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지반과 일체하여 거동하는 반력계 하판;수직 구조물과 일체하여 거동하는 반력계 상판;상기 반력계 하판과 상기 반력계 상판 사이에 지반과 평행한 2차원 평면 상에 규칙적인 배열 형태로 2차원 배열된 복수의 강체 기둥들; 및상기 강체 기둥들의 각각에 장착되는 적어도 하나의 광 브래그 격자 센서들을 가지는 광섬유 케이블을 포함하는 다성분 반력계
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청구항 1에 있어서, 상기 강체 기둥은 정사각형 단면을 가지고 있는 사각기둥이고, 상기 강체 기둥의 옆면들 중 적어도 하나의 옆면에 상기 지반의 법선과 나란하게 하나 내지 네 개의 광 브래그 격자 센서들이 장착되는 것을 특징으로 하는 다성분 반력계
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청구항 1에 있어서, 상기 반력계 하판 및 상기 반력계 상판은 측정하고자 하는 수직 구조물의 단면과 같거나 작은 것을 특징으로 하는 다성분 반력계
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청구항 1에 있어서, 서로 다른 강체 기둥에 장착되는 서로 다른 광 브래그 격자 센서들은, 상기 광 브래그 격자 센서들에 의한 반사광 스펙트럼에 나타나는 로컬 피크들의 각각으로써 복수의 강체 기둥들의 각각이 고유하게 식별되도록, 서로 다른 격자 구조들을 각각 가지는 것을 특징으로 하는 다성분 반력계
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청구항 5에 있어서, 동일한 강체 기둥에 장착되는 복수의 광 브래그 격자 센서들은 동일한 격자 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 다성분 반력계
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지반과 일체하여 거동하는 반력계 하판;수직 구조물과 일체하여 거동하는 반력계 상판;상기 반력계 하판과 상기 반력계 상판 사이에 지반과 평행하게 2차원 배열된 복수의 강체 기둥들; 및상기 강체 기둥들의 각각에 장착되는 적어도 하나의 광 브래그 격자 센서들을 가지는 광섬유 케이블을 포함하고,상기 복수의 광 브래그 격자 센서들에서 반사되는 반사광 스펙트럼 또는 투과광 스펙트럼의 변화에 기초하여 측정된 상기 광 브래그 격자 센서들의 격자 간격의 변화에 의해, 상기 강체 기둥들 각각의 변형률이 계측되면, 상기 수직 구조물의 상기 지반에 대한 수직 반력 성분 P 및 2방향 모멘트 반력 성분 MX 및 MY는, 다음 수학식의 연립방정식의 해로써 얻어지며,여기서 A는 모든 강체 기둥들의 단면적의 합이고, E는 강체 기둥의 탄성 계수이며, IX 및 IY는 각각 모든 강체 기둥들의 총 단면 2차 모멘트 성분들이고, N은 광 브래그 격자 센서의 개수이며, ξk 및 ηk는 k 번째 광 브래그 격자 센서의 2차원 좌표이고, ek는 변형률 계측 시의 오차인 것을 특징으로 하는 다성분 반력계
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청구항 7에 있어서, 상기 강체 기둥의 단면은 사각형이고,상기 총 단면 2차 모멘트 성분들 IX 및 IY는 다음 수학식들및 에 의해 산출되며,여기서, n은 상기 강체 기둥들의 2차원 배열에 상응하는 2차원 평면의 X축의 강체 기둥 개수, m은 Y축의 강체 기둥 개수, i는 X축의 강체 기둥 개수의 인덱스, j는 Y축의 강체 기둥 개수의 인덱스, xij와 yij는 i번째 행과 j번째 열에 위치한 특정 강체 기둥의 중심의 좌표, S는 각 강체 기둥의 단면적이며, a 및 b는 상기 강체 기둥의 가로 및 세로 길이이고, Ix, Iy는 각 강체 기둥의 단면 2차 모멘트인 것을 특징으로 하는 다성분 반력계
