常時振動 分析 프로그램 開發에 關한 硏究 = Development of an Analysis Program for Ambient Vibration Test

국문 초록 (Abstract)

현재 우리 나라에서는 비교적 지간이 긴 교량이 건설되었거나 또는 건설중에 있어 본격적인 장대교량의 시대가 시작되었다고 할 수 있다. 이러한 장대교량의 증가 추세와 함께 구조물의 동적거동을 파악하는 일이 중요해졌고 또 실제 구조물의 동특성을 정확하고 효율적으로 계측 분석할 필요성이 증대되었다.
그러나, 기존의 분석방법은 현장계측을 통해 수집된 데이터를 실험실에서 FFT 분석기로 분석한 후 이를 다시 모드 해석용 상용 프로그램으로 계산하는 등 여러 단계를 거쳐야 했다. 이런 계산과정은 시간이 많이 걸리므로 현장에서는 이루어지기 어려우며 계측이 정확하게 이루어졌는지의 여부를 즉시 판단할 수 없다.
따라서, 본 논문에서는 Visual Basic을 사용하여 현재의 분석과정을 프로그램화하여 현장 측정시 많은 양의 데이터를 신속하고 일괄적으로 처리할 수 있게 하고 현장에서의 자동분석과 실내에서의 정밀분석이 모두 가능하도록 상시진동 분석 전용 프로그램을 개발하였다. 그리고, 이론적 배경, 신호해석방법을 설명하였고, 프로그램의 흐름과 순서도, 상시진동 분석의 일반적인 과정을 자세하게 설명하였으며 실내 모형실험을 통하여 프로그램의 신뢰성을 검토하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

To ensure safety of bridge and continuously assess its condition, the maintenance system with instrumented monitoring in conjunction with visual inspection is thought to be effective. By continuously monitoring the measured dynamic data under ambient vibration, it is considered to be possible to keep track of the performance change and detect any defects of the bridge.
However, previous analysis procedure to decide natural frequency and dynamic parameters is time-consuming job since it involves many separate procedures by different hardware and software.
In this study, a program to analyze the data measured by monitoring system is developed and it is applied to the model bridge in laboratory.
The theoretical background to decide natural frequency for measured signal and the scheme to extract dynamic parameters are presented. To estimate dynamic characteristics in real time, a fast Fourier transform is introduced.
To obtain reliable estimate of mode shapes effectively, an integration scheme for the measured acceleration in frequency domain is introduced and the results are verified by experiment.

목차 (Table of Contents)

• 목차
• 제1장 서론 = 1
• 1.1 연구배경 = 1
• 1.2 연구목적 및 연구내용 = 3
• 제2장 이론적배경 = 4
• 2.1 구조물 진동의 기본이론 = 4
• 2.1.1 단자유도계 = 4
• 2.1.2 다자유도계 = 9
• 2.2 AVT방법(Ambient Vibration Testing) = 13
• 2.2.1 AVT방법의 이론적 배경 = 13
• 2.2.2 AVT에 의한 데이터 분석 방법 = 15
• 제3장 프로그램의 구조 = 18
• 3.1 개요 = 18
• 3.2 입력 데이터 형태 = 19
• 3.3 신호 해석 = 20
• 3.3.1 시간 영역 해석 = 20
• 3.3.2 주파수 영역 해석 = 23
• 3.3.3 상시진동 분석의 일반적 과정 = 27
• 3.4 그래프 창 = 34
• 3.5 프로그램의 실행순서 = 35
• 3.6 프로그램의 순서도 = 46
• 제4장 실내 모형실험 = 47
• 4.1 AVT 실험 = 47
• 4.1.1 개요 = 47
• 4.1.2 실험내용 = 48
• 4.2 실험결과 = 49
• 제5장 결론 = 50
• 참고문헌 = 51
• 그림목차 = 52
• 표목차 = 54
• ABSTRACT = 55
• 감사의 글 = 56