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비용효율을 고려한 자기 충전형 콘크리트의 CCD 실험설계법 및 가중 다목적성 기반 다목적설 계최적화(MODO)
도정윤 한국구조물진단유지관리공학회 2020 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.24 No.3
Mixture design of self-compacting concrete is a typical multi-criteria decision making problem and conventional mixture designs are based on the low level engineering method like trials and errors through iteration method to satisfy the various requirements. This study concerns with performing the straightforward multiobjective design optimization of economic SCC mixture considering relative importances of the various requirements and cost-effectives of SCC. Total five requirements of 28day compressive strength, filling ability, segregation stability, material cost and mass were taken into consideration to prepare the objective function to be formulated in form of the weighted-multiobjective mixture design optimization problem. Economic SCC mixture computational design can be given in a rational way which considering material costs and the relative importances of the requiremets and from the result of this study it is expected that the development of SCC mixtue computational design and the consequent univeral concrete material design optimization methodology can be advanced. 자기 충전형 콘크리트의 배합물 설계는 전형적인 다기준의사결정의 과정이다. 본 연구에서는 실험설계법과 반응표면법을 이용하여 SCC 배합물 전산 설계가 가능하도록 재료성능 및 비용모델을 생성하고, 요구조건을 반영한 여러 성능 사이의 상대적 중요도를 산정하여 가중 다목적 설계문제로 정식화하여 수치최적해를 계산함으로써 비용효율을 고려한 SCC최적설계를 수행하였다. 실험비용과 시간을 고려하여 SCC의 수많은 요구성능 중 압축강도, 철근충전성, 재료분리저항성, 비용정보 등을 다목적 최적화의 목적함수로 설정하였다. 재료경제성을 최적재료설계프로세스에 합리적으로 반영함으로써 경제적 콘크리트배합설계를 수행할 수 있었으며, 본 연구 결과 실험점 계획에서부터 최적해 산출에 이르는 과정을 객관적인 프로세스로 구성함으로써 콘크리트 범용 최적재료설계기술 및 전산화를 기대할 수 있다.
가중 다목적성을 고려한 구조물 응답 제어용 TMD의 RSM 기반 실용적 최적 설계
도정윤,국성오,김두기,Do, Jeongyun,Guk, Seongoh,Kim, Dookie 한국구조물진단유지관리공학회 2017 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.21 No.6
본 연구는 전산실험을 통해 중규모 건물에 설치한 수동형 TMD의 매개변수에 대한 가중 다목적 최적화 설계를 다루고 있다. MATLAB으로 수치 시뮬레이션 코드를 작성함으로써 지진하중에 대한 동적응답을 파악하였으며 중심합성계획법과 반응표면법으로 구성한 전산실험을 기반으로 하는 가중 다목적 최적화 기법을 적용하여 TMD의 최적 동조 매개변수를 찾고자 하였다. 본 연구에서는 10층 건물을 대상으로 El Centro를 벤치마크 지진으로 가진하여 반응모델을 생성하고, AHP를 이용하여 반응변수 사이의 상대적 중요도를 산출한 후 가중다목적최적화 설계를 실시하였다. 본 연구의 방법으로 최적화된 매개변수를 가진 TMD는 지진 응답을 효과적으로 저감하였다. El Centro 지진이 작용하는 경우 RSM 기반 가중 다목적 최적설계방법으로 최적화한 TMD의 진동수 응답과 최상층 평균제곱변위는 비제진시보다 각각 31.6%와 82.3% 향상되었고, 모든 적용 지진에서 기존 설계법보다 동등 또는 이상의 성능을 가진 것으로 확인되었다. In spite of bulk literature about the tuning of TMD, the effectiveness of TMD in reducing the seismic response of engineering structures is still in a row. This paper deals with the optimum tuning parameters of a passive TMD and simulated on MATLAB with a ten-story numerical shear building. A weighted multi-objective optimization method based on computer experiment consisting of coupled with central composite design(CCD) central composite design and response surface methodology(RSM) was applied to find out the optimum tuning parameters of TMD. After the optimization, the so-conceived TMD turns out to be optimal with respect to the specific seismic event, hence allowing for an optimum reduction in seismic response. The method was employed on above structure by assuming first the El Centro seismic input as a sort of benchmark excitation, and then additional recent strong-motion earthquakes. It is found that the RSM based weighted multi-objective optimized damper improves frequency responses and root mean square displacements of the structure without TMD by 31.6% and 82.3% under El Centro earthquake, respectively, and has an equal or higher performance than the conventionally designed dampers with respect to frequency responses and root mean square displacements and when applied to earthquakes.
도정윤,김두기 한국콘크리트학회 2012 International Journal of Concrete Structures and M Vol.6 No.2
The process of selecting a repair material is a typical one of multi-criteria decision-making (MCDM) problems. In this study Analytical Hierarch Process (AHP) was applied to solve this MCDM problem. Many factors affecting a process selecting an optimal repair material can be classified into quantitative and qualitative requirements and this study handled only quantitative items. Quantitative requirements in the optimal selection model for repair material were divided into two parts, namely, the required chemical performance and the required physical performance. The former is composed of alkali-resistance, chloride permeability and electrical resistivity. The latter is composed of compressive strength, tensile strength, adhesive strength, drying shrinkage, elasticity and thermal expansion. The result of the study shows that this method is the useful and rational engineering approach in the problem concerning the selection of one out of many candidate repair materials even if this study was limited to repair material only for chloride-deteriorated concrete.