• 제목/요약/키워드: Limit State Equation

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한계상태식의 3차 다항식 근사를 통한 구조물 신뢰도 평가 (Structure Reliability Analysis using 3rd Order Polynomials Approximation of a Limit State Equation)

  • 이승규;김성찬;김태욱
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제26권3호
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    • pp.183-189
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    • 2013
  • 본 논문에서는 불확실성을 확률변수로 가정하고 구조물의 파손기준을 한계상태식(Limit State Equation)으로 정의하였다. 한계상태식을 Fleishman의 3차 다항식으로 근사하고 이론적인 확률 모멘트(Moments)를 계산하였다. Fleishman은 표준정규 분포 확률변수에 대해서만 3차 다항식을 제시하였으나, 본 논문에서는 이를 확장하여 베타, 감마, 균일 분포 등 다양한 확률 변수에 적용하였다. 확률 모멘트를 계산하기 위해서 누률(Cumulants)과 정규화된 한계상태식을 활용하였으며, 피어슨 시스템(Pearson System)을 통해 한계상태식의 확률분포를 근사하였다.

Probabilistic analysis of RC beams according to IS456:2000 in limit state of collapse

  • Kulkarni, Anadee M.;Dattaa, Debarati
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제71권2호
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    • pp.165-173
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    • 2019
  • This paper investigates the probability of failure of reinforced concrete beams for limit state of collapse for flexure and shear. The influence of randomness of the variables on the failure probability is also examined. The Indian standard code for plain and reinforced concrete IS456:2000 is used for the design of beams. Probabilistic models are developed for flexure and shear according to IS456:2000. The loads considered acting on the beam are live load and dead load only. Random variables associated with the limit state equation such as grade of concrete, grade of steel, live load and dead load are identified. Probability of failure is evaluated based on the limit state equation using First Order Reliability Method (FORM). Importance of the random variables on the limit state equations are observed and the variables are accordingly reduced. The effect of the reduced parameters is checked on the probability of failure. The results show the role of each parameter on the design of beam. Thus, the Indian standard guidelines for plain and reinforced concrete IS456:2000 is investigated with the probabilistic and risk-based analysis and design for a simple beam. The results obtained are also compared with the literature and accordingly some suggestions are made.

신뢰성에 기초한 프리캐스트 세그멘탈 PC박스거더교량의 안전도분석평가 (Reliability-Based Safety Assessment of Precast Segmental Prestressed Concrete Box Girder Bridges)

  • 조효남;지광습
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 1995년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.35-42
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    • 1995
  • One of the main objectives of this study is to propose a realistic limit state model for reliability-based safety assessment of precast segmental prestressed concrete box girder bridges, considering 1) combined effects of bending, shear and torsional forces, and 2) the difference between transverse reinforcments of box girder. A improved limit state model is derived from a modified interaction equation compared with the Bruno's equation. A Drectional sampling algorithm is used for reliability analysis of the proposed model.

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액성한계상태를 이용한 흙-수분 특성곡선의 평가 (Estimation of Generalized Soil-Water Characteristic Curves Using Liquid Limit State)

  • 성상규;이인모
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2004년도 춘계학술발표회
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    • pp.146-153
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    • 2004
  • The goals of this study are to investigate the feasibility of the reference state approach in determining the generalized soil-water characteristic curve that is essential for characterization of unsaturated soil behavior. The soil-water characteristic curves are obtained from a number of specimens of fine-grained residual soils compacted with different void ratios. Based on the experimental test results, the feasibility of using the liquid limit state as the reference state for predicting the soil-water characteristic curve are verified. Finally, through the regression analysis of experimental data using the equation of Fredlund and Xing (1994), a reliable method is proposed to predict the generalized soil-water characteristic curve of fine-grained residual soils using the liquid limit state as the reference.

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한계상태방정식에 의한 R/C 전단벽의 유한요소 간편 해석과 설계 (Simplified Analysis and Design with Finite Element for Reinforced Concrete Shear Walls Using Limit State Equations)

  • 박문호;조창근;이승기
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제16권1호
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    • pp.43-52
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    • 2003
  • 본 논문은 콘크리트 균열방향의 회전 및 철근의 항복에 따른 2차원 R/C 구조물의 극한거동 덴 한계상태설계에 관한 연구를 다룬 것으로, 유한요소모델에 적용하여 비선형 해석 및 한계상태설계가 가능한 수치 해석 및 설계 알고리즘을 소개하였다. 철근의 설계를 위하여, 각 유한요소의 극한거동에 기초한 한계상태설계방정식이 유한요소 알고리즘에 도입되었다. 한편, 하중에 따른 콘크리트 균열방향의 회전 및 철근의 항복을 고려한 2차원 R/C 평면요소의 단순화된 실용적 비선형 응력-변형률 거동의 구성관계모델을 제시하여 비선형 유한요소해석 알고리즘을 구성하였다 제시된 해석 모델을 R/C 전단벽의 실험모델과 비교하여 검증하도록 하였으며, R/C 전단벽에 대한 설계 예를 통하여, 각각의 유한요소에서 얻어진 설계 철근비를 한계상태설계방정식으로부터 산정하였다.

