• 대한기계학회논문집A
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• 제41권11호
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• pp.1055-1064
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• 2017

로켓 모터와 같은 일회성 시스템은 매우 높은 신뢰도를 요구하기 때문에 합리적인 신뢰성 설계 방안이 필요한데 아직 국내에서는 단순히 각 부품별로 안전 계수를 부여하는 설계 방법을 적용해 왔다. 고전적인 신뢰성 해석에서는 한계 상태 함수에 사용되는 변수가 단일 값으로 입력되고 몇 개의 실험 데이터에 대하여 단순히 평균과 표준 편차를 취한 뒤 그 값을 신뢰성 해석에 사용하기 때문에 로켓 모터와 같이 높은 수준의 신뢰도를 요구하는 시스템에서 위험한 결과를 도출할 수 있다. 본 연구에서는 로켓 모터의 체결 볼트와 오링을 대상으로 베이지안 접근법을 활용하여 입력 변수를 통계적으로 추정하고 이를 통한 신뢰성 해석을 수행하였다. 추정된 변수는 확률 분포 형태로 도출되며 신뢰성 해석 결과로 계산되는 실패 확률 역시 분포로 주어지기 때문에 객관적이고 정량적인 설계 기준을 설정할 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.1695-1705
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• 2014

본 연구에서는 지진취약도 해석에 사용되는 손상상태에 따른 수평변위한계값을 구조물의 항복 및 극한변위에 따라 확률통계적으로 새롭게 제안하기 위하여 국내외에서 실험된 원형단면의 철근콘크리트 교각 총 275본(비내진 149본, 내진 126본)의 실험데이터를 조사하였고 각 상세에 따른 교각의 정량적인 손상상태를 평가하였다. 이후 제안된 수평변위한계값에 따른 실제 교량구조물에 대한 비선형 시간이력해석을 수행한 후 그 결과를 토대로 지진취약도 해석을 통해 기존의 제안된 수평변위한계값들과의 차이를 비교분석하였다. 비교분석 결과, 제안된 값에 의한 중앙값이 기존의 값에 의한 중앙값보다 작게 나타났다. 이는 기존의 수평변위한계값으로 지진취약도 해석시 구조물의 성능을 과다 평가할 수도 있음을 나타낸다.

• 한국안전학회지
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• 제29권4호
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• pp.110-115
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• 2014

It is crucial for important facilities to withstand strong earthquakes because their damage may cause undesirable socio-economic effect. A liquefied natural gas (LNG) receiving terminal is one of the lifeline facilities whose seismic safety needs to be guaranteed. Even though all operating LNG receiving terminals in Korea were seismically designed, old design codes do not guarantee to comply with the current seismic design codes. In addition, if the constructional materials have been deteriorated, the seismic capacity of facilities may be also deteriorated. Therefore, it is necessary that the seismic performance of LNG receiving terminals is evaluated and the facilities that lack of seismic capacity have to be rehabilitated. In this paper, a procedure of seismic performance evaluation of such facilities is developed such that the procedure consists of three phases, namely pre-analysis, analysis, and evaluation phases. In the pre-analysis phase, design documents are reviewed and walk-on inspection is performed to determine the current state of the material properties. In the analysis phase, a structural analysis under a given earthquake or a seismic effect is performed to determine the seismic response of the structure. In the evaluation phase, seismic performance of the structure is evaluated based on limit states. Two of the important facilities, i.e. the submerged combustion vaporizer (SMV) and pipe racks of one of the Korean LNG receiving terminals are selected and evaluated according to the developed procedure. Both of the facilities are safe under the design level earthquake.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권8호
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• pp.39-52
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• 2022

사면의 안전율과 임계활동면을 다층 퍼셉트론 신경망(multi-layer perceptron, MLP)을 이용하여 구할 수 있도록 훈련하였다. 사면의 형상은 한국의 설계기준을 참고한 단순 사면으로, 건조한 경우와 지하수위가 존재하는 경우를 모두 고려하였으며 사면을 구성하는 토질의 물성은 세립분을 포함한 사질토로 고려하였다. 훈련에 필요한 데이터를 만들 때 한계평형해석법을 이용하여 42,000가지 경우의 사면안정해석을 수행하였고, 지하수위가 고려된 도메인의 해석에서 불포화토의 모관흡수력으로 인한 유효응력 증가를 고려하였다. 지하수와 유효응력의 분포를 사면안정해석에 적용할 수 있도록 정상상태 침투 해석을 수행하였다. 사면을 표현하는 물성을 입력하면 안전율과 원호 파괴면을 예측할 수 있는 MLP 모델과 모델의 성능을 정량적으로 평가할 수 있는 방법을 제시하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권12호
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• pp.33-40
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• 2008

