• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권2호
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• pp.177-192
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• 2010

터널현장에서는 터널의 안정성을 평가하기 위하여 숏크리트 계측이 활발히 수행되고 있다. 그러나 숏크리트 응력 측정은 지반하중과 관계없이 발생되는 변형률 및 숏크리트 변형계수의 불확실성, 숏크리트 응력 측정 자체의 어려움 등에 의하여 측정 결과의 신뢰성을 기대하기 어렵다. 본 연구에서는 국내외의 숏크리트 계측의 현황 분석 및 현장 계측 결과를 통하여 기존 숏크리트 계측의 문제점을 분석하였다. 문헌조사 및 터널 현장에서의 무응력 숏크리트 계측 결과를 이용하여 무응력 상태에서 발생하는 숏크라트 응력의 보정 방안을 제시하였다. 또한 측정된 변형률을 응력으로 환산할 경우에 적용할 숏크리트 변형계수를 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.53-60
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• 1986

현행(現行) 재래식(在來式) 철근(鐵筋)콘크리트 표준시방서(標準示方書)의 강도설계규준(强度設計規準)을 대치(代置)할 수 있는 AFOSM 신뢰성(信賴性) 이론(理論)에 의한 LRFD 신뢰성(信賴性) 설계규준(計規準)을 제안(提案)하는 것이 본(本) 연구(硏究) 주요내용(主要內容)이다. 우리의 현실(現實)을 고려한 각(各) R.C. 구조요소별(構造要素別) 저항(抵抗) 및 하중효과(荷重効果)의 불확실량(不確實量)을 사용하여 현행(現行) R.C. 표준시방서(標準示方書)의 신뢰성(信賴性) 수준(水準)을 검정(檢定)하므로서 우리 실정(實情)에 맞는 합리적(合理的)인 목표신뢰성지수(目標信賴性指數)를 선택한 다음, 확률변수(確率變數)의 비정규분포(非正規分布)를 등가(等價)의 정규분포(正規分布)로 변환(變換)시킨 Rackwitz-Fiessler의 실용적(實用的) 알고리즘을 이용한 AFOSM 법(法)에 의해 계산(計算)된 하중조합별(荷重組合別) 하중(荷重) 및 저항계수(抵抗係數)로부터 합리적(合理的)인 공통(共通) 하중계수(荷重係數)를 선정하고 이에 대응(對應)하는 각(各) 요소별(要素別) 저항계수(抵抗係數)를 산정(算定)하므로서 LRFD 설계규준(設計規準)을 제안(提案)하였다. 본(本) 연구(硏究)에서 제안(提案)하는 R.C. 구조(構造)의 LRFD 신뢰성(信賴性) 설계규준(設計規準)을 현행(現行) R.C. 표준시방서(標準示方書)의 강도설계규준(强度設計規準)에 대응(對應)하는 설계규준(設計規準)으로 도입(導入)함이 바람직하다는 사실(事實)을 확인할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권3A호
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• pp.193-200
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• 2010

