본 연구에서는 전원설비와 송전설비를 모두 고려한 복합계통의 송전설비 보강계획을 위한 다양한 판단기준을 정량화하고 불확실한 평가항목을 종합적으로 고려하기 위해 Fuzzy 이론을 도입하여 설비보강계획 대체안중의 최적안을 결정하는 알고리즘을 개발하여 이의 유용성을 검증하였다. 즉, 각 대체안별로 평가항목에 대한 평가 결과를 구하고, 각 평가항목별로 계획입안자가 부여한 중요도에 따른 퍼지측도를 구한다. 이렇게 구한 퍼지측도와 평가치를 Sugeno 퍼지적분을 이용하여 각 대체안별 종합평가치를 구하고, 이 종합평가치가 가장 큰 대체안을 최적안으로 선정한다. 이러한 과정을 통하여 기존의 방법에서 반영할 수 없었던 비용이외의 항목도 고려하여 최적안을 결정할 수 있으며, 또한 평가항목별 중요도를 반영하여 최적안을 결정할 수 있다. 본 알고리즘을 검증하기 위하여 1998년도 한전계통의 345[kV] 선로상정사고 계산결과를 이용하여 최대전력수송능력(MLSC)이 작게 나타나는 경우에 대한 병목구간을 파악하고, 이를 해소하기 위해 실현 가능한 선로보강계획안의 대체안을 상정하였다. 이 대체안은 가공선로, 지중케이블에 대한 증설과 신설을 조합하여 구성하였으며, 이 대체안을 평가하기 위한 평가항목은 건설비, 보수유지비, 선로보강효과, 수용도의 4가지로 정하였다. 상정한 대체안에 본 연구의 알고리즘을 적용하여 최적설비보강계획안을 결정할 수 있었다.
본 논문은 다구찌 설계방법을 이용하여 이동식 정수 시스템의 구조물에 대한 최적설계 조건을 확보하기 위하여 유한요소해석을 수행하였다. 다구찌 설계방법은 이동식 정수 시스템 구조물의 설계인자 중 가장 큰 영향을 미치는 파라미터를 고찰하고 최적화 하는데 유용한 결과를 제시 하였다. 다구찌 설계방법으로 수행된 민감도 해석 결과에 따르면 이동식 정수 시스템 구조물의 최적설계에 필요한 중요 인자로 세로방향 보강빔의 수량을 보여주고 있다. 결과적으로 안전하면서 효율적인 이동식 정수 시스템 구조물을 제작하기 위한 최적설계 시 가로방향 보강빔 수량과 바닥판의 두께보다는 세로방향 보강빔의 수량이 매우 중요한 설계인자라는 해석결과를 제시하였다.
본 연구는 80MPa급 고강도콘크리트를 적용한 건축물의 화재시 성능확보를 위한 보강인자 배합사용에 있어 효율적인 내화성능 및 시공성을 확보하기 위한 최적배합비를 도출하고자 하였다. 이를 위한 분석 방법인 반응표면분석을 이용한 과정을 통하여 내화보강인자간의 최적공정조건 도출시 각 물성의 한계 값 설정에 따른 최적배합의 타당성을 검토하고자 하였다.
본 연구에서는 4변이 단순지지되고 보강재가 등간격으로 조밀하게 배치된 편 면직교보강평판에 조합하중이 작용하는 경우 최소중량화에 따른 최적설계변수들을 비 선형 최적화기법인 미분벡터유영법(gradient projection method)에 의하여 산정한다. 설계제한조건으로 전체좌굴응력, 평판및 보강재의 국부좌굴응력, 각부의 항복응력제한 그리고 설계변수들의 상, 하한치의 제한등을 설정하고 전체좌굴에 대한 지배방정식으 로 등가의 직교이방성 평판의 좌굴에 관한 평형방정식을 사용한다. 직교 보강의 경 우 기존연구결과와 비교, 분석하여 본 해석의 유용성을 입증하고 조합하중의 작용에 따른 대칭경사보강의 효율성도 검토한다.
본 고에서는 자동차의 냉각장치중, 냉각수를 저장하는 기능을 갖는 surge-tank의 내압에 의한 국부적인 균열 발생 방지 및 용기의 응력환화를 목적으로, 범용 구조해석 프로그램인 CAEDS의 여러 모듈(GEOMOD, GFEM, IFES, OPTISEN)을 이용하여 응력해석을 수행한 후, OPTISEN(최적화 해석 모듈)을 적용하여 용기 두께 및 보강재 위치에 따른 설계민감도를 구하여 최적 두께 및 보강재의 최적 위치를 구하였다.
