강판형의 진동모드특성에 미치는 온도의 영향

Abstract

The performance of vibration-based damage detection methods is dependent upon the accuracy of modal parameters measured from structures of interest. Vibration monitoring, performed on a structure under uncertain temperature conditions, results in the uncertainty in modal parameters of the structure. In this study, an experiment on the effect of various temperatures on modal characteristics of steel plate-girders is presented. First, the model plate-girder used for the experiment is described. Second, natural frequencies measured from the structure, using two different excitation sources, are described. Third, natural frequencies measured from the structure, under various temperatures, are described. Finally, the relationship between measurement temperature and natural frequency is analyzed.대형 구조물들은 설계 및 시공과정에서의 결함 또는 설계 당시에 고려하지 못하였던 각종 요인으로 인하여 구조손상이 발생되며, 또한 사용 기간이 경과함에 따라 노후화 되어 안전성이 위협을 받게 된다. 심각한 정도의 구조손상이 발생한 구조물의 경우에는 설계 당시에 계획되었던 설계사용연한에 크게 못 미칠 정도로 사용연한의 단축을 초래하는 경우도 빈번히 발생하고 있다. 특히 교량, 댐, 해양 구조물, 원자력 발전소등과 같은 대형 기간시설물들은 각종 운영 하중, 외부 물체에 의한 충격, 지진, 풍 하중, 파랑 하중, 부식 등에 지속적으로 노출되어 있어서, 이들로부터 구조물의 안전을 확보하는 문제는 경제, 사회적으로 지대한 관심의 현안이 되었다 (Stubbs et al., 1990). 이들 대형 구조물들의 손상검색에 사용되는 기술은 비파괴검사법과 더불어 진동특성 측정법 등이 사용되고 있다. 진동특성치를 이용한 구조손상추정법은 구조거동 모니터링 체계와 계측 자료를 통해 구조손상을 검색하는 체계로 구성된다. SID 기법에 기초한 구조계의 손상추정기술은 1970년대에 해양구조물의 노후화를 진단하는데 적용되기 시작한 이후로 토목, 기계 및 우주항공 등의 분야에서 적용이 확대되고 되고 있다 (Kim et al., 1996).