본 연구에서는 유한요소해석을 이용하여 암반에 근입된 현장타설말뚝의 말뚝-지반 상호작용즉, 지반의 연속성을 고려한 하중전이해석을 수행하였다. 이를 위하여 주면 하중전이함수를 사용자 정의의 경계면 모델(FRIC)로 구현하여 말뚝지반의 미끄러짐 거동과 하중전이 거동을 모델링 하였다. 본 연구결과, 주면마찰력에 의해 발생되는 선단침하량으로 대변되는 지반 연속성 영향은 주면마찰력이 극한상태로 도달할 때까지 증가함을 알 수 있었으며, 말뚝직경과 암반계수의 비(D/$E_{mass}$), 전체하중에서 주면마찰력의 비($R_s$/Q)에 영향을 받는 것으로 나타났다. 현장재하시험 사례와의 비교분석 결과, FRIC을 이용한 유한요소해석방법은 말뚝의 하중전이 거동과 말뚝-지반 상호작용 효과(coupling effect)를 적절히 나타낼 수 있었으며, 말뚝의 거동을 예측하는데 크게 개선되었음을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.217-225
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• 2010

현재 국내에서 이루어지는 대부분의 강교량 설계는 종전의 결정론적인 안전율을 사용하는 허용응력설계법에 기초하고 있다. 그러나 국제적인 경향은 확률, 통계 및 신뢰성공학의 개념에 기반을 둔 합리적이며 경제적인 설계가 가능한 한계상태설계법이 설계법의 표준으로서 보편화되고 있는 실정이다. 이 논문에서는 강교량 설계기술의 국제적 경쟁력 확보를 위해 국내 환경여건과 지역적 특성이 고려된 강교량의 하중저항계수설계법 제정을 위한 기초연구의 일환으로, 특히 사용빈도가 상대적으로 높은 폐단면 강박스거더교에 대하여 AASHTO-LRFD 규정을 적용한 시험설계를 수행하였다. 다양한 단면변화에 따른 시험설계로부터 폐단면 강박스거더교의 LRFD 설계시 고려해야 하는 제반문제에 대하여 고찰하였으며, 계산의 효율성 확보와 오류방지를 위하여 Excel-기반 설계검토 프로그램을 개발하여 시험설계에 적용하였다. 또한 LRFD 설계 단면의 신뢰성해석을 통하여 대상교량의 정량적인 안전도수준을 평가하고 실제 적용된 목표 신뢰도지수가 만족되는지를 확인함으로써 이 연구에서 적용된 절차와 방법의 타당성을 검증하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권7호
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• pp.55-62
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• 2005

기초지반의 거동은 선형탄성이 아니며, 완전소성상태도 아닌 비선형 응력-변형률의 거동을 보이며, 지반 물성은 하중조건 및 상태에 따라 상이한 값을 나타내게 된다. 기존 기초 지지력 산정방법의 대부분은 기초지반 특성치의 대표값을 적용하고 있어, 응력상태에 따른 지반특성의 변화를 고려하지 못하고 있다. 본 연구에서는 상재하중을 받는 얕은 기초를 대상으로 지반의 상태의존적 변화특성을 고려하며 현장시험결과인 콘지지력값들 적용할 수 있는 얕은 기초의 지지력 산정에 대한 연구를 수행하였다. 이를 위해 상태의존적 응력-변형률 거동 모델을 적용한 비선형 유한요소해석과 콘지지력해석을 수행하였으며, 이를 토대로 콘지지력의 함수로 표시되는 얕은 기초의 지지력 산정방법을 제안하였다. 보다 일반화된 결과를 도출하기 위해 다양한 범위의 상대밀도, 기초의 근입심도 및 크기 등을 고려하여 유한요소해석을 수행하였으며, 이를 통해 얻어진 하중-침하량 곡선을 토대로 콘지지력 값으로 정규화된 얕은 기초의 지지력값은 도출하였다. 상재하중이 적용된 지반에서 기초의 근입심도에 따른 정규화 극한 지지력의 차이는 비교적 작은 것으로 나타났으나, 상대밀도에 의한 차이는 큰 것으로 나타났으며, 상대밀도가 증가할수록 얕은 기초의 정규화 지지력은 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제17권4호
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• pp.747-754
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• 2021

