• 제목/요약/키워드: Design Cost

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A multi-parameter optimization technique for prestressed concrete cable-stayed bridges considering prestress in girder

  • Gao, Qiong;Yang, Meng-Gang;Qiao, Jian-Dong
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제64권5호
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    • pp.567-577
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    • 2017
  • The traditional design procedure of a prestressed concrete (PC) cable-stayed bridge is complex and time-consuming. The designers have to repeatedly modify the configuration of the large number of design parameters to obtain a feasible design scheme which maybe not an economical design. In order to efficiently achieve an optimum design for PC cable-stayed bridges, a multi-parameter optimization technique is proposed. In this optimization technique, the number of prestressing tendons in girder is firstly set as one of design variables, as well as cable forces, cable areas and cross-section sizes of the girders and the towers. The stress and displacement constraints are simultaneously utilized to ensure the safety and serviceability of the structure. The target is to obtain the minimum cost design for a PC cable-stayed bridge. Finally, this optimization technique is carried out by a developed PC cable-stayed bridge optimization program involving the interaction of the parameterized automatically modeling program, the finite element structural analysis program and the optimization algorithm. A low-pylon PC cable-stayed bridge is selected as the example to test the proposed optimization technique. The optimum result verifies the capability and efficiency of the optimization technique, and the significance to optimize the number of prestressing tendons in the girder. The optimum design scheme obtained by the application can achieve a 24.03% reduction in cost, compared with the initial design.

정규화 기법 기반의 설계VE 기능 및 비용 점수 산출 모델 (Calculation Model for Function & Cost Score based on Normalization Method in Design VE)

  • 이종식
    • 한국건설관리학회논문집
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    • 제16권4호
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    • pp.98-106
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    • 2015
  • VE는 공공건설사업의 예산절감과 기능향상, 구조적 안전, 품질 확보를 목적으로 하고 있다. 그러나 관련 내용이 설계의 경제성 검토 위주로 구성되어 있어 구조적 안전과 품질확보를 위한 검토가 미흡해 질 가능성이 문제점으로 지적되고 있고, VE를 단순한 원가절감방법으로 생각하는 인식으로 인해 VE 수행 시 비용절감에 치중된 대안이 제시되어 왔다. 이에 대한 개선방안으로 정부에서는 생애주기비용절감 가치향상 제안서를 도입하고 원안과 대안의 비용 점수와 기능 점수, 가치 변화를 명시하도록 하였다. 그러나 구체적인 방법과 기준이 제시되어 있지 않아 이론적 근거보다는 실무적 편의 위주의 방법이 사용되고 있다. 현행 방법은 원안과 대안의 비(比)를 이용하기 때문에 간단하고 사용이 편리하다. 하지만 현행 방법을 이용하여 평가 값을 점수화 하면 설계안 속성에 따라 다양한 값이 산출되어 광범위한 점수 분포를 나타낸다. 따라서 많은 양의 VE 안을 평가하여 수정 설계를 위한 최적 안을 선택하는 의사결정과정에서 평가자에게 혼란을 줄 수 있다. 이는 합리적인 의사결정을 저해하는 요소로서, VE대안의 비용과 성능 속성 정보를 이용하여 산출한 가치 점수의 신뢰성 및 객관성 검증의 어려움으로 이어진다. 본 연구는 VE 안 평가 시 의사결정의 효율성 제고를 위하여 기능 점수와 비용 점수 산출 절차와 방법을 고찰하여 문제점을 제시하고, 개선 방안으로서, 정규화 기반의 기능 및 비용 점수 산출 모델을 제시하였다.

기대 총 건설비 및 허용 활동량을 고려한 방파제 케이슨의 최적설계 (Optimal Design of Breakwater Caisson Considering Expected Total Construction Cost and Allowable Sliding Distance)

  • 김경숙;서경덕
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.280-293
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    • 2005
  • 본 연구에서는 직립 방파제 케이슨의 활동량 산정 모델과 케이슨 복구비용 계산 모델을 결합하여 기대 총 건설비 산정 모델을 수립하였다. 직립 방파제 케이슨의 최적 단면은 활동량의 허용 범위 내에서 기대 총 건설비가 최소가 되는 단면으로 정의된다 활동량의 허용 범위는 방파제 수명 동안의 기대 활동량을 0.1m로 하는 경우와 방파제 수명 동안의 누적 활동량이 0.3 m를 초과하는 확률을 0.1 이내로 하는 경우를 고려하였다. 또한 할인율 개념을 도입하여 미래 가치로 산정된 복구비용을 현재가치로 환산하였다. 작은 재현주기에 대해서 설계된 케이슨의 경우 잦은 복구 활동으로 인해 할인율을 적용했을 때의 기대 총 건설비용이 할인율을 적용하지 않았을 때보다 작아진다. 수심이 얕을 때 본 설계법이 기존의 결정론적 설계법보다 더 작은 단면을 요구하여 경제적인 설계가 가능하다. 한편, 수심이 얕을 때는 전술한 활동량 허용 기준들이 비슷한 결과를 나타내지만, 깊은 수심에서는 전자가 후자보다 더 큰 단면을 요구한다.

