• 대한기계학회논문집A
• /
• 제34권11호
• /
• pp.1691-1696
• /
• 2010

설계단계에서 시스템의 불확실성을 반영하려는 노력이 다양하게 이루어지고 있으며, 강건 최적설계 혹은 신뢰도 기반 최적설계는 이에 대한 대표적인 설계 방법론이다. 이러한 최적화 수식에는 성능함수의 평균, 표준편차와 확률제한조건이 목적함수와 제한조건으로 주로 활용된다. 그러므로, 이러한 통계적 특성치를 효과적으로 계산하는 것은 필수적이며, 더 나아가 최적화 과정에서 비선형 계획법이 일반적으로 활용되므로 민감도가 반드시 필요하다. 본 연구에서는 통계적 모멘트와 확률제한조건에 대해 적분 형태로 정의되는 민감도 수식을 비정규 분포로 확장하고자 한다. 얻어진 민감도 해석 결과는 통계적 모멘트와 손상확률이 설계점에서 계산된 경우, 민감도를 얻기 위해 추가로 성능함수를 계산할 필요가 없음을 보여주므로 효율성 측면에서 우수하다. 그러나, 민감도 수식이 성능함수와 확률밀도함수의 미분과정에서 얻어지는 함수의 곱으로 정의되므로, 동일한 수치적분 방법이 적용되는 경우 민감도 해석 결과는 통계적 모멘트 결과의 정확도에 미치지 못할 가능성이 있다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제32권2호
• /
• pp.99-110
• /
• 1999

모멘트법은 Lagrangian 벙법으로서 격자요소 내에서의 농도의 공간분포에 대한 0차, 1차, 2차 모멘트를 고려한고 각 모멘트의 보존성을 유지하면서 농도분포의 이송을 계산하는 방법이다. 따라 각 격자요소에서의 0차 모멘트, 즉 평균농도 뿐만 아니라 1차 및 2차 모멘트 값의 합리적인 초기 설정이 요구된다. 본 연구에서는 각 모멘트들의 초기값 설정방법을 검토하고, 기존 모멘트법의 Couuant 수에 대한 제약조건을 극복하기 위하여 모멘트법을 개선하였다. 모멘트법에 의한 모의 결과를 유용한 Eulerian 및 Lagrangian 기법에 의한 모의 결과와 비교 검토하여 모한 해석결과를 발생시키는 기법이며, 본 연구에서 제시한 Courant 수 제약조건의 극복에 관한 연구는 성공적으로 이루어진 것으로 나타났다. 한편, 모멘트법은 농도가 전체 계산영역의 일부에 분포하는 2차원 영역에서의 이송 모의시 계산시간에 있어서 매우 효율적인 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회지
• /
• 제1권1호
• /
• pp.87-94
• /
• 1989

철근콘크리트 뼈대구조와 같이 설계변수가 과다하고, 제약조건식이 복잡한 구조물의 최적화를 위하여는 구조물을 여러개의 부분구조물로 분할하여 최적해를 구하는 분할법이 많이 사용되고 있다. 그러나 기존의 분할법에 의한 최적화는 구조해석과정과 고정된 부재력에대한 단면설계변수의 부분최적화 과정만으로 이루어지기 때문에, 최적해를 구하려면 반복적인 재해석과정만을 수행하지 않으면 안된다. 따라서 본 연구에서는 다단계분할법에 의하여 철근콘크리트 뼈대구조의 최적화 문제를 3단계로 형성하고, 분할된 부분최적화문제의 최적화시 전체구조의 강성 및 부재력 변화가 반영되어 부분 구조물의 결합을 유지시킬 수 있는 최적화 알고리즘을 제안하였다. 최적화 문제에서 설계변수로는 단면의 크기, 철근량, 모멘트 재분배율등을 취하고,목적함수는 경비함수, 제약조건으로는 강도설계법에 의한 부재강도, 시방서의 요구사항등을 고려하여 문제를 형성하였다. 본 연구에서 개발한 다단계 최적화과정의 첫째 단계에서는 탄성해석에 의하여 재분배모멘트의 설계공간을 형성한다. 이 때 부재력변화량추정(forece approximation technique)에 의하여 단면치수의 변화에 따른 부재력의 변화를 제약조건식 내에 포함시킬 수 있도록 하였다. 둘째 단면에서는 첫째 단계에서 구한 부재력변화량추정이 포함된 제약조건식 내에서 무제약최소화기법에 의하여 단면치수를 최적화하도록 하였다. 셋째 단계에서는 재분배 모멘트를 최적화하였으며, 이 때 재분배모멘트의 변화에 따른 단면설계 변수의 변화는 둘째 단계에서 구한 설계민감도(design sensitivity)를 이용하여 반영시키도록 하였다. 제안된 알고리즘을 1층 2경간 및 2층 1경간 뼈대구조에 적용하여 알고리즘의 타당성과 효율성을 입증하였다. 따라서 본 연구의 알고리즘은 철근 콘크리트 뼈대구조의 최적설계에 안정성있게 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제36권2호
• /
• pp.183-193
• /
• 2003

