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과제기본정보

변위 기반 구조물 거동평가 기술 개발1년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 건설기술연구사업 과제번호 10CCTI-C055952-01
국가과학표준분류 1순위 건설 교통 | 시설물 안전 유지관리 기술 | 달리 분류되지 않는 시설물안전 유지관리 기술 적용분야 건설업
2순위 None | None | None 실용화대상여부 실용화
3순위 None | None | None 과제유형 개발
과제명 변위 기반 구조물 거동평가 기술 개발
주관연구기관 고려대학교 산학협력단
총괄연구 책임자 성명 강영종
소속 고려대학교 직위 교수
기관 대표번호 02-3290-4997 FAX 02-928-9109
총 연구기간 2010-09-15 ~ 2012-12-14
당해연도 연구기간 2010-09-15 ~ 2011-09-14

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금 계
현금 현물 소계
1차년도 460,000,000 20,000,000 134,000,000 154,000,000 614,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 현재 구조물 상태평가에 관한 기술 수준은 초보적인 수준이며, 변위를 직접 이용한 기술보다 변위를 추정하는 가속도계나 변형률계를 이용한 기술이 대부분이다. 가속도계나 변형률계를 이용하는 기술은 계산과정의 어려움과 오차 누적의 단점으로 있다는 것은 이미 보고되어 있다. 근래 들어 변위를 측정하는 기술이 비약적으로 발전되고 있는 현실에서 변위를 기반으로 하는 구조물의 상태평가 기술 연구는 절실한 실정이다.
차세대 미래형 첨단도로는 시설물의 총 생애주기 관점 및 시설물 운영자, 사용자적 측면에서 현 단계보다 진보된 실시간 유지관리시스템의 개발이 필요하다. 따라서 현재까지의 유지관리 시스템을 개발기술을 출발점으로 하여 수준 높은 구조물 상태평가가 가능한 시스템을 구축함으로서 운영 및 유지관리 예산의 효율적 집행은 물론, 국가 신 성장동력의 하나인 도로의 글로벌 기술경쟁력을 강화해야 할 필요성이 강조된다.
최종목표 높은 정밀도로 대형 구조물의 상태평가를 실시간으로 수행하기 위해서는 최대한 많은 개소에 계측기를 설치하는 것이 평가 결과의 정확도 향상에 기여할 것이다. 하지만 현실적으로 계측기 설치 위치의 제약과 경제성으로 인해 개수 및 개소에 제약이 있다. 이와 같은 이유로 구조계의 거동을 대표 할 수 있는 계측 개소 선정 및 개수의 최적화가 필요하다.
본 연구에서는 구조물의 다양한 응답치 중 구조물의 거동을 직접적으로 획득할 수 있는 변위를 최적화된 위치에서 계측하고 구조 역해석 기법을 이용한 상태평가 프로그램 개발을 하여 구조의 취약부분을 미리 판단하여 유지관리보수가 수행되도록 하고 구조물 상태평가 기술을 접목한 실시간 유지관리시스템의 개발로 구조물의 사용성과 안전성을 증진시키며, 자원의 효율적인 배분을 위한 경제적, 기술적인 결정방식을 체계화 한다.