Delay-dependent Guaranteed Cost Control for Uncertain State-delayed Systems

  • Lee Young Sam;Kwon Oh-Kyu;Kwon Wook Hyun
    • International Journal of Control, Automation, and Systems
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    • 제3권4호
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    • pp.524-532
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    • 2005
  • This paper concerns delay-dependent guaranteed cost control (GCC) problem for a class of linear state-delayed systems with norm-bounded time-varying parametric uncertainties. By incorporating the free weighing matrix approach developed recently, new delay-dependent conditions for the existence of the guaranteed cost controller are presented in terms of matrix inequalities for both nominal state-delayed systems and uncertain state-delayed systems. An algorithm involving convex optimization is proposed to design a controller achieving a suboptimal guaranteed cost such that the system can be stabilized for all admissible uncertainties. Through numerical examples, it is shown that the proposed method can yield less guaranteed cost than the existing delay-dependent methods.

Optimal Guaranteed Cost Control of Linear Uncertain Systems with Input Constraints

  • Yu Li;Han Qing-Long;Sun Ming-Xuan
    • International Journal of Control, Automation, and Systems
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    • 제3권3호
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    • pp.397-402
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    • 2005
  • The guaranteed cost control problem for a class of linear systems with norm-bounded time-varying parameter uncertainties and input constraints is considered. A sufficient condition for the existence of guaranteed cost state feedback controllers is derived via the linear matrix inequality (LMI) approach, and a design procedure to guaranteed cost controllers is given. Furthermore, a convex optimization problem is formulated to determine the optimal guaranteed cost controller. An example is given to illustrate the effectiveness of the proposed results.

의사 결정자를 위한 HVAC 시스템의 LCC 분석 방법론 개발에 관한 연구 (A Study on the Development of Life Cycle Cost Analysis Methodology in HVAC system for Decision Maker)

  • 정순성
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제24권4호
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    • pp.55-63
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    • 2004
  • The purpose of this study is to development of life cycle cost analysis methodology of HVAC system for decision maker. The results of this study are as follows; maintenance/management, equipment construction, planning/design, and demolition/sell phases (1) To develop the cost breakdown structure for LCC in HVAC system, this study apply the method of additional pertinent level, title, CBS number, block number and variable index. (2) LCC analysis order of HVAC system compose four phase. (3) Life cycle costing influence diagram can bring us to make the most efficient decision through a visual graphical diagram that is shown relationship among variables and that decision maker traces easily from life cycle cost analysis situation.

파라미터 불확실성을 가지는 시간 지연 시스템에 대한 보장비용 출력궤환제어 (Guaranteed Cost Output Feedback Control for Time Delay Systems with Parameter Uncertainties)

  • 박재훈;정상섭;오도창;박홍배
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2000년도 제15차 학술회의논문집
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    • pp.271-271
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    • 2000
  • This paper considers guaranteed cost output feedback controller for the uncertain time-varying delay systems with delays in state and control input. The uncertainty in the system is assumed to be norm-bounded and time-varying. The sufficient condition for the existence of controller and the guaranteed cost output feedback controller design method are presented. Also, using some changes of variables and Schur complements, the obtained sufficient condition can be reformulated as LMI forms in terms of transformed variables. Using the obtained LMI variables, we derive guaranteed cost controller gain and guaranteed cost.

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섭동을 갖는 뉴트럴 시스템의 성능보장 안정화에 관하여 (On Guaranteed Cost Control of Uncertain Neutral Systems)

  • 박주현
    • 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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    • 제52권3호
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    • pp.129-133
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    • 2003
  • In this paper, we consider the robust guaranteed cost control problem for a class of uncertain neutral systems with given quadratic cost functions. The uncertainty is assumed to be norm-bounded and time-varying. The goal in this study is to design the memoryless state feedback controller such that the closed-loop system is asymptotically stable and the closed-loop cost function value is not more than a specified upper bound lot all admissible uncertainty. Some criteria for the existence of such controllers are derived based on the matrix inequality approach combined with the Lyapunov second method. A parameterized characterization of the robust guaranteed cost controllers is given in terms of the feasible solutions to the certain matrix inequalities. A numerical example is given to illustrate the proposed method.