In this article, a harmony search algorithm is presented for optimum design of steel frame structures. Harmony search is a meta-heuristic search method which has been developed recently. It is based on the analogy between the performance process of natural music and searching for solutions of optimization problems. The design algorithms obtain minimum weight frames by selecting suitable sections from a standard set of steel sections such as American Institute of Steel Construction (AISC) wide-flange (W) shapes. Stress constraints of AISC Load and Resistance Factor Design (LRFD) and AISC Allowable Stress Design (ASD) specifications, maximum (lateral displacement) and interstorey drift constraints, and also size constraint for columns were imposed on frames. The results of harmony search algorithm were compared to those of the other optimization algorithms such as genetic algorithm, optimality criterion and simulated annealing for two planar and two space frame structures taken from the literature. The comparisons showed that the harmony search algorithm yielded lighter designs for the design examples presented.
본 연구의 목적은 경량콘크리트에 매립된 쉬어 커넥터의 전단거동 특성을 파악하는데 있다. 본 연구는 기존 실험결과와 유한요소해석에 의한 해석결과를 비교분석하여 유한요소 해석의 타당성을 확인하고 경량콘크리트의 압축강도($f_{ck}$) 변화에 따른 쉬어 커넥터의 전단강도를 기존 설계식(AISC-LRFD 및 Eurocode 4)과 비교분석하였다. 유한요소해석 결과 경량콘크리트에 매립된 쉬어 커넥터의 전단강도는 Eurocode 4의 쉬어 커넥터의 전단강도와 거의 일치하는 것으로 나타났다.
본 논문은 스테인리스 각형강관 및 원형강관에 대한 좌굴내력에 관한 연구로서 건축구조용 강재로서의 적용성 검토를 위해, 세장비를 주요 변수로 한 소재의 인장강도실험과 stub-column의 압축강도실험, 기둥의 중심압축실험을 실시하여 강재의 기계적 성질과 기둥의 강도 및 거동을 파악한다. 또한 이론해석과 각국 기준식(AIK-LSD, AISC-LRFD, AIJ-LSD, SIJ-ASD) 및 복수강도곡선의 적용을 통한 이론값과 실험값을 비교함으로서 건축구조용 강재로서 적용성 검토와 구조설계기준 확립을 위한 기초 자료를 구하는데 목적이 있다.
최근 국내에서 활발히 적용되고 있는 LRFD 설계법의 합리적인 적용을 위하여 상대적으로 사례가 부족한 인발하중 및 수평하중의 연구를 위하여 사회적으로 중요한 구조물인 송전철탑의 기초 형태를 바탕으로 한 원형기초를 풍화토 단일지층과 풍화토, 풍화암, 연암으로 구성된 혼합지층에서의 현장실증시험을 수행하여 인발하중 및 수평하중에 대한 각 지층의 저항성 분석을 통해 설계에 영향을 미칠 수 있는 인자에 대하여 연구하였다.
옹벽 설계에서는 차량하중에 의해 유발되는 수평토압을 등가상재하중 높이를 토대로 계산한다. 미국 AASHTO의 LRFD 설계 기준은 미국 표준트럭을 대상으로 선정되었기 때문에 국내의 표준트럭과 부합하는 새로운 등가상재하중 높이를 산정 할 필요가 있다. 본 연구에서는 미국 표준트럭과 다른 국내 표준트럭의 특성을 반영하고 차량주행방향, 포장층의 포아송비, 옹벽높이를 고려하여 Boussinesq 이론에 근거한 국내 등가상재하중 높이를 제안하였다. 국내 표준트럭의 축하중과 하중 밀도가 미국 표준트럭보다 높기 때문에, 본 연구에서는 제안한 등가상재하중 높이는 미국 설계 기준에 제안된 등가상재하중 높이 보다 큰 것을 확인하였다. 가장 높은 등가상재하중 높이는 차량주행방향이 옹벽길이방향과 직교할 때로 확인되었다.
본 연구에서는 다제약 설계변수를 갖는 비선형 문제를 무제약 최소화 문제로 전환하는 축차무제약 최소화기법(SUMT)과 효과적인 강골조의 2차비탄성해석 방법 중의 하나인 개선소성힌지해석 방법을 접목시킨 평면 강골조의 연속최적설계 모델 및 프로그램을 개발하였다. 최적설계를 위한 목적함수로는 강골조물을 구성하는 모든 부재의 중량 합을, 제약조건으로는 AISC-LRFD의 휨강도, 전단강도, 압축 및 인장강도, 국부좌굴 및 부재좌굴, 그리고 단면형상 등에 관한 설계기준을 사용하였다. 본 연구에서 개발한 연속최적설계 모델을 이용하여 여러 평면 강골조의 최적설계를 수행하였으며, 최적설계 견과로부터 개발한 연속최적설계 모델의 사용성, 타당성, 효율성 및 경제성 등을 검토하였다.
본 논문에서는 프리캐스트 방식으로 제작 가능한 격자형 강합성 바닥판의 이음부에 기계식 연결방식을 적용하고자 콘크리트 전단키와 고장력볼트로 구성되는 이음부에 대해 Push-out 시험으로 전단내력을 구하였으며, 이를 전단마찰 이론에 근거한 이론식 및 설계식과 비교함으로써 전단내력을 평가하였다. 분석결과에 따르면, 이음부 접합면을 에폭시로 부착한 경우가 전단키를 강판으로 보강한 경우 보다 약 10% 정도 더 큰 전단내력을 갖는 것으로 나타났으나, 실험체간 전단내력의 편차는 전단키를 강판으로 보강한 경우가 더 작게 나타났다. 실험결과를 계산식 및 설계식과 비교한 결과, 기존 설계식으로 안전하게 설계될 수 있음을 알 수 있었다. 그러나, ACI-318에 의할 경우 이음부 전단내력이 과소평가되기 때문에 LRFD에서 제시된 설계식의 적용이 더 적당한 것으로 분석되었다.
This study a reliability based design criteria for the Pile foundation, Which is common type of bridge founfation, and also proposes the theoretical bases limit state equations of stalbility analvsis of Pile foundation and the uncertainty measuring algorithms of each equation are also derived by MFOSM using the pile reations of displacement method, Terzaghi's bearing capacity formula, and chang's lateral load formula. The Level of uncertainties comesponding to these algorithms are proposed approprite values considering our actuality. It may be asserted that the proposed LRFD reliability based design criteria for the pile foundation may have to be incorporated in to the current Highway Bridge Design codes as a design provision corresponding to the USD(or LFD) provisions of the current Highway Bridge Design Code.
The purpose of this study is to develop the reliability-based dynamic load model for bridges. Analytial procedure to calculate the dynamic load is developed. Truck traffic is simulated using Monte Carlo method. Static and dynamic loads(deflections) are plotted on the normal probability paper to estimate the mean maximum dynamic load in bridge lifetime. The results may be served as a basis for new LRFD bridge design code.
The anchorage zone of prestressed concrete members is a critical region where a large concentrated force due to prestressing by tendons is introduced. In this study, the ACI, AASHTO LRFD, CEB-FIP design criteria and the nonlinear strut-tie model approach are applied to the ultimate strength analysis of simple anchorage zones of 18 post-tensioned concrete members tested to failure. From the result of ultimate strength analysis, the advantages and disadvantages of each method are compared and discussed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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