• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권2호
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• pp.123-133
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• 2006

본 연구의 목적은 다단계 동적계획법 및 축차무제약 최소화기법을 이용하여 강접 및 다양한 반강접 접합부 모델을 가진 뼈대 구조물의 최적화 알고리즘을 개발하는데 있다. Bowing effect를 고려한 비선형 보-기둥이론을 사용하였으며, 보-기둥의 접합부는 반강접접합부인 양면 복부앵글을 가진 접합부, 상 하플랜지 접합부, 양면복부앵글을 가진 상 하플랜지 접합부를 고려하여 연구를 수행하였으며, 각 접합부의 해석모델은 수정된 지수모델, 다항식 모델, 파워모델을 사용하였다. 최적화문제에 있어서 목적함수는 강재의 중량을 취하였으며, 설계변수는 부재의 단면치수를 선택하였다. 설계제약조건은 축력, 전단력 및 휨모멘트의 저항성과 사용성에 대해 수식화하였다. 본 연구에서 개발된 기하학적 비선형을 고려한 2차 탄성해석법을 이용하여 강접 및 다양한 모델을 가진 반강접 강뼈대 구조물의 종합적인 연속 최적설계 프로그램을 개발하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.13-24
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• 1993

가상(假想)일의 원리(原理)를 이용하여 강절(剛節)-힌지단(端)을 갖는 평면(平面)뼈대요소(要素)와 비대칭(非對稱) 박벽단면(薄壁斷面)을 갖는 공간(空間)뼈대요소(要素)의 접선강도(接線剛度)매트릭스가 유도된다. 양단(兩端) 구속(拘束)된 비틂을 무시하는 경우, 구속(拘束)된 비틂을 고려하는 경우, 그리고 왼쪽단은 구속(拘束)된 비틂을 고려하고 오른쪽단은 구속(拘束)된 비틂을 무시하는 경우 각각에 대하여 박벽공간(薄壁空間)뼈대요소(要素)의 탄성(彈性) 및 기하적(幾何的)인 강도(剛度)매트릭스를 산정한다. 이때, 휨을 받는 평면(平面)보의 처짐함수를 적절히 선택하여 공간(空間)뼈대요소(要素)의 세방향처짐과 비틂회전각에 대한 형상함수(形狀函數)로 사용한다. 공간(空間)뼈대 구조물(構造物)과 원형(圓形)아아치의 횡좌굴(橫挫屈)문제를 해석(解析)하여 본(本) 연구(硏究)에 의한 해석결과(解析結果)들과 엄밀해(嚴密解) 또는 다른 문헌(文獻)의 결과(結果)들과 비교(比較) 분석(分析)하여 본(本) 연구(硏究)에서 제시한 이론(理論)의 정당성(正當性)을 입증(立證)한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.111-120
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• 1986

강재(鋼材) 뼈대 구조물(構造物)은 널리 사용(使用)되는 기본적(基本的)인 구조물(構造物)로서, 소성(塑性)힌지의 개념(槪念)을 도입(導入)한 설계(設計) 및 해석방법(解析方法)이 적절(適切)히 적용(適用)되고 있는 경우(境遇)라고 볼 수 있다. 소성해석(塑性解析)의 목적(目的)은 구조물(構造物) 각(各) 부재(部材)의 소성(塑性)모멘트를 알고 있을 때 붕괴하중(崩壞荷重)을 결정(決定)하는 것이며, 소성최적설계(塑性最適設計)의 목적(目的)은 구조물(構造物)의 총중량(總重量)을 최소(最小)로 하는 부도재(部都材)의 소성(塑性)모멘트를 결정(決定)하는 것이다. 본(本) 논문(論文)에서는 소성해석(塑性解析) 및 최적설계(最適設計)를 정적접근방법(靜的接近方法)(static approach)을 사용(使用)하여 Simplex method에 의해 해결(解決)하였다. 소성해석(塑性解析)의 경우(境遇), 종래(從來)의 계산시간(計算時間)을 훨씬 줄일 수 있었으며, 또한 본(本) 연구(硏究)에서 2층 구조물(構造物)의 최적설계시(最適設計時) 구조물(構造物)의 중량(重量)은 탄성설계(彈性設計)와 비교(比較)하여 약(約) 24%가 절약(節約)되었다.

