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충격하중을 받는 원통의 최초좌굴시간의 변동성에 대한 기하학적 초기결함의 영향
김두기 한국전산구조공학회 1997 전산구조공학 Vol.10 No.1
본 논문에서는 랜덤한 축대칭 기하학적 초기결함을 갖는 원통이 축방향 충격하중을 받는 경우의 반경방향 변위가 임계기준치를 최초로 통과하는 확률론적 충격좌굴 파괴시간을 해석할 수 있는 방법을 제시하였다. 랜덤한 기하학적 초기결함의 생성을 위해 초기결함의 평균함수 및 상관함수를 이용하여 확률장을 형성하는 방법을 사용하였다. 본 논문에서 제시된 방법은 실제적인 기하학적 초기결함이 갖는 불확실성을 취급하는데 적절하고 실용적이므로 이를 고려한 원통의 구조안전도해석에 이용할 수 있다. In this paper a method is suggested for the probabilistic analysis of impact buckling failure time of cylinder with random axisymmetric geometric imperfection under axial impact. Failure is assumed as axisymmetric radial deformation exceeds the given criteria for the first time. For the generation of random geometric initial imperfection, random field theory by mean function and autocorrelation function of geometric imperfection is used. Suggested method is useful for the treatment of the randomness of realistic geometric imperfection and can be used for the structural safety analysis of cylinder considering its effect.
기하학적 초기형상결함을 갖는 보강 원통의 충격좌굴 신뢰성 해석
김두기 한국소음진동공학회 1996 소음 진동 Vol.6 No.6
In this paper, buckling reliability analyses of stiffened cylinder with random initial geometric imperfection under axial impact load are performed by the combined response surface method. The effect of random geometric imperfection on the failure probability and reliability is recognized quantitatively. Buckling reliability decreases with the increase of mean value, cov of initial geometric imperfection under the same external load. Buckling probability under impact load is greater than those under static load with the same condition. From the probabilistic characteristics of imapct buckling load, relation between reliability index and safety parameter can be obtained in addition to the relation between load and reliability index. And those results can be used to determine the range of required safety parameter and acceptable imperfaction.
김두기,서형렬,박진우,최인정 한국구조물진단유지관리공학회 2006 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.10 No.6
본 연구에서는 응답변위법을 이용한 지중구조물의 지진해석에 있어서 지반반력계수에 관한 기본 자료와 근거를 제공하는데 목적이 있다. 지반반력계수를 도로교 설계기준(2001), 지하공동구 내진설계기준(2004), 유한요소법으로 산출한 후, 비교․분석 하였다. 지반반력계수는 산정방법에 따라 도로교 설계기준에 비해 지하공동구 내진설계기준은 최대 4.55배, 유한요소법은 연직과 전단방향에 대해 각각 최대 3.24배와 2.00배 크게 산정되었으며, 단면력은 도로교 설계기준과 지하공동구 내진설계기준에 근거하여 구한 값이 정밀해석인 유한요소법으로 구한 값보다 전반적으로 크게 산출 되었다. This study performed earthquake response analyses of underground structures using displacement responses of soil. In this study, spring coefficients of surrounding soil proposed by specifications and researchers were adopted and then their corresponding analysis results were compared. The free field analyses using ProShake were carried out in order to predict ground responses of the field without underground structures. Several earthquakes such as El Centro, Ofunato, and Hachinohe earthquakes were considered to calculate maximum displacements. Numerical examples were analyzed, and then the results were compared and commented depending on spring coefficients of soil for the analyses using displacement responses of soil. The soil coefficients ranged from 0.05 to 14.39 times of those calculated by Korean Bridge Design Specification (2005). In conclusion, the coefficients of soil proposed by standard specifications seemed to be overestimated compared with those by the finite element method(FEM).
