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Air-coupled 센서를 이용한 비접촉 콘크리트 비파괴 검사법
기성훈 한국구조물진단유지관리학회 2013 한국구조물진단유지관리공학회지 Vol.17 No.1
응력파의 기반한 비파괴 검사법은 비교적 실험 절차 및 실험에 필요한 장비가 단순하고, 인체에 해가 없으며, 비용이 저렴한 특성을 갖고 있다. 따라서 건축/토목 구조물의 비파괴 검사에 매우 효과적인 방법으로 알려져 있다. 하지만 기존의 가속도계, 변위계, 지오폰과 같은 부착 센서를 사용할 경우 표면 처리, 센서의 부착 및 이동에 따른 추가적인 시간이 소요되고, 센서와 구조물의 불완전한 커플링으로 인한 측정 결과의 신뢰성 및 일관성을 유지하지 어렵다는 문제를 발생시킨다. 최근 이러한 문제의 해결책으로 Air-coupled sensor (ACS)의 사용이 각광받고 있으며, 여러 연구자들에 의해 ACS의 가능성 및 실용성이 증명되고 있다. 기존의 접촉센서와 비교하여 ACS를 사용했을 때 얻을 수 있는 가장 큰 장점은 센서의 커플링 문제를 근본적으로 해결하여 신뢰도가 높고 일관적인 측정이 가능하고, 대형 건축/토목 구조물의 표면을 음향스캔하여 결과를 신속하게 처리하여 실시간으로 시각화 할 수 있다는 점이다. 이론적으로 ACS를 이용하여 측정하는 물리값은 콘크리트 내부에서 발생된 응력파의 일부가 공기중으로 전파된 누설파 (Leaky wave)이다. 콘크리트 비파괴 검사에 주로 사용하는 100 kHz이하의 저주파를 측정할 경우 일반적으로 콘텐서마이크가 ACS로 사용될 수 있다. 기존 연구자들은 실험 및 이론적 연구를 통하여 응력파에 기반한 비파괴 방법에서 ACS가 기존의 접촉 센서를 대체할 수 있다는 점을 보여주고 있다. 현재 미국에서는 연방 도로청 (FHWA) 및 국가표준기술연구소 (NIST)의 연구비 지원으로 ACS의 실용성을 높이기 위하여 최적화된 음향반사판의 설계를 통한 ACS 의 민감도를 높이기 위한 연구, 다채널 센서 배열 및 데이터 통합을 위한 새로운 알로리즘 개발, 자동화 및 로봇 기술과 융합과 같은 연구가 활발히 진행되고 있다. 멀지 않은 미래에는 ACS를 장착한 무인 로봇이 다양한 종류의 건축/토목 구조물의 건전도를 평가하기 위하여 종횡무진 활약하는 모습을 현실 속에서 볼 수 있을 것이라 기대한다.
내부 포스트텐션 플랫 플레이트 슬래브 기둥 접합부의 이력거동
기성훈,한상환,하상수,이리형,조경현 대한건축학회 2006 大韓建築學會論文集 : 構造系 Vol.22 No.4
In general, post tensioned (PT) flat plate slab systems have been used as a Gravity Load Resisting System (GLRS) in buildings. Thus, these systems should be constructed with Lateral Force Resisting Systems (LFRS) such as shear walls and moment resisting frames. When lateral loads such as winds or earthquakes occur, lateral load resisting systems undergo displacement by which connected gravity systems experience lateral displacement. Therefore, GLRS should have some lateral displacement capacity in order to hold gravity loads under severe earthquakes and winds. Since there are few researches on PT flat plate slab systems, behavior of the systems have not been well defined. This study investigated the cyclic behavior of post tensioned flat plate slab systems. For this purpose, an experimental test was carried out using 4 interior PT flat plate slab-column specimens. All specimens have bottom reinforcement in the slab around the slab-column connection. Test variables of this experimental study are vertical load level and tendon distribution patterns.
표면파 측정을 통한 콘크리트 슬래브의 표면균열 깊이 측정
기성훈 한국구조물진단유지관리공학회 2015 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.19 No.3
본 논문에서는 비접촉 표면파 측정을 이용하여 콘크리트 슬래브에 발생한 표면균열의 깊이를 측정하기 위한 비파괴 검사법을 연구하였 다. 이를 위하여 표면파 측정, 해석 및 균열 깊이 평가의 과정을 포함한 새로운 측정모델을 제안하였다. 먼저, 3차원 유한요소해석 모델을 이용하여 표면파의 에너지와 콘크리트 균열의 깊이의 상관관계를 표현하는 표면파 전달함수를 구하였다. 제안된 측정모델은 실험을 통하여 증명하였다. 한 쌍의 비접촉 센서를 이용하여 깊이 0~100mm의 10개의 표면균열을 포함한 콘크리트 슬래브 (1500×1500×180mm3)을 통 과하여 전달되는 표면파를 측정하였다. 측정모델은 콘크리트 균열 깊이에 대하여 약 최대 10%의 오차를 보이며 실제 깊이를 예측하는 것 으로 나타났다. 비접촉 표면파 측정을 통하여 얻은 결과는 기존의 TOFD에 바탕을 둔 초음파법에서 얻은 결과보다 향상된 정확도를 보이 는 것으로 나타났다. 특히 비접촉 센서의 특성상 매우 향상된 측정 속도 및 측정값의 일관성을 얻을 수 있었다. 본 연구에서는 모델의 실제 구조물에 적용성에 관한 토의를 포함하고 있다. Non-contact surface wave transmission (SWT) measurements are used to evaluate the depth of a surface-breaking crack in concrete slabs. The author propose a measurement model that includes an appropriate configuration of the source and receivers, and a transmission function for the given configuration. A series of numerical simulations using a 3D finite element model is used to obtain the transmission function. Then, validity of a proposed model is verified through experimental studies. Two air-coupled sensors are used to measured surface waves across surface-breaking cracks with varying depths from 0mm to 100mm with intervals of 10mm in a concrete slab (1500×1500×180mm3) in laboratory. As a result, the proposed method is demonstrated as to be effective for charactering the depth of a surface-breaking crack in concrete bridge deck with an average error of 10%. A discussion on practical applications of the proposed method is also included in this article.
