DOI QR코드

DOI QR Code

Incorporating Genetic Algorithms into the Generation of Artificial Accelerations

인공 지진파 작성을 위한 유전자 알고리즘의 적용

  • 박형기 (인천대학교 토목환경시스템공학과) ;
  • 정헌교 (인천대학교 대학원 토목환경시스템공학과)
  • Published : 2007.04.30

Abstract

The method of generating the artificial acceleration time histories for seismic analysis based on genetic algorithms is presented. For applying to the genetic algorithms, the frequencies are selected as the decision variables eventually to be genes. An arithmetic average crossover operator and an arithmetic ratio mutation operator are suggested in this study. These operators as well as the typical simple crossover operator are utilized in generating the artificial acceleration time histories corresponding to the specified design response spectrum. Also these generated artificial time histories are checked whether their outward features are to be coincident with the recorded earthquake motion or not. The features include envelope shape, correlation condition between 2 horizontal components of motion, and the relationship of max. acceleration, max. velocity and max. displacement of ground.

유전자 알고리즘을 이용하여 구조물의 지진응답해석에 사용할 인공 가속도시간이력을 작성하는 방법을 제시한다. 유전자 알고리즘을 적용하기 위해서 유전원질에 해당되는 결정변수로서 응답스펙트럼 값을 계산할 진동수를 결정하고, 산술평균 교차연산자와 산술비 돌연변이연산자를 제안한다. 이들 연산자와 전형적인 단순 교차연산자를 사용하여 설계응답스펙트럼에 부합하는 인공 지진파 작성에 사용한다. 또한 작성된 인공 가속도시간이력은 실제 계측되는 지진파의 몇 가지의 외형적 특성을 가져야 하므로 이를 고려한 인공 가속도시간이력이 작성되도록 한다. 이 외형적 특성으로는 가속도시간이력의 포락형태, 지진파의 2수평성분간의 상관관계, 지반의 최대가속도 - 최대속도 - 최대변위 관계 등이다.

Keywords

References

  1. 김남식, 김재민, 이계희, 강형택 '지진격리교량의 지진해석을 위한 인공지진파 의 작성', 2005년도 학술대회 논문집, 한국 지진공학회, pp. 487-494
  2. 김원배, 유철수, '구조물의 동적해석을 위한 한반도의 인공지진파 작성' 대한토목학회논문집, 제10권, 제3호, 1990, pp. 39-47
  3. 김응철, '도로선형최적회를 위한 유전자 연산자의 적용' 대한교통학회지, 제22권, 제2호, 2004, pp. 43-54
  4. 박형기, 이의택, '지진격리교량의 비선형 지진응답해석에 사용할 입력 시간 이력 작성' 인천대학교, 공학기술연구소 논문집, 제18집, 제1권, 2003 pp. 103-110
  5. 임영환, 김종수, 이상훈, '인공 지진가속도시간이력 작성 기술 및 전산프로그램 개발' 한국전력기술주식회사 KOPEC/96-T-027, 1996
  6. 한국도로교통협회, 도로교설계기준, 2005
  7. ASCE, Seismic Analysis of Safety - Related Nuclear Structures and Commentary, ASCE 4-98, 1998
  8. Chen, C., 'Definition of Statistically Independent Time Histories,' Readings of the American Society of Civil Engineers, Vol. 101, No. ST2, 1975
  9. Gasparini, D.A. and Vanmarcke, E.H., SIMQKE - A Program for Artificial Motion Generation, User's Manual and Documentation, Department of Civil Engineering, MIT, 1976
  10. Gen, M. and Cheng, R., Genetic Algorithms and Engineering Design, John Wiley & Sons, Inc, 1997
  11. Kaul, M.K., 'Spectrum Consistent Time History Generation,' Proceeding of ASCE, EM4, 1978
  12. Linhanand, K. and Tseng, W.S., 'Generation of Synthetic Time Histories Compatible with Multiple Damping Design Response Spectra,' SMiRT-9, Lausanne, K2/10, 1987
  13. Newmark, N.M. and Rosenblueth, E., Fundamentals of Earthquake Engineering, Prentice-Hall, 1971