동적응답신호를 이용한 전단형 건물의 손상추정
Damage Detection of Shear Building Structures Using Dynamic Response
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초록
구조물의 손상 추정은 동적응답신호로부터 고유주기와 모드형상을 구한 후 이를 역해석하여 손상위치와 손상정도를 파악함으로써 이루어 진다. 건축구조물의 경우 토목구조물에 비하여 구조형식이 복잡하고 비구조요소 및 노이즈 등의 영향으로 인하여 구조물 판별에 어려움이 있다. 동적응답신호를 이용한 건물의 손상추정에 관한 최근의 연구들은 손상추정을 위하여 민감도 또는 추정치 등 간접적 지표를 사용하고 있으나, 좀 더 합리적이고 명확한 손상추정을 위하여 운동방정식으로부터 직접 유도된 변수를 손상지수로 활용할 필요가 있을 것으로판단된다. 따라서 본 연구에서는 전단형 건물의 운동방정식으로부터 직접 유도된 층강성 감소비를 손상지수로 하는 손상추정 방법을 제안하였다. 제안된 손상지수는 손상 전 모드형상과 손상 전⋅후 고유진동수 차이를 알면 구할 수 있다. 제안된 손상 추정방법을 수치해석예제에 적용한 결과 손상이 발생한 층에서 층강성 변화율이 (-)부호를 나타내었으며, 크기가 다른 층에 비하여 15배 정도 크게 나타나 전단형 건물의손상 추정지수로서 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
Abstract
Damage location and extent of structure could be detected by the inverse analysis on dynamic response properties such asfrequencies and mode shapes. The dynamic response of building structures has many noise and affected by nonstructural membersand, above all, the behavior of building structure is more complex than civil structure and this makes the damage detectiondifficult. In recent researches the damage is detected by the indirect index such as sensitivity or assumed values. However, for themore reasonable damage detection, it needs to use the damage index directly induced from dynamic equation. The purpose of this study is to provide the damage detection method on shear building structures by the damage index directlyinduced from dynamic equation. The provided damage index could be estimated from measured mode shape of undamagedstructure and frequency difference between undamaged and damaged structure. The damage detection method is applied tonumerical analysis model such as MATLAB and MIDAS GENw for the verification. The damage index at damaged storyrepresents (-) sign and 15 times than other undamaged sories.
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