복합비파괴검사법을 활용한 가속시험 중 교량 바닥판 상태 모니터링
기성훈 ( Kee¸ Seong-hoon ) 한국구조물진단유지관리공학회 2023 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.27 No.2
이 연구에서는 미국 뉴저지 주립대학의 교량가속시험 장치(Bridge Evaluation and Accelerated Structural Testing, BEAST)를 활용하여 수행된 교량 바닥판 급속열화시험 및 복합비파괴검사법을 활용한 상태 모니터링 결과를 정리하였다. 실험체는 미국 연방도로청(Federal Highway Administration, FHAW)의 표준상세를 갖는 교량한 경간의 실물 실험체이다. BEAST 내부에 설치된 실험체에 사용하중(차량하중) 및 환경하중(온도 및 염해환경)의 반복가력을 조성하여 교량 바닥판의 열화를 촉진하였다. 한편 가속시험 중 다중물리에 기반한 복합비파괴검사법(반전지전위, 전기비저항, 지반투과레이더, 충격반향법, 고주파표면파)을 주기적으로 수행하여 콘크리트 바닥판의 상태 변화를 모니터링 하였다. BEAST은 세계최초의 교량 가속시험장치로서, 교량의 구조 및 내구성에 관한 생애주기 성능을 효과적으로 평가할 수 있음을 확인하였다. 특히 가속시험 중 수행된 복합비파괴검사법으로 수집한 실험결과는 콘크리트 바닥판의 복합열화 메커니즘(잠재기, 진전기, 가속기, 열화기)을 이해하고, 향후 구조물의 성능기반 평가모델 최적화를 위한 기본 데이터로 활용할 수 있을 것이라 기대한다.
갈근탕이 고지방 식이 유발 백서 모델에 미치는 항비만 효과
기성훈 ( Sung Hoon Ki ),김호준 ( Ho Jun Kim ),고성규 ( Seong Gyu Ko ),송윤경 ( Yun Kyung Song ) 한방재활의학과학회 2016 한방재활의학과학회지 Vol.26 No.2
Objectives To investigate anti-obesity effects of Galgeun-tang, an herbal formula, in high fat diet induced obese mice model. Methods 24 Male C57Bl/6J mice were randomly assigned to normal group fed with normal research diet (NOR, n=6), high fat diet control group treated with water (HFD, n=6), high fat diet group treated with Orlistat (ORL, n=6, Orlistat 10 mg/kg), and high fat diet group treated with Galgeun-tang (GGT, n=6, Galgeun-tang 700 mg/kg). 12 weeks later, body weight, fat weight, liver weight, blood glucose, total cholesterol, triglyceride, HDL, ALT, AST, obesity related neuropeptides and adipokines, ratio of gut microbiota, and histopathology of liver were evaluated. Results In the GGT group, 1. body weight gain, liver weight gain, and total fat weight gain were significantly less than those in the HFD group. 2. blood glucose level was significantly lower and insulin level was significantly higher than in the HFD group. 3. total cholesterol level and triglyceride (TG) level were significantly lower and high density lipoprotein (HDL) level was significantly higher than in the HFD group. 4. appetite-promoting ARC neuropeptides such as Agrp and Npy were significantly less and appetite-inhibiting ARC neuropeptide, Cart was significantly more than in the HFD group in qRT-PCR analysis. 5. adiponectin level and visfatin level were significantly higher, and resistin level and leptin level was significantly lower than in the HFD group. 6. the relative level of Bacteroidetes was significantly higher, and the relative level of Firmicutes was significantly lower than in the HFD group. 7. the increase of adipose tissue was significantly more inhibited than in the HFD group. Conclusions The present study showed that Glageun-tang exerts anti-obesity effects in that it. 1. inhibited the increase in body weight, liver weight, and total fat weight. 2. decreased the level of TG, and increased the level of HDL. 3. influenced neuropeptides and adipokines that are important in regulating food intake and changes of body weight. 4. modified the beneficial quantitative changes in gut microbiota suppressing the tendency toward obesity. (J Korean Med Rehab 2016;26(2):13-28)