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청구항 7에 있어서, 상기 강체 기둥의 단면은 원형이고,상기 총 단면 2차 모멘트 성분들 IX 및 IY는 다음 수학식들및 에 의해 산출되며,여기서, n은 상기 강체 기둥들의 2차원 배열에 상응하는 2차원 평면의 X축의 강체 기둥 개수, m은 Y축의 강체 기둥 개수, i는 X축의 강체 기둥 개수의 인덱스, j는 Y축의 강체 기둥 개수의 인덱스, xij와 yij는 i번째 행과 j번째 열에 위치한 특정 강체 기둥의 중심의 좌표, S는 각 강체 기둥의 단면적이며, D는 상기 강체 기둥의 지름, Ix 및 Iy는 각 강체 기둥의 단면 2차 모멘트인 것을 특징으로 하는 다성분 반력계
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지반과 일체하여 거동하는 반력계 하판;수직 구조물과 일체하여 거동하는 반력계 상판;상기 반력계 하판과 상기 반력계 상판 사이에 지반과 평행하게 2차원 배열된 복수의 강체 기둥들;상기 강체 기둥들의 각각에 장착되는 적어도 하나의 광 브래그 격자 센서들을 가지는 광섬유 케이블; 및상기 광섬유 케이블의 입력단에 소정 스펙트럼의 입사광을 입사하고, 상기 광 브래그 격자 센서들에 의해 반사된 반사광의 스펙트럼을 상기 광섬유 케이블의 입력단에서 검출하거나, 또는 상기 광 브래그 격자 센서들에 의해 부분적으로 억제된 투과광의 스펙트럼을 광섬유 케이블출력단에서 검출하며, 상기 광 브래그 격자 센서들의 반사광 스펙트럼 또는 투과광 스펙트럼의 변화에 기초하여 측정된 상기 광 브래그 격자 센서들의 격자 간격의 변화에 의해, 상기 강체 기둥들 각각의 변형률을 계측하고, 2차원 배열로 배열된 상기 강체 기둥들의 총 단면 2차 모멘트, 상기 강체 기둥들의 단면적의 합, 상기 강체 기둥들의 탄성 계수, 상기 강체 기둥들의 총 단면 2차 모멘트 성분들, 상기 광 브래그 격자 센서들 각각의 좌표 및 상기 검출된 강체 기둥들 각각의 변형률을 기초로, 수직 반력 성분 P, 2방향 모멘트 반력 성분들 MX 및 MY를 산출하는 인테로게이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 다성분 반력계 시스템
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지반과 일체로 거동하는 반력계 하판과 수직 구조물의 하부 말단과 일체로 거동하는 반력계 상판 사이에, 지반과 평행하게 2차원 배열된 복수의 강체 기둥들 및 상기 강체 기둥들의 각각에 장착되는 적어도 하나의 광 브래그 격자 센서들을 가지는 광섬유 케이블로 구성된 다성분 반력계를 상기 수직 구조물의 하부 말단과 상기 지반 사이에 형성하는 단계;인테로게이터가 상기 다성분 반력계의 광섬유 케이블의 입력단에 소정의 입사광 스펙트럼을 가지는 입사광을 입사하는 단계;상기 인테로게이터가 상기 광 브래그 격자 센서들에 의해 반사된 반사광의 스펙트럼을 상기 광섬유 케이블의 입력단에서 검출하거나, 또는 상기 광 브래그 격자 센서들에 의해 부분적으로 억제된 투과광의 스펙트럼을 상기 광섬유 케이블의 출력단에서 검출하는 단계;상기 인테로게이터가 상기 광 브래그 격자 센서들의 반사광 스펙트럼 또는 투과광 스펙트럼의 변화에 기초하여 측정된 상기 광 브래그 격자 센서들의 격자 구조의 변화에 의해, 상기 강체 기둥들 각각의 변형률을 계측하는 단계; 및2차원 배열로 배열된 상기 강체 기둥들의 총 단면 2차 모멘트, 상기 강체 기둥들의 단면적의 합, 상기 강체 기둥들의 탄성 계수, 상기 강체 기둥들의 총 단면 2차 모멘트 성분들, 상기 광 브래그 격자 센서들 각각의 좌표 및 상기 검출된 강체 기둥들 각각의 변형률을 기초로, 수직 반력 성분 P, 2방향 모멘트 반력 성분들 MX 및 MY를 산출하는 단계를 포함하는 복수의 광 브래그 격자를 가지는 다성분 반력계를 이용한 반력 계측 방법
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청구항 11에 있어서, 상기 복수의 강체 기둥들은 반력계 하판과 반력계 상판 사이의 2차원 평면 상에 규칙적인 배열 형태로 배열되는 것을 특징으로 하는 복수의 광 브래그 격자를 가지는 다성분 반력계를 이용한 반력 계측 방법