구조물을 설계함에 있어서 작용하중, 재료특성 및 제작오차 등의 불확실성을 고려하여 안전성을 확보함과 동시에 경제적 효율성을 고려해야 한다. 이에 대한 가장 합리적인 해결방안으로서, 불확실성과 경제성을 동시에 고려하는 시스템 신뢰도 기반 최적설계 분야에 대한 관심이 증대되었으며 이를 구조물 설계에 적용하기 위한 많은 시도가 이루어졌다. 기존의 확정론적 최적설계와는 다르게 시스템 신뢰도 기반 최적설계는 요소 확률구속조건 및 시스템 확률구속조건에 대한 평가를 수행해야 한다. 하지만, 요소 신뢰도 지수 및 시스템 신뢰도 지수를 매 확률구속조건을 평가할 때마다 산정해야 하므로 대형구조해석이 필요한 경우에는 과도한 계산시간이 요구된다. 따라서, 대형구조해석을 필요로 하는 경우에 대하여 보다 효율적인 SRBDO 알고리즘 개발이 필요하다고 할 수 있다. 이 연구에서는 성능치 접근법을 이용하여 보다 더 안정적이고 효율적인 시스템 신뢰도 기반 최적설계 알고리즘을 제안하였다. 신뢰도 기반 최적설계에 효과적으로 적용된 성능치 접근법은 직접적으로 신뢰도 지수 및 파괴확률을 산정할 수 없어 시스템 신뢰도 기반 최적설계에는 적용할 수 없는 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해서 시스템 신뢰도 기반 최적설계 알고리즘을 요소 신뢰도 해석만을 수행하는 신뢰도 기반 최적설계 부분과 시스템 신뢰도 해석만을 수행하는 신뢰도 기반 최적설계 부분으로 나누어, 요소 신뢰도 해석만을 수행하는 신뢰도 기반 최적설계에 성능치 접근법을 적용하였다. 시스템 신뢰도 지수가 목표 시스템 신뢰도 지수를 만족할 때까지 각 요소 한계상태에 대한 목표 신뢰도 지수를 변경하면서 신뢰도 기반 최적설계를 수행하였다. 수학적 문제 및 트러스 문제에 대하여 제안된 방법을 적용한 결과, 수렴성 및 효율성 측면에서 우수한 성능을 보여줌을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.392-395
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• 2009

응답면 기법을 활용하여 댐구조물과 같은 사회간접자본 시설물의 파괴확률을 구할 수 있다. 본 위험성 평가과정에서 응답면기법으로 구성한 한계상태 방정식을 유전자알고리즘의 적합도 방정식으로 사용하면, 핵심타입이나 지반종류, 지반다짐정도 등의 입력설계변수의 최적화 과정 속도를 더욱 신속화 시킬 수 있다. 제안된 응답면 기법과 유전자알고리즘의 복합해석기법은 신뢰성기반 최적화프로그램으로 기존의 유전자알고리즘의 수렴속도를 더욱 빠르게 하여주고, 특히 입력변수의 상하한계가 불확실한 경우에도 만족스러운 수렴성을 보장하여준다. 한계상태 방정식의 목표신뢰도 지수를 변화시켜면 해당하는 입력변수의 최적값을 출력하여주므로, 입력변수의 제약조건에 가격함수와 같은 가중치를 벌칙함수로 부여하면 가격최적화 프로그램으로 작용하게 되며, 시설물 운영자에게는 목표신뢰도에 대한 유지관리 기법과 정도를 의사결정 할 수 있도록 하여주는 기능을 가지게 된다. 조사된 많은 댐구조물의 파괴모드가 시간에 독립적으로 시공중 또는 시공완료 후 5년이내에 다수 발생하는바, 파괴모드를 조사하고 중요한 파괴모드인 파이핑 현상에 대해서 파괴확률을 계산하고 최적유지관리를 위한 개선된 유전자알고리즘 최적화 연산을 수행하였다. 기존 댐구조물과 같이 설계변수와 하중의 변동성을 알기가 어려운 경우에 유지관리비용 최소화를 위해서 본 제안 프로그램의 확장된 버젼은 중요한 기준을 제시하여줄 것으로 기대한다.

• 지질공학
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• 제26권4호
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• pp.485-495
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• 2016

본 연구에서는 방파제 하부지반을 저치환율 재료로 보강 및 개량하기 위한 치환율과 재하중 방치기간을 확률론적 최적화 기법을 이용하여 분석하였다. 해석에 필요한 확률변수의 불확실성을 최소화하기 위하여 사전자료를 활용한 베이지안 갱신결과 최대 39.8% 포인트까지 불확실성이 감소하였고, 특히 사전함수의 표본수가 더 많은 구간의 감소폭이 컸다. 치환율 결정을 위하여 저치환율 단면 중 15~40% 범위에서 일계신뢰도법 및 몬테카를로 시뮬레이션 방법에 의해 해석한 결과 목표파괴확률을 만족하는 치환율은 심층고결처리 및 쇄석다짐말뚝 구간에서 각각 20% 및 25% 이상으로 나타났다. 치환율에 대한 최적화를 위하여 생애주기비용 분석을 실시한 결과 목표파괴확률을 만족하는 범위 내에서 최적 치환율이 산정되었으며, 두 구간에서 각각 20% 및 30%가 가장 경제적인 것으로 결정되었다. 재하중의 방치기간에 대한 확률론적 해석결과 3개월 이상인 경우 모두 목표파괴확률을 만족하는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제44권1호
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• pp.41-48
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• 2024