지진하중을 받는 구조물의 능동제어를 위한 확률신경망 이론
김두기,이종재,장성규,최인정 한국구조물진단유지관리공학회 2007 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.11 No.1
구조 재료와 시공기술의 발달로 구조물은 높고 길게 설계할 수 있게 되었으나, 그에 따른 진동문제와 사용성에 관한 문제가 발생하였고, 구조물의 과다한 변위는 구조물에 심각한 손상을 발생시켰다. 이러한 구조물의 진동 문제를 해결하기 위하여 본 논문에서는 구조물의 상태벡터와 제어력만으로 구성된 훈련패턴을 기본으로 하여 인공신경망이론과 확률신경망이론을 사용하여 구조물의 진동을 능동제어하는 방법을 제안하였다. 구조물의 제어를 위해 LQR 제어알고리즘을 이용하여 구조물의 상태벡터와 제어력을 구한 후, 상태벡터를 입력으로 제어력을 출력으로 하는 인공신경망과 확률신경망의 훈련패턴을 구성하였다. 제안된 방법을 사용하여 Northridge 지진하중을 받는 3층 빌딩구조물을 제어하였고, 제안된 인공신경망과 확률신경망의 제어 결과를 비교하였다. Recently structures become longer and higher because of the developments of new materials and construction techniques. However, such modern structures are susceptible to excessive structural vibrations, which may induce problems of serviceability and structural damages. In this paper we attempt to control structural vibration using the probabilistic neural network(PNN) and the artificial neural network(ANN) based on the training pattern that consist of only the structural state vector and the control force. The state vectors of the structure and control forces made by linear quadratic regulator(LQR) algorithm are used for training pattern of PNN and ANN. The proposed algorithm is applied for the vibration control of the three story shear building under Northridge earthquake. Control results by the proposed PNN and ANN are compared with each other.
김두기,Md Iftekharul Alam,조성국 한국구조물진단유지관리학회 2012 한국구조물진단학회 학술발표회논문집 Vol.2012 No.1
This paper presents the finite element (FE) response sensitivity and reliability analyses considering smooth constitutive material models. A reinforced concrete (RC) frame is modeled for FE sensitivity analysis followed by direct differentiation method (DDM) under both static and dynamic load cases. Later, the reliability analysis is performed to predict the seismic behavior of the frame. Displacement sensitivity discontinuities are observed along the pseudo-time axis using non-smooth reinforced steel model under quasi-static loading. However, the smooth steel material shows continuity in response sensitivity at elastic to plastic transition points. The normalized sensitivity results are also used to measure the relative importance of the material parameters on the structural responses. In FE reliability analysis, the influence of smoothness behavior of reinforced steel is carefully noticed. Cumulative distribution function (CDF) curves have shown minor change of failure probabilities due to the smoothness effect.
김두기,김동현,서형열,이창주 한국구조물진단유지관리공학회 2007 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.11 No.5
연구에서는 정적 풍하중에 대한 교량의 취약도 평가 방법을 제시하였으며, 이를 이용하여 대상 교량인 6경간 엑스트라도즈드교에 대하여 정적 풍하중 취약도 분석을 수행하였다. 정적 풍하중산정과 하중조합은 국내 설계기준을 사용하여 산정하였으며, 이때 정적 풍하중에 대한 불확실성과 확률분포 특성은 난수를 사용하여 고려하였다. 취약도 곡선은 대수 정규분포함수의 형태로 나타내었으며, 이때 변수인 중간값과 대수표준편차는 최우도추정법(maximum likelihood method)에 의하여 구하였다. 취약도 분석을 수행한 결과 대상교량은 정적 풍하중에 대하여 안전한 것으로 평가되었다. This study presents fragility curves for the wind fragility analysis of a six-span extradosed bridge. The loads and corresponding load combinations are calculated using domestic design codes. Random variables are utilized to considering the uncertainties of the input variables for wind loads. The fragility curve is represented as a log-normal distribution function, in which two parameters are estimated by the maximum likelihood method. The results show that the extradosed bridge is safe to suffer static wind forces.