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청구항 11에 있어서, 상기 강체 기둥은 정사각형 단면을 가지고 있는 사각기둥이고, 상기 강체 기둥의 옆면들 중 적어도 하나의 옆면에 상기 지반의 법선과 나란하게 하나 내지 네 개의 광 브래그 격자 센서들이 장착되는 것을 특징으로 하는 복수의 광 브래그 격자를 가지는 다성분 반력계를 이용한 반력 계측 방법
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청구항 11에 있어서, 상기 반력계 하판 및 상기 반력계 상판은 측정하고자 하는 수직 구조물의 단면과 같거나 작은 것을 특징으로 하는 복수의 광 브래그 격자를 가지는 다성분 반력계를 이용한 반력 계측 방법
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청구항 11에 있어서, 서로 다른 강체 기둥에 장착되는 서로 다른 광 브래그 격자 센서들은, 상기 광 브래그 격자 센서들에 의한 반사광 스펙트럼에 나타나는 로컬 피크들의 각각으로써 복수의 강체 기둥들의 각각이 고유하게 식별되도록, 서로 다른 격자 구조들을 각각 가지는 것을 특징으로 하는 복수의 광 브래그 격자를 가지는 다성분 반력계를 이용한 반력 계측 방법
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청구항 15에 있어서, 동일한 강체 기둥에 장착되는 복수의 광 브래그 격자 센서들은 동일한 격자 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 복수의 광 브래그 격자를 가지는 다성분 반력계를 이용한 반력 계측 방법
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청구항 11에 있어서, 상기 수직 반력 성분 P, 2방향 모멘트 반력 성분들 MX 및 MY를 산출하는 단계는,상기 수직 구조물의 상기 지반에 대한 수직 반력 성분 P 및 2방향 모멘트 반력 성분 MX 및 MY를 다음 수학식에 따른 연립방정식의 해로부터 산출하는 단계를 포함하며,여기서 A는 모든 강체 기둥들의 단면적의 합이고, E는 강체 기둥의 탄성 계수이며, IX 및 IY는 각각 모든 강체 기둥들의 총 단면 2차 모멘트 성분들이고, N은 광 브래그 격자 센서의 개수이며, ξk 및 ηk는 k 번째 광 브래그 격자 센서의 2차원 좌표이고, ek는 변형률 계측 시의 오차인 것을 특징으로 하는 복수의 광 브래그 격자를 가지는 다성분 반력계를 이용한 반력 계측 방법
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청구항 17에 있어서, 상기 강체 기둥의 단면은 사각형이고,상기 총 단면 2차 모멘트 성분들 IX 및 IY는 다음 수학식들및 에 의해 산출되며,여기서, n은 상기 강체 기둥들의 2차원 배열에 상응하는 2차원 평면의 X축의 강체 기둥 개수, m은 Y축의 강체 기둥 개수, i는 X축의 강체 기둥 개수의 인덱스, j는 Y축의 강체 기둥 개수의 인덱스, xij와 yij는 i번째 행과 j번째 열에 위치한 특정 강체 기둥의 중심의 좌표, S는 각 강체 기둥의 단면적이며, a 및 b는 상기 강체 기둥의 가로 및 세로 길이이고, Ix, Iy는 각 강체 기둥의 단면 2차 모멘트인 것을 특징으로 하는 복수의 광 브래그 격자를 가지는 다성분 반력계를 이용한 반력 계측 방법
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청구항 17에 있어서, 상기 강체 기둥의 단면은 원형이고,상기 총 단면 2차 모멘트 성분들 IX 및 IY는 다음 수학식들및 에 의해 산출되며,여기서, n은 상기 강체 기둥들의 2차원 배열에 상응하는 2차원 평면의 X축의 강체 기둥 개수, m은 Y축의 강체 기둥 개수, i는 X축의 강체 기둥 개수의 인덱스, j는 Y축의 강체 기둥 개수의 인덱스, xij와 yij는 i번째 행과 j번째 열에 위치한 특정 강체 기둥의 중심의 좌표, S는 각 강체 기둥의 단면적이며, D는 상기 강체 기둥의 지름, Ix 및 Iy는 각 강체 기둥의 단면 2차 모멘트인 것을 특징으로 하는 복수의 광 브래그 격자를 가지는 다성분 반력계를 이용한 반력 계측 방법
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