Probabilistic Finite Element Analysis of Plane Frame

평면 FRAME 구조물의 확률유한요소 해석

In order to take account of the statistical properties of random variables used in the structural analysis, the conventional approach usually adopts the safety factor based on past experiences for the qualitative assessment of structural safety problem. Recently, new approach based on the probabilistic concept has been applied to the assessment of structural safety in order to circumvent the difficulties of the conventional approach in choosing the appropriate safety factor. Thus, computer program called "Probabilistic finite element method" is developed by incorporating the probabilistic concept into the conventional matrix method in order to investigate the effects of the random variables on the final output of the structural analysis. From the comparison of some examples, it can be concluded that the PFEM developed in this study deals consistently with the uncertainty of random variables and provides the rational tool for the assessment of structural safety of plane frame.

구조해석에 사용되는 변수들이 갖고 있는 통계적 특성을 고려하기 위해 기존의 방법에서는 경험에 입각한 안전계수를 사용하여, 변수가 갖고 있는 불확실성을 정성적으로 취급하여 구조물의 안전성을 점검하여 왔다. 그러나, 최근 확률이론에 입각한 신뢰성이론을 적용하여 구조물의 안전성을 보다 정량적으로 파악하여 충분한 경험과 실적이 부족한 새로운 형태의 구조물의 안전성 점검에도 활용하려는 시도가 많이 이루어지고 있다. 이러한 추세에 따라, 본 연구에서는 기존의 유한요소법에 확률론적 수법을 가미한 확률 유한요소법을 개발하여, 구조해석에 사용되는 변수들이 갖고 있는 불확실량들이 구조해석의 최종결과에 어떤 영향을 미치는가를 확률적으로 처리하여, 구조물의 안전성을 보다 합리적으로 평가하도록 하였다.