KR102284421B1 - 구조물의 긴급 동적 안정성 판단 시스템 - Google Patents

구조물의 긴급 동적 안정성 판단 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 구조물에 설치되어 외력이 가해지는 경우 상기 구조물의 거동정보를 감지하는 복수의 센서부, 상기 센서부의 감지정보를 이용하여 구조물의 거동상태를 판단하되, 복수의 안정성 판단기준을 적용하여 구조물의 상태를 판단하는 구조물 상태 판단부 및 상기 구조물의 상태를 알리는 알림부를 포함하며, 상기 구조물 상태 판단부는 상기 구조물의 단기 안정성, 중기 안정성 및 장기 안정성을 판단하되, 모든 판단 기준을 만족하는 경우 구조물이 안정상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 구조물의 긴급 동적 안정성 판단 시스템을 제공한다.

Description

구조물의 긴급 동적 안정성 판단 시스템{Structural dynamic stability judgement system}
실시예는 구조물의 긴급 동적 안정성 판단 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 구조물에 외력이 가해지는 경우, 외력으로부터 감지되는 계측자료에 기초하여 구조물의 안정성을 빠르고 직관적으로 확인할 수 있는 구조물의 긴급 동적 안정성 판단 시스템에 관한 것이다.
산업사회로 발전하는 과정에서 건설된 대형 구조물과 시설물들은 설계 및 시공 과정에서의 결함 또는 설계 당시에 고려하지 못하였던 각종 요인으로 인하여 구조 손상이 발생되며, 이러한 구조물들의 사용 기간이 경과함에 따라 점차 노후화됨으로써 그 안전성이 크게 위협을 받고 있다. 예를 들면, 심각한 정도의 구조 손상이 발생한 구조물의 경우, 설계 당시에 계획되었던 설계 사용연한에 크게 못 미칠 정도로 사용연한의 단축을 초래하는 경우도 빈번히 발생하고 있다.
이에 따라 건축 구조물의 장기적인 안전성 및 작동성을 확보하기 위한 노력이 절실히 요구되고 있다. 특히,건물, 교량, 댐 등과 같은 대형 구조물은 각종 운영 하중, 외부 물체에 의한 충격, 지진, 풍하중, 파랑 하중,부식 등에 지속적으로 노출되어 있기 때문에 이들로부터 구조물의 안전을 확보하는 문제는 경제, 사회적으로 지대한 관심의 현안이 되고 있다. 이러한 대형 구조물들의 정확한 안전 진단을 위해서는 적절한 실험 계측을 통한 구조물 거동의 모니터링, 구조물 손상을 역학적으로 분석하는 기술 및 구조물 손상을 모델화하는 해석 기술을 통한 진단 기술이 요구된다.
특히, 최근에는 지진의 안전 지역으로 평가되던 국내에서도 다수의 지진이 발생하고 있어 지진에 대한 우려가 증가하고 있다.
이러한 지진에 대응하기 위해 지진의 신호를 이용한 다양한 지진 안전성 평가 시스템이 등장하고 있다. 그러나, 지진에 따른 구조물의 안정도를 평가하는데 시간이 많이 소요되며, 빠른 대피가 생명인 재난 대응에 적합하지 않은 문제가 있다.
대한민국 등록특허 제10-1431237호.
실시예는 구조물에 외력이 가해지는 경우 구조물의 상태를 직관적으로 확인할 수 있는 구조물의 긴급 동적 안정성 판단 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예는, 구조물에 설치되어 외력이 가해지는 경우 상기 구조물의 거동정보를 감지하는 복수의 센서부; 상기 센서부의 감지정보를 이용하여 구조물의 거동상태를 판단하되, 복수의 안정성 판단기준을 적용하여 구조물의 상태를 판단하는 구조물 상태 판단부; 및 상기 구조물의 상태를 알리는 알림부;를 포함하며, 상기 구조물 상태 판단부는 상기 구조물의 단기 안정성, 중기 안정성 및 장기 안정성을 판단하되, 모든 판단 기준을 만족하는 경우 구조물이 안정상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 구조물의 긴급 동적 안정성 판단 시스템을 제공한다.
