• 대한토목학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.1489-1504
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• 2014

본 논문은 국내 서남해안 해상풍력발전 하부기초설계 시 신뢰성 기반의 한계상태설계법 적용을 위한 말뚝기초의 부분안전계수를 제안하고자 한다. 우선, 해상풍력관련 국제 설계기준서인 IEC, GL, DNV, API, ISO, EUROCODE 등에서 제시한 다양한 부분안전계수 및 저항계수를 비교 분석하였다. 그리고 부안-영광 및 새만금 해역의 서남해안 해상풍력단지의 지반조사 결과를 가지고 불확실성 분석을 수행하였다. 불확실성 분석 결과를 토대로 신뢰성해석을 수행하여 지반정수에 대한 부분안전계수를 산정하였으며, 서남해안 지역의 해상풍력 말뚝기초의 부분안전계수는 1.3으로 평가되었다. 본 논문에서 제안된 부분안전계수는 서남해안에서의 지반조사 결과를 근거로 산정된 것이므로 기타 광역단위 해역에 활용하기 위해서는 추가적인 조사 및 지반정수에 대한 불확실성 분석을 통해 보정이 필요하다고 판단된다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.129-136
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• 2005

The deterministic analysis method has generally used to evaluate the slope stability and it evaluates the slope stability with decision value that is a representative value of design variables. However, one of disadvantages in the deterministic approach is there is not able to consider the uncertainty of soil strength properties, even though it is the biggest influential parameter of the slope stability. On the other hand, the limit state design(LSD) can take a consideration of uncertainties and computes both the reliability index and the probability of failure. LSD method is capable of overcoming the disadvantages of deterministic method and evaluating the slope stability more reliably. In this study, both the mean value and standard deviation of the internal land's representative soil strength properties applied to process the LSD method. The major purpose of this study is to gauge the general applicability of the limit state design in soil slope and to weigh the comparative validity of the proposed partial safety factor. In order to reach the aim of this study, the partial safety factor and resistance factor which totally satisfied the slope's overall safety factor were calculated by the load and resistance safety factor design (LRFD).

• Geomechanics and Engineering
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• 제6권2호
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• pp.99-115
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• 2014

Uncertainties in design variables and design equations have a significant impact on the safety of geotechnical structures like retaining walls and slopes. This paper presents a possible framework for obtaining the partial safety factors based on reliability approach for different random variables affecting the stability of a reinforced concrete cantilever retaining wall and a slope under static loading conditions. Reliability analysis is carried out by Mean First Order Second Moment Method, Point Estimate Method, Monte Carlo Simulation and Response Surface Methodology. A target reliability index ${\beta}$ = 3 is set and partial safety factors for each random variable are calculated based on different coefficient of variations of the random variables. The study shows that although deterministic analysis reveals a safety factor greater than 1.5 which is considered to be safe in conventional approach, reliability analysis indicates quite high failure probability due to variation of soil properties. The results also reveal that a higher factor of safety is required for internal friction angle ${\varphi}$, while almost negligible values of safety factors are required for soil unit weight ${\gamma}$ in case of cantilever retaining wall and soil unit weight ${\gamma}$ and cohesion c in case of slope. Importance of partial safety factors is shown by analyzing two simple geotechnical structures. However, it can be applied for any complex system to achieve economization.

• Computers and Concrete
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• 제26권5호
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• pp.385-395
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• 2020

The influence of combination of nano silica and silica fume, as partial cement replacement materials, on the properties of concrete has been studied through the measurement of compressive strength. The compressive strength of concrete in terms of mean, standard deviation and with-in-test coefficient of variation related to the variation in the nominated parameters have also been developed. The compressive strength data developed experimentally has been analyzed using normal-probability distribution and partial safety factors of composite concretes have been evaluated by using first order second moment approach with Hasofer Lind's method. The use of Nano silica and silica fume in concrete decreases the partial safety factor of concrete i.e., increase the reliability of concrete. The experimental results show that the properties of concrete having nano silica and silica fume in combination were better than that of a plain concrete. The SEM test results showing the level of Ca(OH)₂ in plain concrete and consumption level Ca(OH)₂ of concrete containing nano silica & silica fume have also been presented.