• 콘크리트학회지
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• 제6권5호
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• pp.183-192
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• 1994

지진하중을 받는 철근콘크리트 구조물의 안전성은 확정적 이론에 의한 평가보다 지진하중이 가지는 불확실성과 철근콘크리트의 이력특성을 고려하여 평가하는 것이 합리적이다. 확정적 이론에 의한 내진 구조물의 안전성 평가는 확률변수의 영향 등을 충분히 고려하기가 쉽지 않은데, 이러한 것들을 고려하기 위해서는 신뢰성이론 및 랜덤진동이론을 도입할 필요가 있으며 이에 의해 합리적으로 안전성을 검토하거나 확보할 수 있다. 본 연구에서는 철근콘크리트 뼈대구조물의 이력거동을 고려한 추계적 지진응답을 이용하여 지진손상정도와 위험성을 평가하고자 하였으며, 지진하중을 받는 뼈대구조물의 파괴확률을 계산하는 과정을 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권1A호
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• pp.9-18
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• 2011

구조부재의 연결은 강절(rigid), 활절(hinge) 그리고 부재 간의 상대적인 회전이 허용되는 부분강절(semi-rigid)로 구분될 수 있다. 본 연구에서는 부분강절을 탄성회전스프링으로 가정하여 부재 단부에 적용시킨 평면 뼈대구조에 대하여 전단변형을 고려한 엄밀한 접선강도행렬을 유도하고 이를 다시 탄성강도행렬과 기하학적 강도행렬로 분리?유도함으로써 부분강절을 갖는 평면 뼈대구조물의 안정성해석을 위한 일반화된 해석방법을 제시하고자 한다. 이를 위하여, 보-기둥부재의 좌굴조건을 만족시키는 처짐함수로부터 안정함수(stability function)를 유도하고, 횡변위(sway)를 고려한 힘-변위관계와 적합조건을 고려하여 정확한 접선강도행렬을 제시하였다. 본 연구의 타당성을 입증하고 부분강절 뼈대구조의 전단거동 특성을 파악하기 위하여, 다양한 수치해석 예제에 대해 타 연구자 해석 결과와 본 연구의 안정성 해석결과를 비교하여 제시함으로서 전단변형과 부분강절이 구조물의 좌굴강도에 미치는 영향을 조사한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.17-26
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• 1990

보존력(保存力) 및 비보존력(非保存力)을 받는 평면(平面) 뼈대 구조물(構造物)의 기하적(幾何的) 비선형(非線形) 거동(擧動)을 파악하기 위하여 기존의 하중증분법(荷重增分法)과 변위증분법(變位增分法)을 효율적으로 결합시킨 기하적(幾何的)인 비선형(非線形) 유한요소법(有限要素法)을 제시한다. 본(本) 논문(論文)에서 제안한 알고리즘은 보존력(保存力)뿐만 아니라 비보존력(非保存力)을 받는 경우에도 평면(平面) 뼈대의 Snap-Through, Turning-Back과 같은 강한 비선형(非線形) 거동(擧動)을 추적할 수 있다. 여러가지 예제(例題)들을 통하여 다른 문헌(文獻)들의 결과(結果)와 본(本) 연구(硏究)에 의한 결과(結果)를 비교 분석하므로써 제시된 이론(理論)의 정당성(正當性)을 입증(立證)한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.33-47
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• 1992