바람직하게는, 상기 센서부는 상기 구조물에 복수의 가속도계 및 구조물의 최상단에 배치되는 변위계측기를 포함하며, 상기 구조물 상태 판단부는 복수의 가속도계로부터 층간변위비 및 PGA(Peak Ground Acceleration)를 비교하여 구조물의 단기 안정성을 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 구조물 상태 판단부에서 상기 단기 안정성을 판단하는 경우, 상기 층간변위비와 상기 PGA 값을 안전, 주의, 경고 및 위험 단계로 구분하며, 상기 층간변위비와 상기 PGA 값 중 위험도가 높은 것에 기초하여 위험도를 판단하되, 상기 PGA 값을 보조지표로 활용하는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 구조물 상태 판단부는 상기 PGA 값이 주의 단계 이상으로 판단되는 경우, 상기 층간변위비가 안전 상태의 신호가 수신되더라도 구조물의 상태를 주의 단계로 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 센서부는 상기 구조물에 복수의 가속도계 및 구조물의 최상단에 배치되는 변위계측기를 포함하며, 상기 구조물 상태 판단부는 복수의 가속도계로부터 층간변위비 및 구조물의 고유진동수 변화율을 비교하여 구조물의 중기 안정성을 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 구조물 상태 판단부는 상기 층간변위비를 안전, 주의, 경고 및 위험 단계로, 상기 고유진동수 변화율은 안전 및 주의 단계로 구분하되, 상기 층간변위비와 상기 고유진동수 변화률 중 위험 단계가 높은 것을 구조물의 안전도로 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 센서부는 상기 구조물에 복수의 가속도계 및 구조물의 최상단에 배치되는 변위계측기를 포함하며, 상기 구조물 상태 판단부는 구조물의 최상단부의 탄성 변위비의 범위에 따라 안전, 주의, 경고 및 위험 단계로 구분하는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 센서부는 상기 구조물에 설치되는 복수의 가속도계, 변위계측기 및 풍속계를 포함하며, 상기 구조물 상태 판단부는 복수의 가속도계로부터 층간변위비 및 상기 풍속계로부터 측정되는 기설정된 시간 동안의 평균 풍속을 비교하여 구조물의 단기 안정성을 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 판단부에서 상기 단기 안정성을 판단하는 경우, 상기 층간변위비와 평균 풍속 값을 안전, 주의, 경고 및 위험 단계로 구분하며, 상기 층간변위비와 상기 평균 풍속 값 중 위험도가 높은 것에 기초하여 위험도를 판단하되, 상기 평균 풍속 값을 보조지표로 활용하는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 판단부는 상기 평균 풍속 값이 주의 단계 이상으로 판단되는 경우, 상기 층간변위비가 안전 상태의 신호가 수신되더라도 구조물의 상태를 주의 단계로 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 구조물 상태 판단부는 상기 구조물의 위험도를 단계를 구분하여 판단하되, 센서부로 감지되는 초동신호에 기초하여 1차 안정도를 판단하고, 구조물에 변위가 발생하는 경우 구조물의 변위에 기초하여 2차 안정성을 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 알림부는 상기 센서부에 포함되는 가속도계, 변위계측기 및 풍속계의 감지 값을 모형화하여 상기 구조물의 실시간 움직임을 나타내는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 알림부는 구조물의 변위를 측면 움직임과 상부 움직임, 구조물에 작용하는 풍향 및 풍속을 실시간으로 화면에 나타내는 것을 특징으로 할 수 있다.
실시예에 따르면, 지진이나 태풍과 같은 외력이 작용하는 경우 구조물의 상태를 직관적으로 확인할 수 있는 효과가 있다.
또한, 구조물의 안정도를 빠르게 판단하여, 외력으로부터 발생하는 2차적 피해를 최소화할 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 구조물의 긴급 동적 안정성 판단 시스템의 구조도이고,
도 2는 도 1의 구성인 구조물 상태 판단부에서 지진에 의한 단기 안정성 판단기준을 나타내는 도면이고,
도 3은 도 1의 구성인 구조물 상태 판단부에서 태풍에 의한 단기 안정성 판단 기준을 나타내는 도면이고,
도 4는 도 1의 구성인 구조물 상태 판단부에서 구조물의 중기 안정성 판단기준을 나타내는 도면이고,
도 5는 도 1의 구성인 알림부의 화면을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.
이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’ 되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 “상(위) 또는 하(아래)”에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1 내지 도 5는, 본 발명을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여, 주요 특징 부분만을 명확히 도시한 것이며, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도면에 도시된 특정 형상에 의해 본 발명의 범위가 제한될 필요는 없다.