강우의 지속시간을 처리하는 방법에 따라 AMC조건과 강우의 시간분포인(1차, 2차, 3차, 4차 모멘트)가 유출에 미치는 연관성을 연구하였다. 연구결과 강우를 10분위로 고려하는 경우, CN은 AMCIII조건에서 1차 및 2차 모멘트와 상관성을 보였으나 그 외의 조건에서는 상관성이 없었다. 또한 첨두유출비(QP/Q)는 AMC I조건에서 3차 및 4차 모멘트와 상관성을 보였으며, AMCIII조건에서는 1차 및 2차 모멘트와 상관성을 보였다. 강우의 전체 지속시간을 고려하는 경우, CN은 AMC I조건에서 모든 시간분포인자와 상관성을 보였으나 AMCIII조건에서는 1차 및 2차 시간분포인자와 상관성을 보였다. 그리고 첨두유출비(QP/Q)는 AMC I조건에서 3차 및 4차 시간분포인자와 상관성을 보였으나 그 외의 조건에서는 거의 상관성을 보이지 않았다. 따라서 보다 정확한 CN 산정을 위해 강우의 시간분포와 제시된 시간분포인자를 고려할 것을 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제35권12호
• /
• pp.101-109
• /
• 2019

버켓작업대는 새롭게 개발되는 해상 구조물로서 교량기초 등의 시공을 위한 장비 및 인력의 임시 작업공간을 제공하는데 이용된다. 버켓작업대는 작업하중의 편심, 파도 및 바람의 수평하중 등에 의해 모멘트 하중이 작용한다. 그러므로, 본 연구에서는 3차원 유한요소 수치해석을 수행하여 버켓작업대의 모멘트 지지력을 산정하였다. 우선, 버켓에 대한 현장실험 결과와 비교하여 수치모델링의 적용성을 분석하였다. 그리고, 흙의 밀도, 버켓의 직경과 지중 근입깊이 등 다양한 조건에 대한 변수연구를 수행하였다. 지반조건은 균질한 사질토 조건을 적용하였으며 모멘트 하중은 지지대 상판의 중앙지점 회전각을 증가시켜면서 재하하였다. 모멘트-회전 해석결과로부터 모멘트 지지력을 산정한 결과 지지력이 버켓의 직경과 근입깊이에 영향을 받는 것으로 나타났다. 최종적으로 해석결과를 종합하여 버켓작업대의 예비설계를 위한 모멘트 지지력 예측식을 제안하였다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제26권3호
• /
• pp.205-217
• /
• 2014

본 연구에서는 인장 플랜지에 HSB 고성능 강재를 적용한 강합성 복합단면 I-거더의 정모멘트에 대한 휨저항강도 및 연성 요구조건을 검토하였다. AASHTO LRFD 설계기준에서 강합성 거더의 정모멘트에 대한 공칭 휨저항강도 및 연성 요구조건은 소성모멘트와 소성 중립축을 이용하여 규정하고 있으며, 이때 소성모멘트와 소성중립축은 일반 강재에 대하여 유도된 값이다, 하지만 응력-변형률 거동에서 일반강재와 다르게 HSB 고성능 강재의 소성영역은 명확히 정의될 수 없다. 따라서 고성능 강재의 이상화된 응력-변형률 곡선을 통해 고성능 강재의 소성영역을 가정하여 소성모멘트를 정의하였으며, 다양한 치수를 갖는 임의의 단면에 대하여 수행된 수치 해석의 결과를 통해 인장 플랜지에 HSB 고성능 강재를 적용한 강합성 복합단면 I-거더의 연성 요구조건 및 공칭 휨저항강도 산정식을 제안하였다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제29권5호
• /
• pp.369-376
• /
• 2017