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

• 대한토목학회논문집
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• 제32권1B호
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• pp.59-69
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• 2012

불확실성이 큰 해안환경을 효과적으로 고려할 수 있는 확률설계의 필요성이 요구되고 있다. 하지만 결정론적 설계법에 익숙한 설계자는 기존 방법과 유사하면서 확률적 개념이 도입된 설계법을 원한다. 따라서 국내외적으로 부분안전계수 설계법이 새로운 설계법으로 채택되고 있다. 국내에서는 경사식 방파제의 피복재로 Tetrapod가 널리 사용된다. 미국과 유럽에서 개발된 부분안전계수 설계법이 Tetrapod를 포함하고는 있지만 제한된 파랑 및 구조물 단면 조건에서 개발되었기 때문에 실제 설계에 사용하기에는 미흡한 부분이 있다. 본 연구에서는 무역항 16곳과 연안항 15곳의 116개 단면 및 파랑조건에서 FORM과 최적화 보정 기법을 사용하여 Tetrapod 피복블록의 부분안전계수를 산정하였다. 특히, Weibull 극치파고 분포의 형상 모수에 따른 부분안전계수를 제안하였다. 그 외 극치분포 형태에 대해서는 왜곡도와 형상 모수의 관계를 통해 본 연구의 부분안전계수를 적용할 수 있다. 마지막으로 제안된 부분안전계수를 기존 구조물에 적용하여 목표수준을 잘 만족하는지 확인하였고 기존에 개발된 부분안전계수보다 적용성과 실효성이 우수함을 보였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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• pp.309-314
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• 2007

Recently, the LRFD and the PSF based on structural reliability assessment have been applied to NPP designs in behalf of the conventional deterministic design methods. In the risk-informed structural integrity, it is especially possible to optimize design procedures considering cost, manufacturing and maintenance because the structural reliability concepts have confirmed the reliability for which a designer aims. Generally, in order to evaluate the PSF, the LRFD which is the design concept for evaluating safety factors respectively on the limit state function including load and resistance. This study certifies the concept and its applications of the PSF using the LRFD based on the structural reliability engineering.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제42권4호
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• pp.450-459
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• 2010

The present paper investigates the collapse pressure of cylinders with intermediate thickness subjected to external pressure based on detailed elastic-plastic finite element (FE) analyses. The effect of the initial ovality of the tube on the collapse pressure was explicitly considered in the FE analyses. Based on the present FE results, the analytical yield locus, considering the interaction between the plastic collapse and local instability due to initial ovality, was also proposed. The collapse pressure values based on the proposed yield locus agree well with the present FE results; thus, the validity of the proposed yield locus for the thickness range of interest was verified. Moreover, the partial safety factor concept based on the structural reliability theory was also applied to the proposed collapse pressure estimation model, and, thus, the priority of importance of respective parameter constituting for the collapse of cylinders under external pressure was estimated in this study. From the application of the partial safety factor concept, the yield strength was concluded to be the most sensitive, and the initial ovality of tube was not so effective in the proposed collapse pressure estimation model. The present deterministic and probabilistic results are expected to be utilized in the design and maintenance of cylinders subjected to external pressure with initial ovality, such as the once-through type steam generator.

• 한국해안해양공학회지
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• 제19권4호
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• pp.336-344
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• 2007

항만 구조물의 피복재를 설계하는 경우 경험식의 불확실성에 따른 영향뿐만 아니라 사용년수에 따른 파고분포한수를 직접적으로 고려할 수 있는 부분안전계수 산정 모형이 개발되었다. 동일한 재현기간 그리고 사용년수에서 구조물의 파괴에 대한 목표수준이 증가함에 따라 저항력과 파고에 대한 부분안전계수가 커지는 등의 특성들을 잘 재현하고 있다. 따라서 본 연구에서 산정 된 각 경험식들의 저항력 그리고 파고에 대한 부분안전계수를 이용하면 현행의 결정론적 설계법과 동일한 형태의 설계식을 사용하면서도, 확률변수들의 불확실성, 사용년수 그리고 파괴에 대한 목표수준을 고려하여 설계하는 것이 가능하다

• 산업기술연구
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• 제28권B호
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• pp.157-165
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• 2008

Level II AFDA and Level III MCS reliability models are applied to analyze the stability of armor units on trading and coastal harbors in Korea. Hudson's formula and Van der Meer's formula are used in this reliability analysis. Also, probability density functions of reliability index and probability of failure are derived by the additional analysis. In addition, the partial safety factors of all harbors related to armor units can be straightforwardly evaluated by the inverse-reliability method. The upper and lower limits and average level of partial safety factors can be statistically investigated with the results of all cases applied in this paper. Therefore, it may be possible to design armor units of new breakwaters including the uncertainty of random variable and target level by using the present results.