국민안전처는 내진설계기준 개정을 위한 연구를 시행하였으며, 표준설계응답스펙트럼에 대해서 연구를 수행하여 2017년 내진설계기준 공통적용 사항을 제정하였고, 이는 현재 국토교통부의 국가설계기준에도 반영되어 실무에 사용되고 있다. 다만, 2017년 기준 개정 시 표준설계응답스펙트럼 제안을 위한 연구는 2016년 경주 지진과 2017년 포항 지진 이전에 수행되어, 최근 발생한 국내 중규모 이상 지진인 두 지진기록이 연구에 사용되지 않았다. 이들을 고려하기 위해 본 연구에서는 2016년 경주 지진기록과 2017년 포항 지진기록을 기반암의 표준설계스펙트럼에 상응하도록 수정하여 지반응답해석을 수행하였으며, 수행결과로부터 같은 지반분류 내에서도 지표면 최대응답가속도(PGA)가 상이함을 알 수 있었고, 이로 인하여 지진하중이 과대 또는 과소하게 산출될 수 있음을 확인하였다. 지반분류에 따른 지반증폭에 의한 PGA 결정시 불확실성이 존재할 수 있으며, 이러한 불확실성은 결정된 PGA가 실제 발생 값과 다른 값을 가지게 할 가능성 유발한다. 추후 연구에서는 PGA크기에 영향을 주는 여러 영향 요소들 중 현행 지반 분류에서 사용되는 조합(기반암 깊이-속도) 이외에도 영향 요소들의 다양한 조합에 대한 연구가 필요할 것으로 생각된다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.17-29
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• 2003

본 연구에서는 수동, 능동, 반능동 및 복합 시스템과 같은 다양한 제어시스템의 효율성을 미국토목학회에서 제시한 지진하중을 받는 첫번째 벤치 마크 사장교을 이용해 조사하였다. 이 벤치마크 문제는 2003년 완공 예정으로 미국 Mississippi주에 건설중인 Bill Emerson Memorial교를 대상 구조물로 고려하였다. Bill Emerson Memorial 교는 New Madrid 지진구역에 위치하고 Wississippi 강을 횡단하는 주요 교량이라는 점 때문에 설계 단계에서부터 내진설계가 고려되었다. 사장교의 상세한 설계도면에 기초해 교량의 복잡한 거동을 나타낼 수 있는 3차원 선형모델과 각 제어시스템의 성능을 평가하기 위한 18개의 평가기준이 개발되었다. 본 연구에서는 네 종류의 수동제어 시스템, 한 종류의 능동제어 시스템, 두 종류의 반능동제어 시스템 밑 세 종류의 복합제어 시스템이 고려되었다. 수치해석 결과 모든 제어시스템은 지진하중을 받는 벤치마크 사장교의 응답을 감소시켰다. 그러나, 수동제어 시스템의 경우에는 뛰어난 제어성능을 얻기 위해서 다른 제어시스템에 비해 커다란 제어력을 필요로했다. 강인성에 관한 수지해석 결과에 따르면, 수동, 반능동 및 복합제어 시스템이 구조물 강성의 불확실성에 대해 강인함을 보였다. 따라서, 반능동 및 복합제어 시스템이 토목구조물과 같은 대형구조물의 실제 적용에 보다 적절하다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권2호
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• pp.10-20
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• 2013

