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        • GFRP 적층복합재료관의 신뢰성해석

          조효남,이승재,최영민 한양대학교 공학기술연구소 1992 공학기술논문집 Vol.1 No.1

          In general, the strength and stiffness of laminated composite cylindrical shells are very sensitive to the variation of slenderness parameters, some coupling-stiffness parameters, lamination angles, stacking sequence and number of lagers. In the paper, the effects of these factors on the strength and buckling reliabilities of GFRP laminated cyclindrical shells ale investigated based on the proposed strength and buckling limit state models. It may be concluded that the applicable ranges of the slenderness limits of the strength and buckling failure criteria for laminated composite cylindrical shells should be indentified and incorporated into the design formula with appropriate safety factors which provide uniform consistent reliability for balanced design in practice.

        • KCI등재

          강상판교의 다단계 최적설계

          조효남,정지승,민대홍 한국전산구조공학회 2001 한국전산구조공학회논문집 Vol.14 No.2

          강상판교는 부재수가 많고 구조적 거동이 복잡하여 재래적인 단일수준 (CSL) 알고리즘을 이용하여 최적화하는 것이 매우 어렵기 때문에 본 연구에서는 강상판교를 효율적으로 최적화하기 위해 다단계 최적설계 (MLDS) 알고리즘이 제안되었다. 강상판교를 주형과 강상판으로 나누기 위해 등위법이 사용되었고, 시스템 최적화를 위하여 설계 변수를 줄이는 분해법이 사용되었다. 효율적인 최적설계를 위해 다단계 최적설계 알고리즘은 제약조건 소거기법(Constraint Deletion)과 응력 재해석 같은 근사화 기법을 도입하였다. 변위해석을 위한 제약조건 소거기법은 교량의 최적화에 효율적인 것으로 검증되었고, 제안된 응력 재해석 기법 또한 설계민감도 해석을 필요로 하지 않으므로 매우 효율적이다. MLDS 알고리즘의 적용성과 강건성은 다양한 수치예제를 사용하여 기존의 단일수준 알고리즘과 비교하였다.

        • KCI우수등재

          도로교 내하급수 판정시스템 개발

          조효남,장동일,이희현,Cho, Hyo Nam,Chang, Dong Il,Lee, Hee Hyun 대한토목학회 1991 대한토목학회논문집 Vol.11 No.4

          본 연구는 도로교량들의 효율적인 안전도 명가 및 내하급수 판정 전산화 시스템을 개발하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 현행 도로교 내하급수 체계를 합리적으로 개선한 후 외관조사 또는 가용 통계자료 만으로 안전성 평가를 실시할 수 있는 신뢰성 방법에 기초한 합리적인 내하력 평가방법을 제시하고 비상작전시 군용차량의 설제적인 허용통과 급수 판정시스템을 개발하였다. 연구결과 본 연구에서 제시된 내하력 및 내하급수 판정시스템, 그리고 내하력 평가 프로그램 BRS(Bridge Rating System)은 교량의 노후도와 각종 불확실량을 체계적으로 반영한 실 내하력 평가수단으로서 장차 교량의 안전성 및 내하력 평가에 널리 활용될 수 있다고 사료되었다. This study is directed for the development of rational rating models for realistic safety assessment and the computer rating system for highway bridges. For this purpose, the conventional rating system is considerably improved in appropriate way, and a rational rating system based on the reliabilty method is proposed to estimate safety of deteriorated bridges by using only the visual inspection data or the statistical data available. In addition. the rating system which can assess the realistic allowable passing tonnage of military vehicles in case of the military operations is also presented. From this study, it is known that the presented rating system and the computer program BRS(Bridge Rating System) provide an effective tool which can handle the degree of deterioration and various uncertainities of the bridge systematically. so it can be used widely for assessment of safety and load carrying capacity of existing deteriorated or damaged bridges.

        • KCI우수등재

          R.C. 휨부재(部材)의 L.R.F.D. 신뢰성(信賴性) 설계기준(設計基準)에 관한 연구(?究)