본 논문은 ASCE 7-10를 적용한 비틀림 비정형 철골 모멘트 골조의 설계 및 평가를 수행한 동반연구(I 내진설계)의 후속 연구이다. 본 연구에서는 철골 모멘트 골조의 비틀림 비정형 발생 여부와 ASCE 7-10 설계 요구조건의 적용 여부에 따라 내진성능평가를 수행하였다. 그 결과, ASCE 7-10의 비정형 내진설계 요구조건을 적용한 철골 모멘트 골조의 경우 붕괴확률이 매우 낮고 상당히 보수적인 설계 결과를 나타냈으며, 본 연구에서는 비틀림 비정형 구조물의 합리적인 설계를 위해 개선된 설계 방법을 제시하였다. 제안된 방법으로 설계된 비틀림 비정형 철골 모멘트 골조의 붕괴확률은 기존의 방법으로 설계된 구조물의 붕괴확률을 보다 크지만 ASCE 7-10의 붕괴확률 요구 조건을 만족하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제20권12호
• /
• pp.418-424
• /
• 2019

백팩은 한쪽 어깨에 매는 가방에 비해 척추에 대칭적으로 무게분산이 가능하지만, 무게중심이 뒤쪽으로 이동하게 하여, 체간이 전방굴곡되는 자세 변형을 야기한다. 본 연구는 모멘트팔의 길이차이에 따른 가방 착용 시 균형과 보행에 미치는 영향에 대해 확인하였다. 정형외과적 손상 및 신경학적 손상이 없는 정상 성인 30명을 대상으로 하였다. 대상자는 1) 백팩 미 착용, 2) 일반적인 백팩, 3) 모멘트 길이를 감소시킨 백팩의 3가지 조건에서 각각 균형 및 보행을 측정하였다. 자세동요면적과 속도에서 백팩 미착용과, 일반적인 백팩, 특수 백팩의 3가지 조건에 따른 유의한 차이가 있었으나, 백팩의 모멘트팔의 길이에 따른 유의한 차이는 없었다. 양하지 지지기와 보행속도는 백팩 미착용과, 일반적인 백팩, 특수 백팩의 3가지 조건에서 유의한 차이가 있었으며, 양하지 지지기에서만 백팩의 모멘트팔의 길이에 따른 유의한 차이가 있었다. 본 연구의 결과를 통해 백팩 착용시 모멘트팔의 길이 변화가 보행에 도움이 될 수 있었다.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제16권4호
• /
• pp.1-8
• /
• 2012

국내 철골모멘트골조를 이전 KBC2005 및 현 KBC2009 기준에 따라 설계한 후 비선형동적해석을 이용하여 FEMA355F의 내진성능평가 절차에 따라 성능을 평가하였다. 그 결과 비선형정적 Push-over 해석을 이용한 역량스펙트럼법과 차이가 있었다. 특히 국내 철골모멘트골조는 약패널존을 가지기 때문에 비선형동적해석을 통해서만 보다 정확한 거동을 예측할 수 있었다. 국내 철골모멘트골조는 지반 조건 SB 또는 SC에 위치한다면 층수 및 R값에 관계없이 성능목표를 만족하는 것으로 나타났다. 하지만 지반 조건 SD 또는 SE에 위치한다면 성능목표 만족 여부는 명확하지 않았다. 따라서 KBC2005나 KBC2009 어떤 기준을 사용하더라도 지반 조건이 상대적으로 좋다면 국내 철골모멘트골조는 내진성능을 충분히 확보하고 있다고 볼 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제18권2호
• /
• pp.1-8
• /
• 2014

본 연구의 목적은 경계요소를 갖는 철근콘크리트 전단벽의 잠재소성힌지길이를 합리적으로 평가할 수 있는 단순모델의 제시이다. 전단벽의 높이에 따른 이상화된 곡률분포로부터, 기본방정식은 항복모멘트와 최대모멘트 그리고 사인장균열에 의한 부가모멘트의 함수로 일반화되었다. 전단벽의 항복모멘트와 최대모멘트는 변형률 적합조건과 힘의 평형조건을 기반하여 산정하였다. 사인장균열 발생의 여부는 ACI 318-11에서 제시된 콘크리트의 전단력으로부터 검토되었으며, 부가모멘트는 Park and Paulay에 의해 제시된 트러스기구를 이용하여 산정하였다. 이들 모멘트식들은 다양한 변수범위에서 변수연구를 수행하였다. 결과적으로 등가소성힌지길이는 주철근 및 수직철근지수와 축력지수의 함수로 제시될 수 있었다. 제시된 등가소성힌지길이의 모델은 실험결과의 비교에서 평균 및 표준편차가 각각 1.019와 0.102로 실험 결과를 정확하게 예측하였다.