본 논문은 분사식 FRP의 압축 구속효과와 휨 보강 효과 및 분사식 FRP의 반발률에 대한 실험적 연구이다. 분사식 FRP란 레진과 짧게 잘려진 섬유를 고압의 공기에 의해 적용면에 분사하여 보강하는 기법이다. 분사식 FRP의 구속 및 휨 보강 효과를 알아보기 위하여 원주형 공시체와 휨 공시체를 제작하여 FRP를 분사하여 보강하였고, 보강 재료로 유리섬유와 폴리에스테르 수지를 사용하였다. 최적의 보강 조건을 알기 위해 섬유 길이, 보강 두께, 섬유 혼입비, 콘크리트 강도에 따른 실험을 실시하였고, 분사식 FRP 보강법을 섬유 매트에 의한 보강법과 비교하였다. 또한, 분사식 FRP의 반발률 역시 평가하였다. 실험을 통하여 분사식 FRP의 최적 조건을 결정하였다. 본 연구의 분사식 FRP 보강은 유리 섬유 매트에 의한 보강법 이상의 성능을 발휘하였다.
본 연구에서는 액화천연가스(LNG 즉 Liquefied Natural Gas) 저장탱크의 보강재(stiffener) 설계를 위한 주요 설계인자들의 특성을 파악하고 구조 최적설계를 수행하였다. 보강재가 결합된 LNG 저장탱크의 내조는 외부의 펄라이트(perlite)의 압력에 의해 좌굴되지 않도록 설계되는데, 기존의 보강재 설계방법에서는 펄라이트 압력이 내조 높이에 무관하게 동일하다고 가정하여, 보강재의 과도한 설계를 초래하였다. 본 연구에서는 펄라이트의 물성값에 따른 펄라이트 압력분포의 영향을 살펴보았고, 최적설계를 통해 기존 설계보다 보강재의 재료비용이 15.3% 절감됨을 알 수 있었다.
본 연구에서는 Taguchi 방법에 사용된 직교배열 이용 실험 계획법에 의한 최 적화 방법으로 보강된 복합재 쉘 구조의 좌굴강도 최적화를 수행하고 타당성을 고찰하 였다.한 방향의 압축하중을 받는 단순 지지된 복합재 평판과 Cut-out을 가진 원통 형 판넬의 보강재 및 섬유방향 최적 설계에 본 방법을 적용시켜 본 결과, 현저한 설계 개선과 아울러 각 설계 변수가 좌굴강도에 미치는 영향을 파악할 수 있었다. 특히 이 방법은 함수의 미분값을 이용한 민감도 해석대신에 함수값의 평균치 분석(ANOM)및 분산 분석(ANOVA)을 사용하기 때문에 설계변수의 변화에 덜 민감한 설계를 얻을 수 있 다.
최근 발생한 대규모 지진으로 구조물의 내진보강에 대한 사회적 관심도가 높아지고 있다. 특히 내진 설계가 반영되지 않은 기둥은 취성적인 파괴로 구조물 전체붕괴를 유발하기 때문에 내진보강이 적용 되어야한다. 과거에는 단면증설법, 강판보강법등이 주로 적용되었고 최근에는 복합재료의 장점을 이용한 섬유보강법이 선호되고 있다. 그러나 이러한 보강법들은 구조물의 물리적 손상을 유발하며, 작업공간과 시간소비가 크다는 단점이 있다. 본 연구에서는 기존 보강법의 단점을 보강하여 복합재료 (Fiber reinforced polymer)와 Aluminum 체결부 이용한 FRP 내진보강재를 개발하였다. 비선형 유한요소 해석프로그램을 통해 개발된 FRP 내진보강재의 최적 보강량을 결정하였다.
교량은 도로나 철도 네트워크를 구성하는 중요한 사회기반시설로 부재의 파손으로 인한 보수, 보강, 교체에 따른 교통통제나 갑작스런 붕괴 등이 발생할 경우 사회경제적으로 커다란 손실과 인명사상을 유발하기 때문에 일정한 안전수준 이상으로 관리되어야 한다. 사용연수의 증가에 따라 열화 손상되거나, 사고, 천재지변 등으로 인해 문제가 발생한 교량의 성능을 회복시키기 위하여 다양한 보강 공법들이 연구되고 있다. 그러나 어떤 공법을 사용하는 것이 합리적인가에 대한 판단기준 없이 의사결정을 수행하고 있는 실정이다. 따라서 본 논문에서는 개략 설계된 여러 보강대안 중 최적 보강공법을 선정하는 문제를 해결하기 위해, 의사결정인자를 도출하고 불확실성을 고려한 정량적 평가 및 의사결정방법을 제안하였으며, 이를 간략한 예제에 적용하여 개발된 모델의 합리성 및 적용성을 검토하였다. 본 연구에서 제안된 방법론은 불확실성이 존재하는 대안들 가운데 최적의 대안을 선택하는 분야에 응용하여 적용할 수 있을 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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