본 발명은 가해지는 외력에 대한 구조물의 상태를 단기, 중기 및 장기적 안정성을 판단하고 그에 따라 구조물의 안정성을 평가하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 구조물의 긴급 동적 안정성 판단 시스템의 구조도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 구조물의 긴급 동적 안정성 판단 시스템은 센서부(100), 구조물 상태 판단부(200) 및 알림부(300)를 포함할 수 있다.
센서부(100)는 구조물에 설치되어 구조물에 외력이 가해지는 경우 구조물의 거동정보를 감지할 수 있다. 구조물의 종류에는 제한이 없으며, 건물이나 기타 산업 설비와 같은 구조물에도 다양하게 적용될 수 있다.
또한, 외력의 종류에도 제한이 없으며 구조물에 안전에 영향을 미칠 수 있는 지진이나 태풍과 같은 모든 자연재해를 포함할 수 있다.
센서부(100)는 구조물에 설치되어 구조물에 외력이 가해지는 경우 구조물의 움직임을 감지하기 위한 다양한 장치가 사용될 수 있다.
일실시예로, 구조물은 가속도계, 변위계측기, 풍속계 등이 사용될 수 있다.
가속도계는 구조물에 복수로 마련되어 구조물에 작용하는 가속도를 측정하거나, 측정되는 가속도를 이중적분을 통해 구조물의 변위를 간접적으로 측정할 수 있다.
일실시예로, 가속도계는 구조물의 하부, 중간부, 상부에 각각 설치되어 구조물에 가해지는 특정지점에서 가속도와 변위를 구할 수 있다.
변위계측기는 구조물의 최상부에 설치되어 가속도계와는 달리 직접적으로 구조물이 변위를 측정할 수 있다. 일실시예로, 변위계측기는 GPS가 사용될 수 있다.
또한, 풍속계는 구조물에 가해지는 바람의 영향에 따른 움직임을 감지할 수 있다.
구조물 상태 판단부(200)는 센서부(100)의 감지정보를 이용하여 구조물의 거동상태를 판단하되, 복수의 안정성 판단기준을 적용하여 구조물의 상태를 판단할 수 있다.
구조물 상태 판단부(200)는 구조물의 단기 안정성, 중기 안정성 및 장기 안정성을 판단할 수 있으며, 모든 판단기준을 만족하는 경우 구조물의 상태를 안정상태로 판단할 수 있다.
구조물 상태 판단부(200)는 구조물의 위험도를 단계를 구분하여 판단할 수 있다.
구조물 상태 판단부(200)는 센서부(100)로부터 감지되는 초동신호에 기초하여 이벤트(지진 또는 태풍 등)가 발생되었는지 1차 안정도를 판단할 수 있으며, 구조물에 변위가 발생하는 경우 구조물 변위에 기초하여 2차 안정성을 판단할 수 있다.
일실시예로, 지진이 발생하는 경우 센서부(100)에서 감지되는 PGA(Peak Ground Acceleration)값에 기초하여 지진이 발생하였는지 여부를 판단할 수 있다. 구조물 상태 판단부(200)는 지진이 발생된 것으로 판단되는 경우 구조물의 변위에 기초하여 2차 안정성을 판단할 수 있다.
만약 태풍인 경우에는 일정시간 동안의 평균풍속이 기설정된 기준을 초과하는 경우 태풍이 발생된 것으로 1차적으로 판단하고, 구조물의 변위에 기초하여 2차 안정성 판단을 진행하게 된다.
도 2는 도 1의 구성인 구조물 상태 판단부(200)에서 지진에 의한 단기 안정성 판단기준을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하여, 지진이 발생하는 경우 구조물 상태 판단부(200)의 단기 안정성 판단방법에 대해 설명하도록 한다.
지진이 발생하는 경우, 구조물 상태 판단부(200)는 복수의 가속도계로부터 층간변위비 및 PGA(Peak Ground Acceleration) 값을 전달 받으며, 이에 기초하여 구조물의 단기 안정성을 판단할 수 있다.
도 2를 살펴보면, 층간변위비와 PGA 값은 안전(OP), 주의(IO), 경고(LS) 및 위험(CP) 단계로 구분될 수 있다. 층간변위비와 PGA 값은 구조물의 종류, 구조물의 높이나 지반의 상태에 따라 단계의 범위가 달라질 수 있다.
구조물 상태 판단부(200)에서 구분되는 각각의 기준 값은 관리자에 의해 사전에 지정되거나, 구조물의 설계 기준에 따라 지정될 수 있다.