연구목적: 곡선 교량은 기하하적 특성으로 직선교량에 비해 복잡한 거동을 보이기 때문에 지진 안전성 평가가 반드시 이루어져야 한다. 본 연구에서는 곡선 거더를 갖는 교량의 강재 재료 특성의 불확실성을 고려한 지진 취약도 평가를 수행하였다. 연구방법: I형 곡선 거더를 갖는 교량의 유한요소 모델을 구축하였으며 선행연구에서 제시된 강재 특성의 통계적 매개변수를 이용하였다. 라틴 하이퍼큐브 기법을 이용하여 100개의 강재 재료 모델을 샘플링하였다. 경주지진의 지반가속도를 0.2g, 0.5g, 0.8g, 1.2g, 1.5g로 scale을 변화시켜 지진 취약도 평가를 수행하였다. 연구결과: 곡선거더의 지진 취약도 평가결과 한계상태가 190MPa일 때 0.03g 파괴가 시작되었으며 한계상태가 315MPa일 때 0.11g를 초과하면서 파괴가 시작되는 것으로 나타났다. 결론: 본 연구에서는 재료 불확실성을 고려한 지진 취약도 평가를 수행하였으며 추후 연구에서는 지진파의 불확실성과 재료의 불확실성을 동시에 고려한 지진 취약도 분석이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권5호
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• pp.173-181
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• 2021

철근콘크리트 구조물은 다양한 환경에 노출되어 수분 침투로 인한 철근 부식이 발생하며, 부식으로 인한 구조물의 내구성능 저하 문제가 발생할 수 있다. 따라서 이러한 문제점을 해결하기 위해 철근에 비해 인장강도, 비부식성, 경량화 등 뛰어난 장점을 가진 FRP 보강근에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. FRP 보강근은 철근과 달리 항복 구간이 없으므로 파괴 시까지 선형탄성거동이 나타나고 탄성계수가 낮아 과도한 처짐이 발생할 수 있으므로 한계상태 조건에 대한 적용성 검토가 필요하다. 한계상태에서 FRP 보강 콘크리트 의 휨 설계 시 ACI 440.1R은 FRP 보강근의 재료적 불확실성을 고려하여 환경감소계수와 강도감소계수를 모두 적용하여 휨강도가 크게 낮아진다. 따라서 본 연구에서는 국내·외 다양한 문헌을 조사하여 유효단면이차모멘트 제안식의 처짐 해석 결과와 실험결과를 비교하였으며, ACI 440.1R 및 Fib bulletin 40의 설계휨강도를 분석하였다. 실험 결과에 따른 휨강도는 ACI 440.1R에 비해 Fib bulletin 40의 설계휨강도와 유사한 경향이 확인되었으며, 인장지배단면에서 ACI 440.1R은 설계휨강도를 보수적으로 평가하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권11호
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• pp.65-73
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• 2006

최근 신뢰성 이론에 바탕을 둔 한계상태설계법(Limit State Design)이 국제적으로 도입되고있는 추세이다. 이에 본 연구에서는 사질토 지반에 근입된 항타 및 현장타설 말뚝의 지지력 산정법에 대한 신뢰도지수와 안전율과의 관계를 규명하고자 하였다. 본 연구는 말뚝 직경의 10% 침하 시 지지력을 결정하는 방법(0.1B), Chin의 방법, De Beer의 방법과 Davisson의 방법에 대한 말뚝 지지력 산정결과를 비교 분석하였고, 말뚝의 지지력 산정 시 유용하게 활용되는 CPT결과를 통한 말뚝의 지지력 산정법 중에서 LCPC법에 의한 지지력과의 비교를 통해 FOSM법을 바탕으로 각 산정 법에 대한 신뢰도를 평가하였다 각 말뚝지지력 해석 방법에 따른 안전율과 신뢰도지수 관계 분석결과, 극한지지력을 규정하는 0.1B와 Chin의 방법에 대한 신뢰도지수가 De Beer와 Davisson에 의한 신뢰도지수보다 높은 것으로 나타났으며, 목표신뢰도지수 $2.0{\sim}2.5$를 기준으로 하여 항타 말뚝에서의 안전율 2는 방법에 따라 다소 증대될 필요가 있고, 현장 타설 말뚝에서는 극한 지지력 확인시 안전율 3보다 작게 적용할 수 있는 여지가 있음을 확인하였다.