거더 구조물의 진동-임피던스 기반 하이브리드 구조건전성 모니터링 및 온도영향 평가
- Alternative Title
- Vibration-Impedance-Based Hybrid Structural Health Monitoring and Temperature Effect Assessment in Girder's Structures
- Abstract
- In this study, temperature-compensated hybrid structural health monitoring (SHM) scheme of girder's structures is proposed. In order to achieve the objective, the following approaches are implemented. Firstly, vibration- and impedance-based SHM methods are determined for hybrid SHM scheme. The structure and damage types are determined for application of the SHM methods. Prestressed concrete (PSC) girder and steel girder are selected as the target structures of girder's structures. The damage types of PSC girder are selected as stiffness-loss in girder and prestress-loss in tendon. Steel girder is selected damage in bolt connection. Also, the vibration-based SHM methods are performed for global damage alarming and damage estimation. The impedance-based SHM methods are performed for local damage alarming and damage classification. Secondly, the temperature compensation methods are presented to improve hybrid SHM scheme. The linear regression analysis and effective frequency shift (EFS) methods are selected as the temperature compensation. The temperature-compensated hybrid SHM scheme is accomplished after temperature effect estimation. Thirdly, the feasibility of the temperature-compensated vibration- and impedance-based SHM techniques are evaluated in lab-scaled PSC girder for which several damage scenarios are experimentally examined with acceleration and impedance response features. The stiffness loss and prestress loss of PSC girder are estimated with temperature-compensated vibration- and impedance-based SHM algorithm. The temperature-compensated vibration SHM algorithm are performed damage alarming and damage estimation for damage types of the target structures. The temperature-compensated impedance-based SHM algorithm are performed damage alarming and damage classification. Finally, the feasibility of the temperature-compensated hybrid SHM scheme of steel girder is evaluated for which several damage scenarios are experimentally examined with acceleration and impedance response features. The bolt connection damage as stiffness-loss of steel girder are estimated with temperature-compensated SHM algorithm. The selected temperature- compensated vibration SHM algorithm are performed damage alarming and damage estimation for stiffness-loss of steel girder. The selected temperature-compensated impedance-based SHM algorithm is performed damage alarming and classification.
- Author(s)
- 홍동수
- Issued Date
- 2011
- Awarded Date
- 2011. 8
- Type
- Dissertation
- Keyword
- 진동 임피던스 하이브리드 구조건전성 모니터링 온도영향
- Publisher
- 부경대학교 대학원
- URI
- https://repository.pknu.ac.kr:8443/handle/2021.oak/9306
http://pknu.dcollection.net/jsp/common/DcLoOrgPer.jsp?sItemId=000001965291
- Alternative Author(s)
- Hong, Dong-Soo
- Affiliation
- 부경대학교 해양공학과
- Department
- 대학원 해양공학과
- Advisor
- 김정태
- Table Of Contents
- List of Figures iii
List of Tables ix
ABSTRACT x
1. 서론 1
1.1 연구배경 1
1.2 연구동향 3
1.2.1 하이브리드 구조건전성 모니터링 3
1.2.2 온도영향 평가 11
1.3 연구목표 및 연구방법 14
1.4 논문구성 15
2. 진동-임피던스 기반 하이브리드 SHM 기법 17
2.1 대상구조물 및 손상유형 17
2.1.1 PSC 거더의 손상유형 17
2.1.2 강 거더의 손상유형 18
2.2 진동-임피던스 기반 하이브리드 SHM 기법 19
2.2.1 진동기반 SHM 기법 21
2.2.2 임피던스기반 SHM 기법 30
2.3 요약 및 결론 33
3. 하이브리드 SHM 체계에 미치는 온도영향 분석 34
3.1 선형회귀분석을 이용한 온도영향 분석 34
3.2 EFS 기법을 이용한 온도영향 분석 35
3.3 온도보정 진동-임피던스 기반 하이브리드 SHM 체계 36
3.3.1 온도보정 하이브리드 SHM 체계 36
3.3.2 온도보정 SHM 알고리즘 38
3.4 요약 및 결론 47
4. PSC 거더의 온도 보정된 진동-임피던스 기반 하이브리드 SHM 기법의 적용성 검증 49
4.1 PSC 거더의 실험 구성 및 손상 시나리오 49
4.1.1 대상구조물 49
4.1.2 실험구성 50
4.1.3 손상 시나리오 53
4.2 유선계측시스템을 이용한 원격제어시스템 56
4.3 온도 보정된 진동-임피던스 기반 하이브리드 SHM 기법의
적용성 검증 57
4.3.1 온도 보정된 전역적 손상경보 59
4.3.2 온도 보정된 국부적 손상경보 86
4.3.3 온도 보정된 손상평가 97
4.4 요약 및 결론 105
5. 강 거더의 진동-임피던스 기반 하이브리드 SHM 체계 및 온도영향 평가 109
5.1 강 거더의 온도보정 하이브리드 SHM 체계 109
5.2 강 거더의 실험 구성 및 손상 시나리오 111
5.2.1 대상구조물 111
5.2.2 실험구성 112
5.2.3 손상 시나리오 114
5.3 온도보정 하이브리드 SHM 체계의 검증 116
5.3.1 Test Case I (T6 Vs Bolt-2): 온도 차(△T) 클 때 116
5.3.2 Test Case II (T4 Vs Bolt-2): 온도 차(△T) 크지 않을 때 132
5.3.3 Test Case III (T3 Vs Bolt-2): 온도 차(△T) 매우 작을 때 137
5.3.4 Test Case IV (6 Undamaged Cases Vs 3 Damage Scenarios) 137
5.4 요약 및 결론 152
6. 요약 및 결론 154
참고문헌 159
- Degree
- Doctor
-
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