• 한국수자원학회논문집
• /
• 제51권7호
• /
• pp.543-554
• /
• 2018

혼성제 직립 케이슨의 활동에 대한 부분안전계수 산정과 Level I 신뢰성 기반 설계법에 의한 단면 결정 과정을 자세히 제시하였다. 특히 본 연구에서는 형식의 일치성과 실무에서의 적용 편이성을 위하여 부력 및 자중과 직접적으로 관련된 수위 및 케이슨을 구성하는 재료의 불확실성을 고려할 수 있는 수학적 모형을 제시하였다. 또한 양압력에 대한 영향을 정확히 고려하여 활동에 대해 안정한 혼성제 직립 케이슨 단면을 산정할 수 있는 설계기준식을 유도하였다. 본 연구에서 제시한 부분안전계수를 가지고 Level I 신뢰성 기반 설계법에 의해 산정된 단면이 동일한 목표파괴확률에 대한 Level II AFDA의 결과 및 Level III MCS의 결과와 매우 잘 일치하였다. 그러나 미국 및 일본의 항만 설계기준에서 제시한 부분안전계수를 이용한 결과는 그 보다 훨씬 크거나 작은 단면을 산정하고 있다. 마지막으로 부분안전계수의 목표수준과 Level I 신뢰성 기반 설계법으로 결정된 단면의 안정성 수준에 대한 일치성 여부를 확인하기 위한 다각적인 신뢰성 재해석이 수행되었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제21권4호
• /
• pp.278-289
• /
• 2009

본 연구에서는 직립 방파제의 케이슨 활동에 대한 목표 신뢰도 지수와 부분안전계수를 산정하였다. 기존 방파제의 신뢰도 지수의 평균값을 보통의 안전도를 갖는 방파제에 대한 목표 신뢰도 지수로 제안하였다. 또한 국내외 방파제의 해석에 기초하여 높은 안전도 또는 낮은 안전도의 목표 신뢰도 지수도 제안하였다. 다음에는 국내 12개 방파제 단면에 대해 각각 계산한 부분안전계수를 평균하여 각 안전도에 대한 부분안전계수를 제안하였다. 본 연구에서 제안한 부분안전계수를 사용하여 계산한 신뢰도 지수가 JPHA(2007)의 완경사 결과와 급경사 결과 사이에 위치함을 보임으로써 제안된 부분안전계수의 적합성을 부분적으로 검증하였다. 제안된 부분안전계수를 이용하여 기존 방파제의 케이슨 폭과 신뢰도 지수를 역으로 계산하였다. 결정론적 설계법으로 설계된 기존 방파제의 신뢰도 지수가 큰 변동 폭을 보이는 반면, 부분안전계수법으로 계산된 값은 작은 변동 폭을 보인다. 이는 목표 파괴확률이 주어졌을 때 부분안전계수법으로 일관성 있는 설계를 할 수 있음을 의미한다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제22권3호
• /
• pp.156-162
• /
• 2010

중력식 안벽 및 방파제 등은 편심 경사하중에 지배받는 항만구조물으로서 구조물 설계시 신뢰성이론에 근거하여 지반지지력 산정에 필요한 부분안전계수를 평가하였다. 현재 항만 및 어항 설계기준(2005)에서는 구조물에 편심 경사하중이 작용하는 경우에 지반지지력을 간편 Bishop법 등에 의해 검토하도록 규정되어 있다. 이러한 설계규정은 설계자에게 지반의 허용지지력과 지반반력을 비교하는 방법으로 그동안 가장 많이 사용되어 왔다. 그러나, 지반반력에 의한 설계검토는 지지력 계산이 단순하고 편리하지만 지반의 허용지지력이 현장의 지반물성에 따라 변화하지만 단일수치로 결정하여 설계하므로 이러한 지반특성을 설계에 반영하지 못한다는 큰 문제점이 있었다. 그래서 본 논문에서는 간편 Bishop법에 의하여 Level 1 신뢰성해석이 가능하도록 각각의 설계변수에 대한 부분안전계수를 결정하였다. 이를 위해서 신뢰성 이론인 일계신뢰도법(FOSM)을 통하여 신뢰도지수와 민감도지수를 추정하고 각각의 확률변수의 변동성도 고려하였다. 마지막으로는 연구결과에서 결정된 부분안전계수를 선진국의 설계기준에서 제시한 것과 비교하여 합리적임을 확인하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제21권4호
• /
• pp.316-325
• /
• 2009