보 구조물의 안전성을 평가하기 위해서, 해당 부재의 구조적 상태를 보여주는 보여줄 수 있는 변형률을 기반으로 한 모니터링 시스템이 이용되고 있다. 하지만 최대 변형률과 같은 부재의 상태를 대표할 수 있는 변형률이 발생하는 정확한 위치에 센서를 설치하지 않은 한, 계측된 변형률을 토대로 합리적인 평가를 할 수 있게 하는 추가적인 프로세스가 필요하다. 이에 따라 본 연구는 변형률계에 의해 계측된 이산데이터를 이용하여 강재 보 구조물의 변형률 분포를 추정하는 기법을 제안한다. 본 기법에서는 보 구조물에 작용하는 하중을 미지의 하중으로 가정하였기 때문에, 실제 적용성을 향상 시켰다. 최종적인 변형률 분포는 회귀 분석을 통해서 함수 형태로 주어진다. 본 기법을 이용한 추정 성능을 검증하기 위해서 분포하중, 집중하중, 모멘트가 동시에 작용하는 강재 보 구조물의 휨 실험을 수행하였다. 실험을 통해 추정 변형률의 값을 직접 계측한 값과 비교해 본 결과, 임의의 위치에서도 절대 오차 $2.32{\mu}{\varepsilon}$ 이내로 변형률을 추정할 수 있었으며, 전체 변형률 분포는 3.32% 이내의 상대오차로 얻을 수 있었다. 따라서 강재 보 모니터링 시스템에 효과적으로 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제19권4호
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• pp.292-309
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• 1987

미국 원자력 안전규제위원회(U.S. NRC)의 "원자로 위험도 참고문서(NUREG-1150)"에 입력자료로 제공하기 위해 실시한 Zion발전소 안전성 재평가 작입의 일환으로, 가상적 중대사고에 대한 대형건식 가압경수로 격납용기 반응해석을 수행하였다. 본 연구에서 사용한 방법론들은 Sandia 국립연구소에서 "중대사고 위험도 감소계획"의 일환으로 특히 Surry 발전소에 대한 연구를 위해 개발한 것이며, 이 방법론을 Zion발전소에 외삽법으로 적용하였다. 먹저, 원자력발전소의 위험도를 정량적으로 평가하는 주요절차를 개설하였다. 그리고, Zion발전소의 중대사고에 대한 격납용기 반응해석을 위해 사용한 방법론들을 상세히 기술하였다. 즉, 격납용기 반응해석을 위해 사용한 방법론들을 상세히 기술하였다. 즉, 격납용기 사건수목 해석 전산코드의 주요 특징과 격납용기 사건수목의 정량적 평가절차를 요약하여 높액다. 격납용기 반응해석에 있어서 중요한 발전소 고유의 특성과 본 연구의 불확실성 분석에 포함시킨 격납용기 하중과 성능에 관계되는 문제점들을 아울러 제시하였다. 끝으로, 가상적 증대사고에 대한 대형건식 가압경수로 격납용기의 반응에 대한 전망을 제공하기 위해서 결정적 및 통계학적 격납용기 사건수목 해설결과를 간단히 요약하여 제시하였다.설결과를 간단히 요약하여 제시하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권8호
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• pp.25-37
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• 2014

국내 외 하중저항계수설계법의 저항계수 보정 시 수집된 데이터베이스의 신뢰성을 향상시키기 위하여 저항편향계수 산정 단계에서 저항편향치의 ${\pm}2{\sigma}$ 범위의 데이터만을 선택하거나 가정된 확률분포 검정을 만족하도록 꼬리(tail)부분의 데이터를 제거하는 방법을 적용하고 있다. 그러나 이들 방법에서는 데이터베이스 내에 우연히 포함된 저품질의 데이터를 확인할 수 없는 단점이 발견되었다. 본 연구에서는 정재하시험의 품질, 원지반의 공학적 특성, 쇄석다짐말뚝의 제원 등의 품질기준을 이용하여 데이터베이스 구축 단계에서 수행할 수 있는 품질평가법을 제안하였으며, 국내 외 문헌 및 정재하시험 보고서로부터 65개소의 정재하시험 데이터를 수집하여 데이터베이스의 구축 및 품질평가를 수행하였다. 데이터베이스의 품질 평가 상태에 따른 저항편향계수와 변동계수, 저항계수를 비교한 결과, 기존의 데이터베이스 처리과정과 품질평가법을 병행할 경우에 저항편향계수의 불확실성이 감소되며, 신뢰도 높은 LRFD 저항계수 보정에 효과적인 것으로 판단된다.