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최준호,김승준,한승룡,강영종,Choi, Junho,Kim, Seungjun,Han, Seungryong,Kang, Youngjong 대한토목학회 2013 대한토목학회논문집 Vol.33 No.4
구조물의 변형 형상은 구조해석을 위한 중요한 정보이다. 구조물 모니터링 시스템에서도 충분한 변위 계측점이 확보되어 명확하고 합리적인 구조물의 변형 형상이 도출된다면 이를 이용한 구조해석이 가능 할 것이다. 하지만 실제 구조물에서는 한정된 비용으로 인해 충분한 변위 계측점이 확보되지 못하기 때문에 합리적인 구조물 변형 형상의 도출이 어렵다. 본 연구에서는 경제적이고 합리적인 구조물 변형 형상 추정을 위해 최소의 변위 계측 데이터를 이용한 효과적인 구조물의 거동 형상 추정기법인 SFSM-LS알고리즘을 개발하였다. 본 기법은 구조물의 변형 형상을 추정하기 위해 계측 대상 구조물의 사전 유한요소해석을 통해 여러 구조 거동 형상을 기본 구조형상함수로 정의하고, 이들 함수를 추정 변위의 오차를 최소화 시키는 각 함수의 가중치로써 중첩한다. 2경간 연속교 모델의 수치해석을 통해 개발된 알고리즘을 검증하고 매개변수 연구를 수행하였다. 개발된 알고리즘의 매개 변수인 구조형상함수, 변위 계측 위치, 변위 계측 개소에 대한 형상 추정 결과의 특성을 분석하고 Polynomial, Lagrange, Spline 보간법과 형상 추정 정밀도를 비교하여 개발된 기법의 적용성을 검증하였다. 이를 통해 적은 개소의 변위 데이터로 정밀한 형상을 추정하는 결과를 도출하여 제안된 기법의 우월성을 입증하였다. The structural deformed shape is important information to structural analysis. If the sufficient measuring points are secured at the structural monitoring system, reasonable and accurate structural deformation shapes can be obtained and structural analysis is possible using this deformation. However, the accurate estimation of the global structural shapes might be difficult if sufficient measuring points are not secure under cost limitations. In this study, SFSM-LS algorithm, the economic and effective estimation method for the structural deformation shapes with limited displacement measuring points is developed and suggested. In the suggested method, the global structural deformation shape is determined by the superposition of the pre-investigated structural deformed shapes obtained by preliminary FE analyses, with their optimum weight factors which lead minimization of the estimate errors. 2-span continuous bridge model is used to verify developed algorithm and parametric studies are performed. By the parametric studies, the characteristics of the estimation results obtained by the suggested method were investigated considering essential parameters such as pre-investigated structural shapes, locations and numbers of displacement measuring points. By quantitative comparison of estimation results with the conventional methods such as polynomial, Lagrange and spline interpolation, the applicability and accuracy of the suggested method was validated.
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박예진(Park Yejin),김민수(Kim Minseu),한승룡(Han Seungryong),최상현(Choi Sanghyun) 한국방재학회 2018 한국방재학회논문집 Vol.18 No.2
국내 철도시설의 경우 교량, 역사 등 토목구조물에 대해서는 내진설계나 보강을 통한 대비가 이뤄지고 있으나, 전철전력, 신호제어, 정보통신 등 열차의 안전운행에 필요한 설비 및 시설의 내진성능 확보에 대한 연구는 미흡한 상황이다. 이 논문에서는 국내 지반특성을 고려하여 개정될 내진설계기준과 다양한 관측지진을 이용하여 대표적인 전력시설인 전차선로시스템의 지진취약도 분석을 수행하였다. 지진하중은 다양한 지반조건에 따른 설계스펙트럼을 포괄하는 인공지진과 실측지진을 고려하였으며, 전차선 시설물의 파괴모드를 분석하여 지진취약도를 작성하였다. 전차선로시스템의 전철주 형식은 국내 부설 현황를 감안하여 H형강과 강관주를 검토하였다. 지진취약도 분석 결과 현재 부설되어 있는 전차선로시스템은 내진설계기준을 만족하며, 강관주 보다는 H형강주 사용 시 지진에 취약한 것으로 나타났다. 또한 관측지진 보다는 인공지진에 보다 취약한 것으로 나타났다. To date, while seismic design and reinforcement have been applied to railroad structures including bridges and stations to minimize earthquake damage, securing the seismic resilience of such facilities as electric, signal control, and communication systems is not sufficiently conducted. In this paper, the seismic fragility of the catenary system, one of the representative electric facility, is evaluated considering revising seismic design code based on domestic ground characteristics. The seismic excitation considers an artificial earthquake based on design spectra depending on various ground conditions as well as observed earthquakes, and the seismic fragility is built via analyzing failure modes of the catenary system. Considering recent construction status, two types of steel poles, H and tube sections, are analyzed. The analysis result reveals that the catenary system satisfies seismic design code, while more fragile to artificial earthquake than observed earthquakes. Also, the system with a H section pole is more fragile than with a tube section pole.
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김민수(Kim Minseu),박예진(Park Yejin),한승룡(Han Seungryong),최상현(Choi Sanghyun) 한국방재학회 2018 한국방재학회논문집 Vol.18 No.3
열차에 전력을 공급하기 위한 전차선로시스템의 전철주 설치 간격은 차량의 팬터그래프와 전차선의 횡적 수평위치의 상대적인 관계를 고려하여 산정하나, 가공전선의 영향을 고려하여 다양한 설치 및 노반조건에 대하여 지진 시 거동을 검토한 연구결과는 거의 없는 상황이다. 이 논문에서는 전철주 배치 간격 및 곡선반경 변화와 토공 및 교량 등 노반조건의 변화에 따른 전철주의 지진응답을 검토하였다. 상용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 이용한 검토 결과 곡선반경이 작을수록 전철주 간 간격이 클수록 전철주의 지진응답이 증가하는 것으로 나타났다. 또한 교량상 전철주의 지진응답이 토공상 보다 크게 나타났으며, 교랑 구간의 길이가 증가할수록 교량상 전철주의 지진응답은 감소하는 등 전철주의 지진응답은 노반환경에 따라 변화하는 것으로 나타났다. The construction interval of the catenary pole of the catenary system for supplying electric power to a train is determined considering relative relationship between the pantograph and the lateral horizontal location of the contact line. The research on the effect of the earthquake for various intervals, curve radius and trackbed conditions, however, has not been sufficiently conducted. In this paper, the earthquake response characteristics of the catenary pole for various installation intervals, curve radii and trackbed conditions are investigated. The analysis results using a commercial finite element program ABAQUS reveal that the earthquake response increases as the installation interval grows and the curve radius decreases. Also, the trackbed condition affects the earthquake response of the pole as the response of the catenary pole on a bridge is greater than on a soil trackbed, and the increase of the bridge section length decreases the magnitude of the earthquake response.
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