제한된 센서만이 구조물에 설치되어 일부의 구조 응답만을 수집하는 경우가 대부분이다. 이는 구조물의 전체 거동을 분석하는데 장애요소로 작용하게 된다. 따라서 제한된 센서를 이용해 센서가 설치되지 않은 위치에서의 응답을 신뢰할 수 있는 수준으로 예측하는 기술이 필요하다. 본 연구에서는 제한된 정보를 이용해 저층 건물 구조물의 지진 응답을 예측하는 해석적 연구를 수행한다. 활용 가능한 응답 정보는 1층과 최상층의 가속도 응답만을 사용할 수 있다고 가정한다. 두 정보를 이용하면 구조물의 1차 고유진동수를 얻을 수 있다. 1층 가속도 정보는 구조물의 가력 정보로 활용한다. 최상층의 가속도이력응답에 대한 오차와 대상 구조물의 1차 고유진동수 오차를 최소화하는 구조물의 질량과 강성 정보를 유전자알고리즘을 이용해 예측하는 기법을 제시한다. 제약조건은 고려하지 않는다. 탐색공간을 의미하는 설계변수의 범위를 결정하기 위해 인공신경망 기반의 파라미터 예측기법을 제시한다. 또한 유전자알고리즘을 통해 얻게 되는 해를 개선시키기 위해 앞서 언급한 인공신경망을 활용한다. 제시한 기법을 검증하기 위해 5층 구조물 예제를 사용한다. There are increasing cases of monitoring the structural response of structures using multiple sensors. However, owing to cost and management problems, limited sensors are installed in the structure. Thus, few structural responses are collected, which hinders analyzing the behavior of the structure. Therefore, a technique to predict responses at a location where sensors are not installed to a reliable level using limited sensors is necessary. In this study, a numerical study is conducted to predict the seismic response of low-rise buildings using limited information. It is assumed that the available response information is only the acceleration responses of the first and top floors. Using both information, the first natural frequency of the structure can be obtained. The acceleration information on the first floor is used as the ground motion information. To minimize the error on the acceleration history response of the top floor and the first natural frequency error of the target structure, the method for predicting the mass and stiffness information of a structure using the genetic algorithm is presented. However, the constraints are not considered. To determine the range of design variables that mean the search space, the parameter prediction method based on artificial neural networks is proposed. To verify the proposed method, a five-story structure is used as an example.

철근부식에 의한 철근콘크리트골조의 구조성능분석

최세운,Choi, Se-Woon 한국전산구조공학회 2015 한국전산구조공학회논문집 Vol.28 No.5

기존 구조물의 손상평가에 관한 연구는 지진 등과 같은 과도한 하중에 의한 손상을 고려하였다. 그러나 구조물은 과도한 하중없이도 장기간의 시간에 따라 염화물, 탄성화 등과 같은 이유로 노후화가 진행되어 구조성능이 저하될 수 있다. 그래서 구조물의 건전도를 효과적으로 관리하기 위해서는 노후화에 의한 구조성능 저하도 검토되어야 한다. 본 연구에서는 염화물에 의한 철근의 부식을 노후화 요인으로 고려한다. 철근부식에 의한 재료의 구조성능 저하를 고려하기 위해 부식정도에 따른 철근의 단면적, 항복강도, 파단변형률, 피복 콘크리트 강도 등을 예측한다. 이를 구조모델링에 적용하여 구조부재 및 구조물의 구조성능 저하를 분석한다. 구조부재의 구조성능을 분석하기 위해 모멘트-곡률 해석을 수행한다. 구조물 레벨의 구조성능을 고려하기 위해, 고유치해석을 통한 고유주기와 모드형상을 분석한다. 또한 비선형 정적해석을 통해 구조물의 강도와 변형성능을 분석한다. The existing research on the damage detection method for building structures has considered the damages from the excessive loadings such as the earthquake. However, the structural performance of building structures could be reduced due to the deterioration based on the chloride, carbonation during the long-term time. Thus, to effectively manage the healthiness of structures, the deterioration influences on the structures should be checked. In this study, the corrosion of rebars by the chloride is considered as the deterioration factor. To consider the structural performance reduction of the corroded rebars, the yield strength, cross-sectional area, rupture strain of rebars and the compressive strength of cover concrete based on the corrosion level are estimated. These properties of rebars and cover concrete are used for the procedure to evaluate the structural performance reduction of structural member level and the building level. The moment-curvature analysis is performed to evaluate the structural performance reduction of structural member level. Also, the eigenvalue analysis and the pushover analysis are performed to investigate the natural period and mode shape and the strength and deformation performance of buildings, respectively.