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국가경제와 산업의 발전으로 구조물이 고층화, 대형화되고 있으며, 건설재료의 향상으로 구조물의 사용연한 또한 증가하고있다. 이러한 대형구조물의 사용연한 증가는 구조물의 유지 보수 및 성능 평가에 대한 중요성을 부각시켰으며, 이에 따라성능 평가를 위한 정확한 모델 개발의 필요성이 증가하고 있다. 이 연구에서는 지진하중과 구조물응답을 사용하여 유전자알고리즘을 적용한 유한요소 모델 업데이팅을 통해 구조부재의 손상도 여부를 판별하였다. 특히 기존 모델업데이팅 연구에서간과되어왔던 지반-구조물 상호작용 효과를 고려함으로서 모델업데이팅에 대한 신뢰성을 향상시키고자 하였다. 연구결과, 지반-구조물 상호작용을 고려한 모델이 그렇지 않은 모델에 비하여 모형실험 결과와 더 높은 유사성을 나타냈다. 또한 이연구에서 제안된 방법에 의한 구조물 손상도 예측은 90% 이상의 정확성을 보여 상당한 신뢰성을 확보하였다. 따라서 향후기 건설된 구조물의 노후도 평가 또는 내진평가 등을 위한 유한요소 모델업데이팅을 수행할 때 지반-구조물 상호작용을고려한다면 정확한 결과를 나타낼 것으로 기대된다.
Owing to the development of construction technology, structures are becoming increasingly taller. Furthermore, with the improvement in construction materials, the service life of the structures is also increasing. The increased service life of large structures has highlighted the importance of structure maintenance and performance evaluation; thus, the need for an accurate model development for performance evaluation is increasing. This study predicts the structural characteristics through finite element (FE) model updating using a genetic algorithm (GA). The GA was applied to determine whether the structural member was damaged. In particular, it is intended to improve the reliability of the FE model updating during a seismic load by considering the soil-structure interaction effect that has been overlooked in the existing model updating study. The results of this study show that the model that considers the soil-structure interaction can estimate the dynamic characteristics of the structure more accurately compared to the model that does not consider the soil-structure interaction. The accuracy of the updated parameters by the proposed method was found to be over 90%.
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Structural Health Monitoring, Soil-Structure Interaction, Model Updating, Damage Detection