국제적인 항만시설물 사면안정해석 설계기준을 분석하고 그 결과를 비교하였다. 사면안정해석에 사용된 설계기준은 한계상태 설계법에 근거한 중국, 유럽 및 일본의 설계방법이다. 사면안정해석시 공통적으로 파괴활동면은 원호 활동면 가정을 기본으로 하고 있다. 해석방법에 있어서 중국은 수정 Fellenius법에 근간하고 있으나 근래에 간편 Bishop법으로 변화하고 있다. 유럽은 Morgenstern & Price법 또는 Bishop법을 추천하고 있다. 반면, 일본은 수정 Fellenius법을 우선시하고 간편 Bishop법은 두꺼운 사질토 지반 등에 선택적으로 이용하도록 하고 있다. 특별하게도 유럽은 포괄적 부분계수 및 재료계수를 규정하는 반면, 일본은 각 구조물별로 경험적 재료계수를 명시하고 있다. 중국에서는 포괄적 부분계수의 최소범위를 규정하고, 안정조건에 따라 특정한 시험에 의한 강도지수를 사용하도록 구체적으로 명시하고 있다. 설계사례를 통한 사면안전율을 비교한 결과, 중국, 일본 및유럽 순으로 높게 나타났다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제22권3호
• /
• pp.191-201
• /
• 2010

방파제는 인명 피해의 우려가 적은 구조물이기 때문에 주로 비용 최적화를 고려하여 설계한다. 하지만 대부분의 국내 방파제는 비용최적설계를 고려하지 않았다. 본 연구에서는 비용최적설계를 국내의 경사식 방파제에 적용하여 최적설계중량과 목표파괴확률 그리고 부분안전계수를 산정하였다. 사용한 방법은 PIANC Working Group 47의 Hans F. Burcharth and John D. Sorensen에 의해 개발된 것이다. 최적재현기간은 많은 경우에 50년으로 계산되었고 실질이자율이 높을 경우에 100년으로도 계산되었다. 최적재현기간에 해당하는 파괴확률과 기존 구조물의 신뢰성 해석에서 얻은 파괴확률을 사용하여 목표파괴확률을 제안하였다. 국내 설계기준인 초기한계상태의 최종적인 목표파괴확률은 약 60%이며 이에 상응하는 전체안전계수는 1.09이다. 이는 현행 설계법보다 9% 큰 공칭직경과 30% 큰 설계중량을 요구한다. 또한 비용최적설계를 고려한 부분안전계수를 산정하여 비용을 고려하지 않는 Level 2의 부분안전계수와 비교하였고 목표파괴확률이 40% 미만일 때 두 방법이 비교적 잘 일치함을 보였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제20권9호
• /
• pp.77-89
• /
• 2004

한계상태설계법은 구조분야에서는 일반화되어 있으나 지반분야에서는 비교적 새로운 설계법으로 최근 세계적으로 지반구조물의 설계에도 보다 합리적 인 설계를 위하여 한계상태설계법을 적용하려는 추세에 있다. 본 연구에서는 미국, 캐나다, 유럽의 다양한 한계상태설계 시방서들을 수집하여 각국의 시방서들에서 제시된 부분안전계수(하중계수와 저항계수)들을 조사하고, 간단한 FOSM(first order second moment) 신뢰도 해석을 통하여 설계에 이용되는 대표적인 하중들에 대한 하중계수와 기초 지지력에 대한 저항계수를 산정하였다. 기초 설계시 하중계수 및 하중조합은 상부 구조물의 설계에 사용된 조건을 그대로 사용하는 것이 설계의 효율화를 위해 바람직할 것이다. FOSM 해석결과, 산정된 하중계수들은 대부분 시방서의 하중계수들과 비슷한 범위를 나타내었으나, 기초 지지력에 대해 산정된 저항계수는 지반설계요소에 대한 전반적으로 높은 변동계수값으로 인해 전체적으로 시방서보다 낮은 범위를 나타내었다. 지반의 지지력은 매우 다양한 불확실 요소들을 포함하며 해석방법마다 내재된 불확실성의 정도가 다르므로 지지력 산정방법마다 다른 저항계수값이 적용되어야 하며 이를 위해 우선적으로 각 방법에 포함된 개개의 불확실 요소를 포함, 전체 지지력에 대한 불확실성의 정량화를 위한 노력이 필요하다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제23권4호
• /
• pp.495-501
• /
• 2011

