• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권4호
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• pp.351-359
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• 2015

구조물의 붕괴성능을 정확하게 평가하기 위해서는 구조물과 관련된 구조부재 및 지반운동의 불확실성을 고려한 확률적 접근방식이 요구된다. 불확실성의 종류에 상관없이 불확실성은 구조물의 응답에 영향을 미치게 되는데, 구조물의 성능목표를 설정함에 있어 이러한 불확실성 전파를 예측할 필요가 있다. 최근 들어, 구조물의 붕괴성능을 평가하는 방법으로 사용되고 있는 증분동적해석은 지반운동과 관련된 임의적 불확실성을 해석과정에서 고려할 수 있다는 장점이 있으나, 확률론적 평가를 위한 또 다른 중요 요인인 인식론적 불확실성을 직접적으로 평가할 수 없다는 제한사항이 있다. 본 연구에서는 철골모멘트골조를 표본 건물로 선정하여 인식론적 불확실 요인으로 정의한 구조물의 고유감쇠, 지진중량, 구조부재의 항복강도 및 탄성계수가 구조물의 붕괴성능에 미치는 영향을 확률적으로 평가하였다. 이를 위하여 라틴 방격 추출법을 사용한 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 증분동적해석을 수행하여 구조시스템 붕괴성능의 변동성을 정량적으로 예측하였다. 해석결과, 붕괴성능의 변동성에 인식론적 불확실성을 대표하는 변수 중에서 구조물 고유감쇠의 영향이 가장 두드러지는 것으로 나타났다.

• Computers and Concrete
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• 제29권1호
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• pp.59-67
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• 2022

In this paper, a reliability-based approach has been implemented to develop seismic analytical fragility curves of highway bridges. A typical bridge class of the Central and South-eastern United States (CSUS) region was selected. Detailed finite element modelling is presented and Incremental Dynamic Analysis (IDA) is used to capture the behavior of the bridge from linear to nonlinear behavior. Bayesian linear regression method is used to define the demand model. A reliability approach is implemented to generate the analytical fragility curves and the proposed approach is compared with the conventional fragility analysis procedure.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.35-35
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• 2022

최근에 딥 러닝(Deep learning) 기반의 많은 방법들이 수문학적 모형 및 예측에서 의미있는 결과를 보여주고 있지만 더 많은 연구가 요구되고 있다. 본 연구에서는 수자원의 가장 대표적인 모델링 구조인 강우유출의 관계의 규명에 대한 모형을 Long Short-Term Memory (LSTM) 기반의 변형 된 방법으로 제시하고자 한다. 구체적으로 본 연구에서는 반응변수인 유출량에 대한 직접적인 고려가 아니라 그의 1차 도함수 (First derivative)로 정의되는 Delta기반으로 모형을 구축하였다. 또한, Attention 메카니즘 기반의 모형을 사용함으로써 강우유출의 관계의 규명에 있어 정확성을 향상시키고자 하였다. 마지막으로 확률 기반의 예측를 생성하고 이에 대한 불확실성의 고려를 위하여 Denisty 기반의 모형을 포함시켰고 이를 통하여 Epistemic uncertainty와 Aleatory uncertainty에 대한 상대적 정량화를 수행하였다. 본 연구에서 제시되는 모형의 효용성 및 적용성을 평가하기 위하여 미국 전역에 위치하는 총 507개의 유역의 일별 데이터를 기반으로 모형을 평가하였다. 결과적으로 본 연구에서 제시한 모형이 기존의 대표적인 딥 러닝 기반의 모형인 LSTM 모형과 비교하였을 때 높은 정확성뿐만 아니라 불확실성의 표현과 정량화에 대한 유용한 것으로 확인되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권3A호
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• pp.181-188
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• 2009

본 연구에서는 현수교의 합리적인 시공방안 결정 및 구조안전성 평가에 대한 기초자료를 제시하였다. 기 연구된 현수교의 해석모델 및 신뢰성이론을 바탕으로 초기형상해석, 자유진동해석, 시공변수를 고려한 시공단계해석 및 신뢰성해석 등을 수행 할 수 있는 수치해석프로그램을 개발하였다. 현수교의 시공방안은 보강형의 시공순서, 시공방향 및 주경간과 측경간의 동시 시공성 등의 다양한 시공변수를 고려하여 설정하였다. 시공방안에 따른 동적시공단계해석은 작성된 해석프로그램에 의해 수행하였으며 주요부재의 응답특성을 검토하여 각각의 시공방안에 대한 장 단점을 제시하였다. 시공단계별 구조신뢰성해석은 자연적 불확실성을 고려하여 신뢰성지수 및 파괴확률을 산정함으로써, 설정된 시공방안에 따른 현수교의 안전성을 정량적으로 평가하였다. 아울러, 인위적 불확실성을 고려하여 산정된 해석결과에 대해 재평가하였으며, 시공단계 위험성의 주요 퍼센트 분포를 빈도수 히스토그램을 이용하여 제시하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.521-528
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• 2005