도 2의 (A)를 참조하면, PGA 값이 안전(OP)한 경우, 층간변위비에 따라 단기 안정성을 판단하게된다.
단기 안정성은 층간변위비와 PGA 값 중 위험도가 높은 것에 기초하여 판단하되, 주지표(first factor)로 층간변위비를 이용하며 보조 지표(second factor)로 PGA 값을 이용할 수 있다.
도 2의 (B)를 참조하면, PGA 값이 주의(IO)로 판단되는 경우, 층간변위비가 안전(OP)으로 나타나더라도 단기안정성는 주의(IO)로 판단된다. 나머지의 경우는 층간변위비에 따라 단기 안정성을 판단하게 된다.
도 2의 (C) 및 (D)를 참조하면, PGA 값이 경고(LS) 또는 위험(CP)로 판단되는 경우, 층간변위비가 안전(OP)나 주의(IO)로 나타나더라도 단기 안정성은 모두 주의(IO) 단계로 판단되며, 나머지는 층간변위비에따라 단기 안정성을 판단하게 된다.
단기 안정성 판단은 지진의 발생시 구조물에 가장 큰 영향을 미치는 층간변위비에 기초하되, 층간변위비가 안전 상태로 판단된다고 하더라도 PGA 값이 주의(IO) 이상으로 판단되는 경우, 단기 안정성을 주의(IO)로 결정할 수 있다.
이는 층간변위가 발생하지 않도라도 지반 가속도가 이상신호가 발생하는 경우 구조물의 위험도가 증가함을 반영하는 것이다.
도 3은 도 1의 구성인 구조물 상태 판단부(200)에서 태풍 등과 같은 강한 바람에 의한 단기 안정성 판단 기준을 나타내는 도면이다.
도 3의 경우는 외력으로 작용하는 힘이 지진이 아닌 태풍이 작용하는 경우를 설명하기 위한 것으로 PGA 값 대신 기설정된 시간 동안의 평균 풍속을 비교값으로 사용한다.
도 3의 (A)를 참조하면, 3초 평균 풍속 값이 안전(OP)한 경우, 층간변위비에 따라 단기 안정성을 판단하게된다.
단기 안정성은 층간변위비와 3초 평균 풍속 값 중 위험도가 높은 것에 기초하여 판단하되, 주지표(first factor)로 층간변위비를 이용하며 보조 지표(second factor)로 3초 평균 풍속 값을 이용할 수 있다.
도 2의 (B)를 참조하면, 3초 평균 풍속 값이 주의(IO)로 판단되는 경우, 층간변위비가 안전(OP)으로 나타나더라도 단기안정성는 주의(IO)로 판단된다. 나머지의 경우는 층간변위비에 따라 단기 안정성을 판단하게 된다.
도 2의 (C) 및 (D)를 참조하면, 3초 평균 풍속 값이 경고(LS) 또는 위험(CP)로 판단되는 경우, 층간변위비가 안전(OP)나 주의(IO)로 나타나더라도 단기 안정성은 모두 주의(IO) 단계로 판단되며, 나머지는 층간변위비에따라 단기 안정성을 판단하게 된다.
단기 안정성 판단은 태풍의 발생시 실제 구조물의 거동에 따른 층간변위비에 기초하되, 층간변위비가 안전 상태로 판단된다고 하더라도 3초 평균 풍속 값이 주의(IO) 이상으로 판단되는 경우, 단기 안정성을 주의(IO)로 결정할 수 있다.
도 4는 도 1의 구성인 구조물 상태 판단부(200)에서 구조물의 중기 안정성 판단기준을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 중기 안정성 판단은 층간변위비와 구조물의 고유진동수 변화율을 비교하여 중기 안정성을 판단하게 된다.
구조물의 고유진동수 변화율을 일정시간 동안의 구조물의 고유진동수를 측정하여 확인할 수 있다. 고유진동수 변화율을 하기의 식으로 계산될 수 있다.
고유진동수 변화률=(지진후 고유진동수-상시 고유진동수)/상시 고유진동수
고유진동수 변화율을 측정하는 방법은 제한이 없으며, 다양한 공지된 방식이 사용될 수 있다.
도 4의 (A)는 고유진동수 변화율이 안전(OP)인 경우를 나타내며, 도 4의 (B)는 고유진동수 변화율이 주의(IO)인 경우를 나타낸다.
고유진동수 변화율은 PGA 값과 달리 전체 단계를 안정(OP)과 주의(IO) 단계로만 구분한다.
