• Structural Engineering and Mechanics
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• 제11권2호
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• pp.151-170
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• 2001

With increasing competition, the engineering industry is in need of optimization of designs that would lead to minimum cost or weight. Recent developments in Genetic Algorithms (GAs) makes it possible to model and obtain optimal solutions in structural design that can be put to use in industry. The main objective of this paper is to illustrate typical applications of GAs to practical design of structural systems such as steel trusses, towers, bridges, reinforced concrete frames, bridge decks, shells and layout planning of buildings. Hence, instead of details of GA process, which can be found in the reported literature, attention is focussed on the description of the various applications and the practical aspects that are considered in Genetic Modeling. The paper highlights scope and future directions for wider applications of GA based methodologies for optimal design in practice.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권5호
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• pp.2081-2091
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• 2013

최근, 엔지니어링의 실무에서 토목 시설물의 설계 및 유지관리 단계를 위한 효과적인 생애주기비용(Life Cycle Cost; LCC) 산정 방법의 실무적인 적용에 대한 요구가 높아지고 있다. 이와 같이, 21세기에 들어 엔지니어링의 최적 의사결정의 실무적 문제에 가치공학과 더불어 생애주기비용 분석은 새로운 패러다임으로 주목받고 있지만 이러한 연구 개발의 괄목할만한 진보에도 불구하고, 대부분의 설계단계 생애주기비용 분석은 확정적, 확률적 분석기법에 그치고 있고 적용 가능한 구조물도 일반 교량에 국한되어 있다. 따라서 본 논문은 설계단계 생애주기비용 분석에 대한 실용적이고 합리적인 신뢰성해석 기반 성능저하 모델을 고려하여 기존의 분석방법을 업데이트하는 분석 방법론을 개발하고 이를 특수교인 사장교에 적용하는데 목적이 있다. 이에 현재가치의 합으로 표현되는 직/간접 유지관리비용을 기존 방법과는 다르게 기대 성능저하모델에 바탕을 둔 최적 유지관리 시나리오를 통한 생애주기비용 분석 기법으로 제시하였다. 마지막으로 본 논문에서 제안한 업데이트된 생애주기비용 분석의 방법론을 실제 고속도로 사장교 건설 프로젝트의 설계단계 의사결정 문제에 적용하여 합리적이고 체계적인 분석 방법 및 최적의사결정과정을 제시하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권1호
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• pp.9-14
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• 2008

곡선교의 경우 구조적인 기능이나 미관을 고려하여 강상자형교의 사용이 증가하고 있다. 강상자형교는 비틀림에 대한 강성이 뛰어나고 폐합단면을 가지므로 개단면에 비해 부식에 대해서 유리하며 가설 시에도 안정성을 갖는 장점이 있다. 곡선 강상자형교의 설계는 관용적으로 가로보의 강성을 이용하여 윤하중 횡분배를 유도하는 격자해석으로 실시되고 있다. 본 연구에서는 곡선강상자형교에 대하여 유한요소 해석을 실시하여 곡률, 가로보 및 다이아프램이 윤하중의 횡분배에 미치는 영향에 분석하였다. 해석결과 곡선교에서 곡률은 횡분배에 큰 영향을 미쳤으며 곡률이 증가할수록 분배계수가 증가하는 것을 알 수 있었다. 지점부 다이아프램 외에 지간 중앙에 설치되는 다이아프램 1개는 윤하중의 횡분배와 구조적 안정성에 크게 기여하였으나 추가적인 다이아프램의 설치는 하중의 횡분배에 크게 영향을 주지 못하였다. 콘크리트 슬래브 강성은 가로보에 의한 횡분배 효과보다 크게 나타난 것으로 곡선 강박스교 설계 시에는 콘크리트 슬래브 강성의 횡분배 효과를 고려하여야 할 것이다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제52권1호
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• pp.173-203
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• 2014