The evaluation process of rock mass properties intrinsically contains some uncertainty due to the inhomogeneity of rock mass and the measurement error. Although various empirical methods for the determination of rock mass properties were suggested, there is no way of integrating various information on rock mass properties except averaging. For these reasons, this research introduces evidence theory which can model epistemic uncertainty and yield reasonable rock mass properties through combining various information such as empirical equations, in-situ test results, and so on. Through the application of evidence theory to the real site investigation and in situ experiment results, an interval of deformation modulus, cohesion and friction angle of rock mass were obtained. The ratios between lower and upper bound of those properties ranges from 1.6 to 3.6. Numerical analyses of circular hole using the properties for TYPE-2 rock mass were carried out. The magnitude or size of plastic region and radial displacement in case of lower bound properties is about 4 times larger than that of upper bound properties.

• 한국과학교육학회지
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• 제40권1호
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• pp.1-12
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• 2020

논변 활동에서 불확실함은 상대방의 설명에 대한 막연하고 애매모호한 느낌을 말하며 학생들은 그들이 경험하는 불확실함에서 벗어나기 위해 반박을 사용할 수 있다. 본 연구의 목적은 초등학생들이 "왜 강낭콩이 싹트지 않았을까" 논변 활동에서 경험한 불확실함 맥락과 이에 따른 반박 사용이 어떠했는지를 탐색하여 불확실함과 반박 간의 역동을 이해하는 데 있다. 이를 위해 본 연구는 논변 정교화와 불확실함 감소에 중요한 역할을 할 수 있는 반박이 활발하게 나타날 수 있는 맥락을 불확실함 경험 측면에서 해석하고 설명하고자 한다. 경기도 초등학교 4학년 학생 20명 및 담임교사가 연구 참여자로 참여하였으며 학생들은 5개(남, 녀 4명으로 구성)의 소집단으로 이루어져 논변 활동에 참여하였다. 연구자는 학생들의 논변 활동이 녹화된 비디오에 대한 전사본, 학생들과의 면담, 연구자의 필드 노트를 질적 자료로 수집하였다. 자료 분석 과정에서, 지속적 반복적 비교 방법을 사용하여 학생들이 어떠한 맥락에서 불확실함을 경험하였고 이에 따른 반박 사용은 어떻게 나타났는지를 탐색하였다. 이를 통해 나타난 연구 결과는 첫째, 학생들은 "왜 강낭콩이 싹트지 않았을까?" 논변 활동에서 불확실함을 경험하였고 이 정서에서 벗어나고자 하였다. 둘째, 학생들은 이 불확실함을 줄이고자 정교화형 반박, 의견형 반박, 비난형 반박을 사용하였다. 그러나 학생들의 불확실함은 감소하지 않았으며 그들이 사용한 비난형 반박은 학생들의 부정적 정서를 높이기도 하였다. 셋째, 교사의 개입은 학생들이 비난형 반박 사용을 멈추도록 이끌었으며, 학생들은 정교화형 반박을 사용하여 강낭콩이 싹틀 수 있는 조건을 탐색하였고 "왜 강낭콩이 싹트지 않았는가?"에 대한 적절한 설명을 찾게 되면서 불확실함에서 벗어날 수 있었다. 추가적으로 연구자는 본 연구 결과를 토대로 하여 불확실함과 정교화형 반박의 상호작용이 일어나도록 하는 것이 논변 발달을 촉진할 수 있음을 논의하였다.

• Coupled systems mechanics
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• 제12권5호
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• pp.429-444
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• 2023

The comprehension and structural modeling of masonry constructions is fundamental to safeguard the integrity of built cultural assets and intervene through adequate actions, especially in earthquake-prone regions. Despite the availability of several modeling strategies and modern computing power, modeling masonry remains a great challenge because of still demanding computational efforts, constraints in performing destructive or semi-destructive in-situ tests, and material uncertainties. This paper investigates the shear behavior of masonry walls by applying a plane-stress FE continuum model with the Modified Masonry-like Material (MMLM). Epistemic uncertainty affecting input parameters of the MMLM is considered in a probabilistic framework. After appointing a suitable probability density function to input quantities according to prior engineering knowledge, uncertainties are propagated to outputs relying on gPCE-based surrogate models to considerably speed up the forward problem-solving. The sensitivity of the response to input parameters is evaluated through the computation of Sobol' indices pointing out the parameters more worthy to be further investigated, when dealing with the seismic assessment of masonry buildings. Finally, masonry mechanical properties are calibrated in a probabilistic setting with the Bayesian approach to the inverse problem based on the available measurements obtained from the experimental load-displacement curves provided by shear compression in-situ tests.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권4호
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• pp.409-415
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• 2015

