처짐과 응력제약(應力制約)을 받는 평면(平面) 뼈대의 최적설계(最適設計)

Optimum Design of Plane Frames Subject to Displacement and Stress Constraints

본(本) 연구(硏究)는 처짐과 응력제약(應力制約)을 받는 평면(平面)뼈대의 정확(正確)한 최적설계(最適設計)를 얻을 수 있는 Optimality Criteria 방법(方法)을 제시(提示)하고 있다. 여기서 평면(平面) 뼈대의 맨 윗층의 횡변위(橫變位)만을 거동적(擧動的) 제약(制約)에 포함(包含)시킴으로써 수학적(數學的)으로 엄격(嚴格)하면서도 효율적(効率的)인 방법(方法)이 되도록 하였다. 부재(部材)의 휨응력(應力)은 fully-stressed-design의 개념(槪念)에 근거(根據)하여 부차적(副次的) 제약(制約)으로만 취급(取扱)되었으나 최종설계(最終設計)의 최적성(最適性)을 判별(判別)하기 위하여 최종(最終) 단계(段階)에서 이들을 모두 거동적(擧動的) 제약(制約)으로 취급(取扱)한 새로운 Optimality Criteria를 유도(誘導)하고 이의 만족(滿足) 여부(與否)를 알아 보도록 하였다. 이 방법(方法)은 단순(單純)하고 효율적(効率的)이면서도 엄격(嚴格)한 Optimality Criteria를 채용(採用) 함으로써 보다 나은 설계(設計)를 구(求)할 수 있음을 예제(例題)를 통(通)하여 보였다.

This work presents an optimality criteria method which gives accurate solution to the structural optimization problem of plane frames subject to displacement and stress constraints. The method is made efficient, as well as rigorous, by including only the lateral displacement of the top floor in the set of behavioral constraints. The bending stresses of members are treated as side constraints based on the concept of fully-stressed-design, but the optimality of the final design is tested by treating them as behavioral constraints and examining if the design satisfies this new optimality criteria. Worked examples show the superiority of the rigorous opimality criteria in spite of its being simple and efficient.