이방성 연속 곡평면 슬래브 시스템의 수치해석과 최적화 알고리즘의 개발

Development of Numerical Analysis and Optimization AIgorithms for Orthotropic Continuous Curved Floor Slab Systems

본 논문에서는 열 두가지의 가능한 지지조건을 갖는 연속 곡평면 2방향 슬래브 시스템에 대하여 실용적이고 간편한 수치해석과 최적 설계 방법을 제시하였다. 얇은 곡평판의 탄성이론에 의하여 유도된 설계모멘트 계수를 이용하여, 구조해석을 하는 수치해석 방법을 본 연구에서는 사용하였다. 최적화의 결과는 한계상태 설계법에 의해서 정의된 feasible 영역내에서 결정되도록 유도하였으며 슬래브의 주재료 경비함수를 변형시켜 유도한 목적함수는 한계상태 설계의 규정에 따라 역학적 거동의 문제와 사용성 제약조건을 모두 만족하연서 최적화에 이르도록 하였다. 형성된 최적화 문제는 고차의 비선형 문제로 유도 되었으며 이 비선형 최적화 문제를 연속 선형계획법을 이용하여 해석하므서 슬래브의 유효깊이와 중간대 및 주열대의 단위폭당 변형시킨 철근비들의 최적 설계변수들을 구하였다.

A Practical and easily applicable methods for the numerical analysis and the optimum design of continuous and horizontally curved two-way slab systems with twelve possible edge conditions are presented. The proposed method for the numerical structural analysis is based on the use of design moment coefficients which are derived from the elastic theory of thin curved plates. The optimum values are selected from within the feasible region in the design space defined by the limit state requirements. The sequential linear programming is introduced as an analytical method of nonlinear optimization. The optimum design variables, including a effective depth and transformed steel ratios per unit width of middle and column strips of slabs, are then determined.