콘크리트충전강관(Concrete Filled Steel Tube, CFST) 기둥 설계 시, 강관의 국부좌굴을 방지하기 위하여 강관두께 t에 대한 기둥외경 D의 크기를 제한하고 있다. 각각의 설계시방서에서 각기 다른 최대 D/t값을 제안하고 있으며, 강재의 항복응력 $f_y$, 또는 $f_y$와 강재의 탄성계수 E의 식으로 표현된다. $f_y$와 E의 불확실성을 고려할 경우, 최대 D/t 계산식을 포함한 한계상태함수(limit state function)를 구성하여 CFST 단면의 국부좌굴에 대한 신뢰성지수(reliability index) ${beta}$를 산정할 수 있다. 결정된 ${beta}$는 사용된 최대 D/t 계산식에 따라 달라질 것이다. 이러한 신뢰성해석(reliability analysis) 결과의 가변성(variability)은 한계상태함수에 포함되는 전산모델 선택의 모호함(ambiguity)에서 기인한 것으로 모델링불확실성(modelling uncertainty)이라 한다. 모델링불확실성은 정보적불확실성(epistemic uncertainty)의 하나로 알려진 불명확성(non-specificity)으로 고려할 수 있으며, 불명확성은 가능성분포함수(possibility distribution function)를 사용하여 모델링할 수 있다. 본 연구 에서는 다른 3개의 최대 D/t 계산식을 사용하여 주어진 CFST 단면의 국부좌굴에 대한 신뢰성해석을 수행하고 각각의 신뢰성지수를 계산할 것이다. 불명확한 신뢰성지수들은 가능성분포함수를 사용하여 모델링되고, 이로부터 확신정도(degree of confirmation)를 측정할 것이다. 확신정도는 신뢰성지수가 감소하면 증가한다. 결과적으로, 확신정도에 따라 재구성된 신뢰성지수들을 얻을 수 있으며, 허용 확신정도와 함께 CFST 단면의 국부좌굴에 대한 신뢰성지수의 결정이 가능하게 된다.

• 한국안전학회지
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• 제29권6호
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• pp.94-98
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• 2014

본 연구는 구조물의 최적안전수준과 수명기간동안 투자되는 총비용과의 상관관계를 연구하였다. 설계, 건설 및 공용 중 투자되는 총비용을 최소화하면서 최적의 안전수준을 결정하기 위하여 신뢰성해석을 수행하였다. 신뢰성해석에는 설계인자들의 불확실성과 설계 및 공사, 유지관리를 수행하는 인간의 오류 등 인적 불확실성을 확률변수로 고려하였다. 이러한 확률해석을 통한 안전지수와 생애주기비용의 상관관계를 연구하고, 생애주기비용의 분산도에 따른 안전지수의 민감도해석을 통하여 최적의 안전수준을 결정하였다. 해석결과는 이러한 평가방법이 교통시설물에 투자되는 비용을 최소화하면서 최적의 안전수준을 결정할 수 있는 정확하고 유용한 방법임을 보여주었다.

• Smart Structures and Systems
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• 제10권2호
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• pp.89-110
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• 2012

This study was intended to efficiently perform the probabilistic optimal safety assessment of steel cable-stayed bridges (SCS bridges) using stochastic finite element analysis (SFEA) and expected life-cycle cost (LCC) concept. To that end, advanced probabilistic finite element algorithm (APFEA) which enables to execute the static and dynamic SFEA considering aleatory uncertainties contained in random variable was developed. APFEA is the useful analytical means enabling to conduct the reliability assessment (RA) in a systematic way by considering the result of SFEA based on linearity and nonlinearity of before or after introducing initial tensile force. The appropriateness of APFEA was verified in such a way of comparing the result of SFEA and that of Monte Carlo Simulation (MCS). The probabilistic method was set taking into account of analytical parameters. The dynamic response characteristic by probabilistic method was evaluated using ASFEA, and RA was carried out using analysis results, thereby quantitatively calculating the probabilistic safety. The optimal design was determined based on the expected LCC according to the results of SFEA and RA of alternative designs. Moreover, given the potential epistemic uncertainty contained in safety index, failure probability and minimum LCC, the sensitivity analysis was conducted and as a result, a critical distribution phase was illustrated using a cumulative-percentile.