State-Space Analysis on The Stability of Limit Cycle Predicted by Harmonic Balance

  • Lee, Byung-Jin;Yun, Suk-Chang;Kim, Chang-Joo;Park, Jung-Keun;Sung, Sang-Kyung
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제6권5호
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    • pp.697-705
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    • 2011
  • In this paper, a closed-loop system constructed with a linear plant and nonlinearity in the feedback connection is considered to argue against its planar orbital stability. Through a state space approach, a main result that presents a sufficient stability criterion of the limit cycle predicted by solving the harmonic balance equation is given. Preliminarily, the harmonic balance of the nonlinear feedback loop is assumed to have a solution that determines the characteristics of the limit cycle. Using a state-space approach, the nonlinear loop equation is reformulated into a linear perturbed model through the introduction of a residual operator. By considering a series of transformations, such as a modified eigenstructure decomposition, periodic averaging, change of variables, and coordinate transformation, the stability of the limit cycle can be simply tested via a scalar function and matrix. Finally, the stability criterion is addressed by constructing a composite Lyapunov function of the transformed system.

매립형 합성기둥의 한계상태설계법 제안 (Proposed Limit State Design Method for Encased Composite Columns)

  • 김원기
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제9권4호통권33호
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    • pp.523-533
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    • 1997
  • 현존하는 매립형 합성기둥의 한계상태설계법은 합성재로서의 단면과 재료의 성능을 정의하는 설계식에 비논리적이며 모호한 부분을 내포하고 있다. 본 연구는 기존의 설계식을 제정하는데 사용한 과거의 연구자료를 조사하며 비논리적이며 모호한 점들을 분석하였다. 즉, 합성단면으로서의 항복강도와 탄성계수의 환산, 좌굴강도를 산정하는데 영향을 주는 설계식에서 단면2차모멘트 대신에 단면적의 사용. 강재 단면과 콘크리트 단면의 단면2차반경 중에서 큰 값의 적용등을 분석하였다. 본 연구는 기존의 설계식을 개선하며 두 가지 방법의 설계식을 제안하였으며 이 방법들은 실무 설계에 곧바로 적용될 수가 있다.

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비교상태 개념을 이용한 흙-수분 특성곡선 평가 (Soil-water Characteristic Curve Assessment Using a Reference State Concept)

  • 성상규;이인모;이형주;조국환
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제20권5호
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    • pp.27-35
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    • 2004
  • 본 연구의 목적은 불포화토의 거동을 대변하는 흙-수분 특성곡선을 결정하는 데 있어서 액성한계상태를 이용한 비교상태접근법(reference state approach)의 적용 가능성을 확인하고 이를 바탕으로 하는 예측방법을 제안하는 데 있다. 세립잔적토를 사용하여 각기 다른 간극비로 다짐된 여러 개의 시료로부터 흙-수분 특성곡선을 구하였다. 실험결과를 바탕으로, 흙-수분 특성곡선을 예측하는 데 있어서 액성한계상태를 비교상태로 사용할 수 있음을 증명하였다. 마지막으로, Fredlund와 Xing(1994)이 제안한 흙-수분 특성곡선식을 사용하여 실험결과를 회귀분석 함으로서 액성한계를 비교상태로 하여 세립잔적토의 흙-수분 특성곡선을 예측할 수 있는 방법을 제안하였다.

구조 신뢰성 해석방법의 고찰 (A Comparative Study on Structural Reliability Analysis Methods)

  • 양영순;서용석
    • 전산구조공학
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    • 제7권1호
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    • pp.109-116
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    • 1994
  • 구조물의 신뢰도를 평가하는 방법을 살표보고 각각의 장.단점을 비교한다. 각 방법의 정확성을 평가하는 기준으로는 Crude Monte Carlo(CMC)방법을 택하여 Importance Sampling(IS)방법, 그리고 Directional Simulation(DS) 방법을 살펴보고 1차 근사방법은 현재 많이 사용되고 있는 Rackwitz-Fiessler(RF)방법, Chen과 Lind가 제안한 3-parameter방법(CL), Hohenbichler가 제안한 Rosenblatt 변환방법(RT)을 그리고 2차 근사방법은 Breitung이 제안한 곡률적합 포물선 (Curvature Fitted Paraboloid, CFP) 공식과 Kiureghian이 제안한 점적합 포물선(Point Fitted Paraboloid, PFP)공식, 그리고 Log-Likelihood Function을 이용하여 원변수공간에서 파괴확률을 구하는 2차 근사공식(LLF)을 비교한다. 그리고 한계상태식이 불명확할 때 효율적으로 사용할 수 있는 반응응답법(Response sufrace method, RSM)을 살펴본다. 각 방법의 효율성 특히 적용 가능성을 예제를 통해 해석한 결과 추출법의 경우는 DS방법이, 그리고 근사방법에서는 RSM방법이 효율적임을 알 수 있다.

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클래드코팅재의 성형성에 대한 수치적연구 (Numerical Investigation of Forming Limit of Clad Coated Sheet Metals)

  • 정태훈
    • 한국공작기계학회:학술대회논문집
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    • 한국공작기계학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.340-345
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    • 2003
  • By the use of a similar numerical method as that in the previous paper, the forming limit strain by coating method of clad sheet metals is investigated, in which the FEM is applied and J2G(J2-Gotoh's corner theory) is utilized as the plasticity constitutive equation. Clad two-layer sheets and sheets bonded with dissimilar sheets on both surface planes are stretched in a plane-strain state, with various work-hardening exponent n-values and thicknesses of each layer. Processes of shear-band formation in such composite sheets are clearly illustrated. It is concluded that, in the clad state, the higher limiting strain of one layer is reduced due to the lower limiting strain of the other layer and vice versa, and does not necessarily obey the rule of linear combination of the limiting strain of each layer weighted according thickness.

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