이는 고유진동수 변화율은 일정 범위 내에 있는지 아니면 일정 범위를 벗어나는지 여부에 따라 정상과 이상으로 판단하기 때문에 안정(OP)과 주의(IO) 두단계로 구분할 수 있기 때문이다.
중기 안정성 판단은 층간변위비에 따라 판단하되, 고유진동수 변화율이 주의(IO)로 판단되는 경우, 층간변위비가 안전(OP)으로 판단되더라도 중기 안정성을 주의(IO)로 판단한다.
장기 안정성 판단 기준은 구조물의 최상단부에 배치되는 변위계측기로부터 측정되는 변위 정보에 기초한다. 장기 안정성은 다른 판단기준과는 달리 독자적인 지표(구조물 최상단부 탄성 변위)로 안정성을 판단하게된다.
표 1은 장기안정성 판단기준의 실시예이다.
구분 범위
안전(OP) 최상단부 탄셩 변위비<80%
주의(IO) 80%<최상단부 탄성 변위비<99%
경고(LS) 99%<최상단부 탄성 변위비<120%
위험(CP) 120%<최상단부 탄성 변위비
표 1을 참조하면, 장기 안정성 판단기준은 최상단부의 탄성변위의 기준값과의 비를 기준으로 할 수 있다. 탄성변위의 기준값은 구조물의 종류에 따라 달라질 수 있다. 상기 표 1에서 설정함 범위는 실시예에 불과한 것이며 구조물의 종류, 지반 등 기타 다양한요인에 의해 설정될 수 있다.이와 같이 구조물 상태 판단부(200)는 센서부(100)에서 감지되는 정보를 이용하여 구조물의 상태를 단기, 중기, 장기적 관점에서 안전도를 판단할 수 있으며, 이 세가지 판단기준에서 하나라도 주의 이상의 신호가 송출되는 경우 알림부(300)로 신호를 송출할 수 있다.알림부(300)는 구조물 상태 판단부(200)로부터 구조물의 상태를 전달받아 이를 관리자 또는 재실자에게 알릴 수 있다.
도 5는 도 1의 구성인 알림부(300)의 화면을 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 알림부(300)는 구조물의 상태를 직관적으로 확인할 수 있도록 화면에 구조물의 상태를 나타낼 수 있다.
우선 구조물의 변위와 관련하여 복수의 정보를 송출할 수 있다.
알림부(300)에는 가속도계로부터 얻어지는 변위 정보를 나타낼 수 있다. 이경우, 각 가속도계가 설치되는 우치를 표시할 수 있다. 또한, GPS 변위계로부터 직접 측정되는 변위가 함께 표시되도록 하여 신뢰도를 증대할 수 있다.
변위를 나타내는 화면은 구조물의 변위에 따라 실시간으로 움직이는 동적 화면이 표시될 수 있으며, 변위의 한계선을 안전, 점검필요, 심한 손상 등으로 구획하여 화면의 표시만으로 구조물의 안전상태를 확인하도록 할 수 있다.
또한, 구조물의 변위 정보를 입체적으로 확인할 수 있도록 구조물의 상부에서 변위를 나타낼 수 있다.
일실시예로, 알림부(300)는 구조물에 작용하는 풍향과 풍속을 확인할 수 있도록 화면에 표시하며, GPS 변위계의 위치의 이동방향을 동서남북 방향으로 표시할 수 있다.