연구내용 및 범위 ?기존 상태평가시스템 조사 및 분석
?변위계측기의 성능 분석 및 활용 전망
?변위 계측기 선정과 데이터 전송 및 처리 기술
?기타 계측기 선정과 데이터 전송 및 처리 기술
?부재별 최적 계측 위치 및 계측 개소 결정을 위한 연구
?구조 역해석 프로그램 프로토타입 개발
?역해석 프로토타입 비교 검증 연구
?GPS를 이용한 실시간 계측시스템 프로토타입 구성과 실험
?계측개소에 따른 상태평가
?다단계화에 대한 연구
?구조물 역해석 프로그램 개발
?변위 상태평가 보정기술 개발
?구조물 역해석 프로그램과 계측기 설치의 최적화
?구조물 역해석 프로그램의
?실시간 계측시스템과의 연동
?위험도 분석을 통한 수준별 상태평가 프로그램 개발
?계측 변위 이력 패턴을 응용한 통계적 상태평가 기술 연구
?구조물 상태평가 프로그램 검증 연구
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
1차년도 ?기존 상태평가시스템 조사 및 분석
?변위계측기의 성능 분석 및 활용 전망
?변위 계측기 선정과 데이터 전송 및 처리 기술
?기타 계측기 선정과 데이터 전송 및 처리 기술
?구조물별, 부재별 최적 계측 위치 및 계측 개소 결정을 위한 연구
?구조 역해석 프로그램 프로토타입 개발
?역해석 프로토타입 비교？검증 연구
?GPS를 이용한 실시간 계측시스템
프로토타입 구성과 실험 		?기존 시설물 상태평가시스템 현황 조사
?기존 시설물 상태평가시스템 계측기 조사 및 분석
?기존 상태평가시스템 문제점, 활용상태 분석
?현재 운용중인 변위계측기 성능 조사 및 분석(정확도, 오차범위 등)
?시설물 계측기 선정
?최적 모니터링 기법 선정
?변위 계측기 검토와 선정
?변위 계측기의 데이터 전송 방식 선정
?변위 계측기의 데이터 처리 기술 개발
?계측 변위의 신뢰도 분석방안 제시
?기타 계측기 검토와 선정
?기타 계측기의 데이터 전송 방식 선정
?기타 계측기의 데이터 처리 기술 개발
?구조물별, 부재별 최적 계측 위치에 대한 연구
?구조물별, 부재별 최소 계측 개소에 대한 연구
?역해석 알고리즘 문헌연구 및 분석
?역해석 프로그램 프로토타입 개발
?실시간 계측시스템을 위한 역해석 주기 설정
?역해석 프로토타입과 범용구조해석 프로그램 비교 검증
?GPS계측값과 정해석 프로그램을 이용한 역해석 프로토타입 검증
?GPS 계측값과 역해석 프로토타입으로 구성된 계측 시스템 구성
?GPS를 이용한 실시간 계측시스템 프로토타입 구성과 실험
연구성과 기술적 기대성과 구조물의 상태평가 기술은 기존의 가속도계를 이용한 방법보다 변위계측의 결과로부터 전체적인 구조적 거동을 파악하는 것이 유리하며, 수많은 가속도계를 설치해 구조물의 상태를 평가하는 방법보다 상대적으로 간단히 얻을 수 있는 변위계측 데이터를 이용하는 방법들이 구조물의 상태를 파악하는데 유리하다.
사회 경제적 파급효과 국가 경제구조가 선진화되어 가면서 신규 건설시장의 성장속도보다 유지관리시장의 성장속도와 규모가 빠르게 커지고 있다. 변위계측 기반의 실시간 구조물 상태평가 기술을 통해 유지관리 비용 절감은 물론 건설안전의 확보 에 기여 할 수 있다. 본 기술로 인해 구조물의 사용성과 안전성을 증진시키며, 자원의 효율적인 배분을 위한 경제적, 기술적인 결정방식을 체계화 하여 결과적으로 나아가서는 유지관리 효율화를 통해 유지관리 분야의 녹색성장을 이룰수 있다.
활용방안 계측된 변위를 이용하여 역해석을 통해 구조물 전체의 상태평가가 성공적으로 이루어진다면 기존에 사용되던 여러 계측 장비를 간단하게 할 수 뿐 아니라 단순히 구조물의 변위를 파악하던 것에서, 그 구조물의 상태까지 파악할 수 있기 때문에 구조물 유지관리 기술을 한 단계 진보시킬 수 있다.
이로 인해 구조물의 효과적인 유지？보수가 가능해 질 것이며, 기존 유지관리 시스템에 상태평가가 결합된 첨단기술로써 인정받게 될 것이다. 계측되고 분석된 구조물 상태 자료가 IT와 결합되어 위급상황 시 사용자에게 정보가 전송되면 효과적인 실시간 유지관리 시스템을 구축할 바탕이 될 것이다.
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 구조물 변위계측 구조물 모니터링 구조물 상태평가 구조역해석 변위계측 보정기술
영문 Displace measurement of structures Health monitoring of structures Structural assessment Inverse Analysis of structures revision technique of Displace measurement
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