2007년 개정된 콘크리트구조설계기준에서 제시하고 있는 강도설계법의 하중 조합은 ACI 318-05 기준의 하중저항계수설계법(LRFD)을 참고하여 작성된 것이다. LRFD는 하중계수와 저항계수의 조합으로 이루어져 있고, 이 계수들의 선정은 대상 파괴 모드에 대하여 미리 규정된 파괴 확률 또는 신뢰도 지수의 수준에 부합하여야한다. 이 때 하중계수 및 저항계수의 결정은 대상 구조물의 지역적 및 시대적 특성을 반영할 수 있는 통계 자료에 기초한 구조 신뢰성 이론에 따라 이루어져야 한다. 그러나 현재 우리나라의 설계기준은 통계자료의 많은 부분을 외국의 연구 결과에 의존하고 있는 실정이다. 이를 개선하기 위하여 이 연구에서는 지금까지 국내에서 연구된 자료에 기초하여 현행 콘크리트 구조설계기준의 안전 수준을 분석하고 이에 따른 합리적인 목표 신뢰도 지수를 결정하였으며, 이를 바탕으로 국내 현실에 적합한 저항계수(강도감소계수)를 제안하였다. 이 연구의 결과는 향후 우리나라의 고유한 저항계수 및 하중계수를 개정할 때 유용한 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제32권1호
• /
• pp.25-36
• /
• 1995

확률적인 접근법으로서의 신뢰성 해석법의 소개와 이의 선체 구조 강도 평가 방법에의 적용에 관해 고찰하였다. 당사에서 건조한 유조선 및 살물선 34척을 대상으로 인장 항복강도, 보강판의 압축 최종강도, 그리고 선각 거어더의 최종강도 등 몇몇 대표적인 종강도 파괴양식에 대해 신뢰성 해석을 수행하였다. 해석결과로서 각 선박에 대한 신뢰도 지수를 보이고 종강도에 대한 신뢰성 해석시의 목표 신뢰도 지수를 제시하였다. 배길이와 건조연도에 따른 신뢰도 지수의 변화를 검토하였으며 결과로서 각 선박의 안전도가 큰 차이를 보임을 알 수 있었다. 각 선박에 대해 균일한 수준의 신뢰도를 제공하기 위하여 부분 안전계수를 이용한 새로운 강도 평가 기준을 마련하였다. AFOSM 방법 및 신뢰성 조건(RC) 방법에 따라 부분 안전계수를 계산하고 이를 비교하였으며 원하는 신뢰도를 줄 수 있는 설계식을 RC 방법으로 구하였다. 부분 안전계수로부터 구한 새로운 설계식을 사용하여 신뢰성 해석을 수행한 선박에 대해 재해석을 실시하였다. 그 결과 처음보다 많이 개선된 균일한 수준의 신뢰도를 얻을 수 있었고 이로부터 신뢰성 해석의 적용가능성과 유용성을 확인하였다.

• 전산구조공학
• /
• 제1권1호
• /
• pp.79-85
• /
• 1988

제2계 2차모멘트법인 점적합 포물체 근사법의 역과정의 연산을 구하여 신뢰성설계에 적용할 수 있도록 하였으며, 파괴점을 구하기 위한 신뢰성조건법을 연산과정을 수정하여 한계상태함수가 비선형인 경우에도 문제마다 식을 새로 수립하는 번거로움을 피하도록 하였다. SOSM/RC 조합방법을 이용하면 결과적인 파괴확률은 목표파괴확률에 부합하며 넓은 범위의 하중비에 대해 거의 일정한 부분안전계수를 얻을 수 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제20권11호
• /
• pp.11-22
• /
• 2019

쏘일네일링 설계기법은 한계상태설계와 허용응력설계에 기반한 두가지 형태가 있다. 한계상태설계법은 지반강도와 작용하중 등에 개별적인 계수를 적용하여 안정성을 판단하며, 허용응력설계법은 안전율을 산출하고 이값을 허용최소안전율과 비교하여 안정성을 판단하는 설계법이다. 쏘일네일링 벽체 설계의 세계적인 추세는 허용응력설계법에서 한계상태설계법으로 변화하고 있다. 대부분의 국가에서 한계상태설계법을 적용하고 있으나 한국 및 일본에서는 아직까지 허용응력설계법을 사용하고 있다. 본 연구에서는 비탈면의 붕괴가 발생하여 보강이 이루어진 실제 쏘일네일 보강 비탈면에 대해, 미국의 FHWA GEC 7(2015), 프랑스의 Clouterre(1991), 영국의 CIRIA(2005), 홍콩의 Geoguide 7(2008) 및 한국의 건설공사비탈면설계기준(KDS 11 70 15, 2016)을 적용하여 안정성을 평가하고 그 결과를 상호 비교 분석하였다. 분석 결과, 국내의 건설공사비탈면설계기준에서 제시한 전체 안정성 검토 방법이 가장 보수적이며, FHWA, Clouterre, Geoguide 7 및 CIRIA의 순서로 보수적인 것으로 밝혀졌다. 그러나 그 결과에 있어서 FHWA과 Clouterre의 차이는 미미한 것으로 분석되었다. 또한, 본 연구를 통해 인발저항력의 극한값 적용, 부분 계수값의 도입 또는 피해규모를 고려한 최소안전율 차등적용 등 설계기준 개선을 위한 노력이 필요함을 파악하였다.