The cross-section warping due to the passage of high-speed trains can be a relevant issue to consider in the dynamic analysis of bridges due to (i) the usual layout of railway systems, resulting in eccentric moving loads; and (ii) the use of cross-sections prone to warping deformations. A thin-walled beam formulation for the dynamic analysis of bridges including the cross section warping is presented in this paper. Towards a numerical implementation of the beam formulation, a finite element with seven degrees of freedom is proposed. In order to easily consider the compatibility between elements, and since the coupling between flexural and torsional effects occurs in non-symmetric cross-sections due to dynamic effects, a single axis is considered for the element. The coupled flexural-torsional free vibration of thin-walled beams is analysed through the presented beam model, comparing the results with analytical solutions presented in the literature. The dynamic analysis due to an eccentric moving load, which results in a coupled flexural-torsional vibration, is considered in the literature by analytical solutions, being therefore of a limited applicability in practice engineering. In this paper, the dynamic response due to an eccentric moving load is obtained from the proposed finite element beam model that includes warping by a modal analysis.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.325-334
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• 2008

표준 I형 프리스트레스트 콘크리트 거더교(I형 PSC 거더교)는 우리나라의 중 소 지간 교량에서 가장 많이 적용되는 교량형식이다. 이 교량 형식의 상부거더 안전성을 판단하기 위해 설계단면력을 결정할 때 유한요소법 등을 이용한 정밀한 해석보다는 설계기준들에서 제시한 활하중 분배계수나 단순화된 실용식을 일반적으로 이용하고 있다. 한편, 우리나라의 설계 실무에서 사용되는 활하중 분배계수는 대부분 외국의 연구결과나 설계기준이 그대로 반영된 것들이다. 따라서 표준 I형 PSC 거더교의 교량단면과 부재의 설계 기준강도 등을 고려한 우리나라의 설계여건에 적합한 활하증 분배계수식의 개발이 필요하였다. 본 연구에서는 활하중 분배계수식을 개발하기 위하여 교량의 폭, 지간길이, 주형간격과 차로폭 등에 대한 수많은 매개변수 해석과 민감도해석을 수행하였다. 그 결과 분배계수의 크기를 결정하는 주된 변수들로서 외측주형의 경우에는 주형간격, 내민길이와 지간길이를 선택하였다. 인접내측주형은 주형간격, 내민길이, 지간길이와 교폭으로 하였다. 내측주형은 주형간격, 교폭과 지간길이로 하였다 이어서 매개변수 해석결과들에 대한 다중선형회귀분석을 통하여 I형 PSC 거더교를 위한 활하중 분배계수식을 개발하였다. 본 연구에서 개발된 활하중 분배계수식을 가지고 설계실무자들은 교량 설계시 적절한 안전율이 보장된 설계단면력을 보다 쉽게 결정할 수 있을 것이다. 또한 예비설계시에 I형 PSC 거더교의 구조적인 효율을 향상시키기 위해 필요한 반복 설계에 소요되는 설계시간을 크게 줄일 수 것으로 기대된다.

• Wind and Structures
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• 제25권2호
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• pp.157-176
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• 2017

2-edge box girder bridges have been widely used in civil engineering practice. However, these bridges show weakness in aerodynamic stability. To overcome this weakness, additional attachments, such as fairing and flap, are usually used. These additional attachments can increase the cost and decrease the constructability. Some previous researchers suggested an aerodynamically stabilized 2-edge box girder section, giving a slope to the edge box instead of installing additional attachments. However, their studies are limited to only dynamic stability, even though static aerodynamic coefficients are as important as dynamic stability. In this study, focus was given to the evaluation of static aerodynamic response for a stabilized 2-edge box girder section. For this, the slopes of the edge box were varied from $0^{\circ}$ to $17^{\circ}$ and static coefficients were obtained through a series of wind tunnel tests. The results were then compared with those from computational fluid dynamics (CFD) analysis. From the results, it was found that the drag coefficients generally decreased with the increasing box slope angle, except for the specific box slope range. This range of box slope varied depending on the B/H ratio, and this should be avoided for the practical design of such a bridge, since it results in poor static aerodynamic response.

• 대한기계학회논문집A
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• 제21권10호
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• pp.1694-1701
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• 1997

The residual safety assessment of steel structures, an important subject in practice, is given to much attention. Life prediction in the planning course of steel structures under fatigue loading is mainly based on fatigue design criteria resulting from S-N curves. But for any reason cracks have to be assumed due to fabrication failures or fatigue loading in service which can lead total fracture of structures. The life prediction can be carried out by means of fracture mechanics using Paris-Erdogan equation($da/dN=C {\cdot}{\Delta}K^m$). The paper presents results from charpy test to interpret transition behaviour of charpy energy($A_V$) in a wide temperature range and from constant-load-amplitude test to measure fatigue crack growth of various steels widely used in steel bridges since beginning of 20 centuries in Europe. In the normal service temperature range of steel bridges, the steel S355M shows higher maximum charpy energy($A_{Vmax}$) and lower transition temperature($T_{AVmax/2}$) than other steels considered. The C and m of Paris-Erdogan equation on the steels appear to be correlated, and to be affected by the R-ratios due to crack closure, especially at a low fatigue crack growth rate. Scanning electron microscopy analysis was carried out to interpret an influence of the crack closure effects on the correlation of C and m.