이상으로 본 발명의 실시 예에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 센서부
200 : 구조물 상태 판단부
300 : 알림부

Claims (13)

  1. 구조물에 설치되어 외력이 가해지는 경우 상기 구조물의 거동정보를 감지하는 복수의 센서부;
    상기 센서부의 감지정보를 이용하여 구조물의 거동상태를 판단하되, 복수의 안정성 판단기준을 적용하여 구조물의 상태를 판단하는 구조물 상태 판단부; 및
    상기 구조물의 상태를 알리는 알림부;
    를 포함하며,
    상기 구조물 상태 판단부는 상기 구조물의 단기 안정성, 중기 안정성 및 장기 안정성을 판단하되, 모든 판단 기준을 만족하는 경우 구조물이 안정상태로 판단하며,
    상기 센서부는 상기 구조물에 복수의 가속도계 및 구조물의 최상단에 배치되는 변위계측기를 포함하며,
    상기 구조물 상태 판단부는 복수의 가속도계로부터 층간변위비 및 PGA(Peak Ground Acceleration)를 비교하여 구조물의 단기 안정성을 판단하고, 복수의 가속도계로부터 층간변위비 및 구조물의 고유진동수 변화율을 비교하여 구조물의 중기 안정성을 판단하며, 구조물의 최상단부의 탄성 변위비의 범위에 따라 안전, 주의, 경고 및 위험 단계로 구분하여 장기 안정성을 판단하되,
    상기 구조물 상태 판단부에서 상기 단기 안정성을 판단하는 경우,
    상기 층간변위비와 상기 PGA 값을 안전, 주의, 경고 및 위험 단계로 구분하며, 상기 층간변위비와 상기 PGA 값 중 위험도가 높은 것에 기초하여 위험도를 판단하되, 상기 PGA 값을 보조지표로 활용하고,
    상기 구조물 상태 판단부는 상기 PGA 값이 주의 단계 이상으로 판단되는 경우, 상기 층간변위비가 안전 상태의 신호가 수신되더라도 구조물의 상태를 주의 단계로 판단하는 것을 특징으로 하는 구조물의 긴급 동적 안정성 판단 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 센서부는 상기 구조물에 복수의 가속도계 및 구조물의 최상단에 배치되는 변위계측기를 포함하며,
    상기 구조물 상태 판단부는 구조물의 최상단부의 탄성 변위비의 범위에 따라 안전, 주의, 경고 및 위험 단계로 구분하는 것을 특징으로 하는 구조물의 긴급 동적 안정성 판단 시스템.
  8. 구조물에 설치되어 외력이 가해지는 경우 상기 구조물의 거동정보를 감지하는 복수의 센서부;
    상기 센서부의 감지정보를 이용하여 구조물의 거동상태를 판단하되, 복수의 안정성 판단기준을 적용하여 구조물의 상태를 판단하는 구조물 상태 판단부; 및
    상기 구조물의 상태를 알리는 알림부;
    를 포함하며,
    상기 구조물 상태 판단부는 상기 구조물의 단기 안정성, 중기 안정성 및 장기 안정성을 판단하되, 모든 판단 기준을 만족하는 경우 구조물이 안정상태로 판단하며,
    상기 센서부는 상기 구조물에 설치되는 복수의 가속도계, 변위계측기 및 풍속계를 포함하며,
    상기 구조물 상태 판단부는 복수의 가속도계로부터 층간변위비 및 상기 풍속계로부터 측정되는 기설정된 시간 동안의 평균 풍속을 비교하여 구조물의 단기 안정성을 판단하고,
    복수의 가속도계로부터 층간변위비 및 구조물의 고유진동수 변화율을 비교하여 구조물의 중기 안정성을 판단하며, 구조물의 최상단부의 탄성 변위비의 범위에 따라 안전, 주의, 경고 및 위험 단계로 구분하여 장기 안정성을 판단하되,
    상기 구조물 상태 판단부에서 상기 단기 안정성을 판단하는 경우, 상기 층간변위비와 평균 풍속 값을 안전, 주의, 경고 및 위험 단계로 구분하며, 상기 층간변위비와 상기 평균 풍속 값 중 위험도가 높은 것에 기초하여 위험도를 판단하되, 상기 평균 풍속 값을 보조지표로 활용하되,
    상기 판단부는 상기 평균 풍속 값이 주의 단계 이상으로 판단되는 경우, 상기 층간변위비가 안전 상태의 신호가 수신되더라도 구조물의 상태를 주의 단계로 판단하는 것을 특징으로 하는 구조물의 긴급 동적 안정성 판단 시스템.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 구조물 상태 판단부는 상기 구조물의 위험도를 단계를 구분하여 판단하되, 센서부로 감지되는 초동신호에 기초하여 1차 안정도를 판단하고, 구조물에 변위가 발생하는 경우 구조물의 변위에 기초하여 2차 안정성을 판단하는 것을 특징으로 하는 구조물의 긴급 동적 안정성 판단 시스템.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 알림부는 상기 센서부에 포함되는 가속도계, 변위계측기 및 풍속계의 감지 값을 모형화하여 상기 구조물의 실시간 움직임을 나타내는 것을 특징으로 하는 구조물의 긴급 동적 안정성 판단 시스템.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 알림부는 구조물의 변위를 측면 움직임과 상부 움직임, 구조물에 작용하는 풍향 및 풍속을 실시간으로 화면에 나타내는 것을 특징으로 하는 구조물의 긴급 동적 안정성 판단 시스템.
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