본 논문에서는 케이블로 지지된 프리스트레스트 콘크리트(PC) 뼈대의 시공중의 각 단계를 고려하고 콘크리트와 PC 강재, 케이블 재료의 시간의존적 특성 및 재료의 비선형성과 케이블의 색 및 구조물의 처짐에 의한 기하학적 비선형성도 고려하는 해석방법을 제시했다. 구조물의 비선형거동을 해석하기 위한 운동방정식은 Updated Lagrangian 방식을 이용하여 유도하고 시간의존적인 거동올 해석하기 위해서 시간영역을 시간단계로 나누어 순차적으로 적분했다. 시공중의 각 단계를 표현하기 위해 계속적인 구조계의 변화를 고려했다. 본 논문에서 제시한 해석방법에 근거하여 컴퓨터 프로그램 CFRAME을 개발하고 예제들을 통하여 해석방법의 정당성을 보였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.27-36
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• 1990

본(本) 논문(論文)에서는 전단변형(剪斷變形) 효과(效果)가 고려되는 평면(平面)뼈대 구조물(構造物)의 기하적(幾何的)인 비선형(非線形) 해석(解析)을 수행하기 위한 두 가지 방법 즉, 유한분절법(有限分節法)과 유한요소법(有限要素法)을 제시한다. 유한분절법(有限分節法)의 경우에는 평형방정식(平衡方程式)을 직접(直接) 적분(積分)하므로써 엄밀(嚴密)한 접선강도(接線剛度) 매트릭스가 유되되는 반면에 유한요소법(有限要素法)의 경우에는 전단변형(剪斷變形)을 고려하는 Hermitian 다항식(多項式)을 형상함수(形狀函數)로 사용하므로써 탄성(彈性) 및 기하적(幾何的)인 강도(剛度)매트릭스가 산정된다. 선택된 예제(例題)들을 해석(解析)한 결과들과 다른 문헌(文獻)의 결과들을 비교, 검토하므로써 본(本) 논문(論文)에서 제시된 이론(理論)의 정당성(正當性)을 입증(立證)한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.197-206
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• 2003

본 논문에서는 유전자 알고리즘을 이용한 비선형 탄성 최적설계 방법을 제시하였다. 제안한 비선형 탄성해석은 종래 설계의 단점 즉 탄성해석 후 비선형 효과를 고려하기 위하여 $B_1$, $B_2$ 계수를 사용하는 불합리성을 극복하였다. 유전자 알고리즘은 다윈(Darwin)의 적자생존의 개념을 기본으로 선택, 교배 및 돌연변이라는 세 가지 연산을 수행함으로써 최적설계에 필요한 설계변수 즉 부재 단면을 형성하여, 제약조건을 모두 만족하는 최소 구조물 중량을 제공하는 설계변수를 선택하면서 최적설계를 수행하였다. 목적함수로는 구조물의 총중량을 사용하였으며, 제약조건식으로는 하중저항능력, 사용성 및 연성도를 사용도를 사용하여 최적설계를 수행하였다. 2차원 강뼈대 구조물, 3차원 강뼈대 구조물, 그리고 3차원 강아치교의 설계예제를 수행하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.337-349
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• 2000

유전자 알고리즘(GA)은 어떠한 유형의 문제에도 적용가능하며 달리 방법이 없는 경우 최후의 수단으로 흔히 사용되는 방법이다. 강구조물 설계란 기본적으로 구조물을 이루는 부재로서 어떤 재료를 선택될 것인지를 결정하는 문제이다. 따라서 천문학적인 숫자의 설계가 존재하며 이들 중 최적의 설계를 탐색하는 것은 대체로 불가능한 일이다. 본 논문에서는 GA와 이와 관련된 여러 가지 기법들을 소개하고 강구조물 최적설계에 이들의 활용을 모색하였다. 작은 설계공간을 가지는 문제에서는 GA로 전역최적설계를 찾을 수 있었다. GA는 또한 연속변수 최적설계 문제에서도 최적설계를 찾았으며 구조물 최적설계에 적용될 수 있음을 보였다. 그러나 규모가 큰 현실문제에서는 GA가 최적 또는 최적에 근접한 설계를 항상 찾을 수 있을 것이라고 기대하기는 어려울 것으로 생각된다. GA에 G bit improvement를 추가하여 수행한 경우에 더 좋은 최적설계 결과를 보여주었으며 앞으로 이 부분의 연구가 활발해 질 것이다.