• Smart Structures and Systems
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• 제23권6호
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• pp.695-702
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• 2019

The number of cable-stayed bridges has been increasing worldwide, causing issues in maintaining the structural safety and integrity of bridges. The stay cable, one of the most critical members in cable-stayed bridges, is vulnerable to wind-induced vibrations owing to its inherent low damping capacity. Thus, vibration mitigation of stay cables has been an important issue both in academia and practice. While a semi-active control scheme shows effective vibration reduction compared to a passive control scheme, real-world applications are quite limited because it requires complicated equipment, including for data acquisition, and power supply. This study aims to develop an Arduino-based integrated cable vibration control system implementing a semi-active control algorithm. The integrated control system is built on the low-cost, low-power Arduino platform, embedding a semi-active control algorithm. A MEMS accelerometer is installed in the platform to conduct a state feedback for the semi-active control. The Linear Quadratic Gaussian control is applied to estimate a cable state and obtain a control gain, and the clipped optimal algorithm is implemented to control the damping device. This study selects the magnetorheological damper as a semi-active damping device, controlled by the proposed control system. The developed integrated system is applied to a laboratory size cable with a series of experimental studies for identifying the effect of the system on cable vibration reduction. The semi-active control embedded in the integrated system is compared with free and passive mode cases and is shown to reduce the vibration of stay-cables effectively.

• 한국문헌정보학회지
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• 제56권4호
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• pp.205-222
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• 2022

본 연구는 전문지식을 갖지 않은 건설기술자와 건설사업 참여자가 건설 실무에서 중요도가 높은 단어와 단어 간의 상호 연관관계를 쉽게 이해할 수 있도록 정보서비스를 개선하고자 하였다. 이를 위해 텍스트마이닝과 네트워크 중심성을 이용하여 건설기술정보시스템에서 가장 많이 사용하고 있는 기술정보, 사례정보 및 원가절감 등 건설실무정보에 대해 단어의 출현 빈도, 주제 모형화, 네트워크 중심성을 분석하였다. 이러한 분석을 통해 도로, 포장, 교량, 터널 등 도로공사와 관련한 설계, 시공, 사업관리, 시방·기준, 유지관리 등이 건설 실무에서 중요한 정보로 파악되었다. 또한, 연결 중심성과 고유벡터 중심성 측정을 통해 중요도가 높은 단어 간의 상관도를 분석하였다. 상관도 분석을 통해 기술정보를 확충한다면 보다 유용한 정보를 제공할 수 있다는 결과를 얻었다. 끝으로, 연구 결과가 갖는 제약과 이에 따른 추가적인 연구를 제시하였다.

• 전산구조공학
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• 제10권3호
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• pp.233-240
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• 1997

본 연구에서는 다양한 구조 및 하중조건에 대하여 중차량의 주행에 의한 충격효과를 분석하였다. 중차량 주행시의 다주형 강판형교의 동적해석에서는 노면조도 및 차륜-바닥판 사이의 상호작용을 고려하였다. 진입로와 교량바닥판의 노면형상은 각 노면조도에 따라 지수 스펙트럴 밀도 함수를 사용하여 생성시켰으며, 교량바닥판과 차륜사이의 상관력을 좀더 합리적으로 반영하기 위해 개선된 후처리기법을 사용하여 보정하였다. 또한 교량진입부에서 발생할 수 있는 바닥판과 진입로사이의 단차조건도 분석하였다. 현행 도로교 표준 시방서에 준하여 설계된 다양한 교량들에 대하여 동적거동에 중요한 영향을 미치는 구조인자들(경간장, 주형간격 등)의 영향을 체계적으로 검토하였다. 다양한 주행속도에 따른 단일주행에 의한 기본적인 하중상태 뿐만 아니라 동일차선 및 인접차선을 주행하는 다수 차량의 하중조건도 검토하였다.