          조효남,Cho, Hyo Nam 대한토목학회 1981 대한토목학회논문집 Vol.1 No.1

          최근 구미(歐美) 선진제국(先進諸國)에서는 확률적(確率的)인 개념(槪念)에 의한 한계상태설계법(限界狀態設計法)을 표준시방서(標準示方書)로 도입(導入)하는 경향이 높아지고 있다. 이들 선진국(先進國)에서 채택한 LSD, LRFD, PBLSD 같은 신뢰성설계기준(信賴性設計基準)은 각종(各種) 시공재료(施工材料)에 대한 설계절차(設計節次)를 단순화(單純化)시킬 뿐만아니라 일관성(一貫性)있는 신뢰성(信賴性)을 갖게 하는 능력(能力)을 갖고 있다. 본(本) 연구(硏究)에서는 RC 휨부재(部材)에 대한 이러한 신뢰성설계기준(信賴性設計基準)을 제안(提案)하였다. 이를 위하여 Lind-Hasofer의 불변(不變)2차(次)모멘트 신뢰성이론(信賴性理論)에 의해 반복시행적(反復試行的) 신뢰성해석(信賴性解析) 및 하중(荷重)-저항계수(抵抗係數) 결정(決定)알고리즘을 유도하고, 또한 Cornell의 평균제(平均第)1계이차(階二次)모멘트법(法)을 사용하여 근사적(近似的)으로도 신뢰성(信賴性)을 해석(解析)하여 설계기준(設計基準)을 결정(決定)하도록 하였다. 휨부재(部材)의 저항(抵抗) 및 하중효과(荷重效果)에 대한 불확실양산정(不確實量算定)은 Ellingwood의 하중(荷重) 및 저항불확실량(抵抗不確實量) 해석방법(解析方法)을 따랐다. 현행(現行) 극한강설계시방서(極限强設計示方書) 기준(基準)으로 설계(設計)되는 R.C.휨부재(部材)의 상대적(相對的) 의미(意味)의 안전성수준(安全性水準)을 제안(提案)된 이차(二次)모멘트신뢰성이론(信賴性理論)에 의해 검토(檢討)하였다. 그리고 우리 현실(現實)을 고려한 ${\beta}_0=4$를 적절한 목표신뢰성지수(目標信賴性指數)로 간주(看做)하고 이에 대한 저항(抵抗) 및 하중계수(荷重係數)를 제안(提案)된 방법(方法)으로 계산(計算)하였으며, 현행(現行) 극한강설계기준(極限强設計基準)의 안전율(安全率)과 이들 계산(計算)된 계수(係數)를 비교(比較), 분석(分析)하였다. 현행(現行) 시방서(示方書)로 설계(設計)되는 휨부재(部材)의 신뢰성(信賴性) 수준(水準)은 적절(適切)하지 못하며, 현행(現行) 시방서(示方書)에 규정(規定)된 저항(抵抗) 및 하중계수(荷重係數)는 본연구(本硏究)의 신뢰성이론(信賴性理論)으로 유도한 저항(抵抗) 및 하중계수(荷重係數)와 상당히 차이(差異)가 있음을 발견(發見)할 수 있었다. Recent trends in design standards development in some European countries and U.S.A. have encouraged the use of probabilistic limit sate design concepts. Reliability based design criteria such as LSD, LRFD, PBLSD, adopted in those advanced countries have the potentials that they afford for symplifying the design process and placing it on a consistent reliability bases for various construction materials. A reliability based design criteria for RC flexural members are proposed in this study. Lind-Hasofer's invariant second-moment reliability theory is used in the derivation of an algorithmic reliability analysis method as well as an iterative determination of load and resistance factors. In addition, Cornell's Mean First-Order Second Moment Method is employed as a practical tool for the approximate reliability analysis and the derivation of design criteria. Uncertainty measures for flexural resistance and load effects are based on the Ellingwood's approach for the evaluation of uncertainties of loads and resistances. The implied relative safety levels of RC flexural members designed by the strength design provisions of the current standard code were evaluated using the second moment reliability analysis method proposed in this study. And then, resistance and load factors corresponding to the target reliability index(${\beta}=4$) which is considered to be appropriate level of reliability considering our practices are calculated by using the proposed methods. These reliability based factors were compared to those specified by our current ultimate strength design provisions. It was found that the reliability levels of flexural members designed by current code are not appropriate, and the code specified resistance and load factors were considerably different from the reliability based resistance and load factors proposed in this study.

        • KCI우수등재

          Probability-Based WSD Code for Reinforced Concrete

          조효남,신재철,전재명,Cho, Ryo Nam,Shin, Jae Chul,Chun, Chai Myung Korean Society of Civil Engeneers 1986 대한토목학회논문집 Vol.6 No.4

          본(本) 연구(硏究)에서는 철근(鐵筋)콘크리트 구조(構造)에 대하여 확률이론(確率理論)에 기초(基礎)한 허용응력(許容應力) 설계규준(設計規準)의 개발(開發)을 위한 방법(方法)을 제시(提示)하였다. 철근(鐵筋)콘크리트 구조부재(構造部材)의 신뢰성지수(信賴性指數)는 AFOSM 신뢰성(信賴性) 해석법(解析法)을 사용하여 계산(計算)하였으며, 또한 시방서(示方書) 신뢰성(信賴性) 검정(檢定)의 실용적(實用的) 방법(方法)을 제시(提示)하였다. 각(各) 구조요소별(構造要素別) 목표신뢰성지수(目標信賴性指數)는 현행(現行) 규준(規準)에 의해 설계(設計)된 구조물(構造物)의 안전성(安全性)에 관한 수치적(數値的) 연구결과(硏究結果)를 고려하고 또 현(現) 실정(實情)을 반영하여 결정(決定)되었다. 현행(現行) WSD 안전규정(安全規正)을 대치(代置) 사용(使用) 가능토록 본(本) 연구(硏究)에서는 합리적(合理的) 목표신뢰성지수(目標信賴性指數)에 기초(基礎)하여 R.C. 각(各) 구조요소별(構造要素別) 허용응력(許容應力) 및 안전계수(安全係數)를 제안(提案)하였다. This paper presents a method for developing a probability-based working stress design code for reinforced concrete. Reliability of reinforced concrete structural members is evaluated by using an advanced second moment reliability method, and then, a practical method for code calibration is shown in this paper. The target reliability indices for various structural elements are determined by considering the results of the numerical studies on the safety of the structures designed by the current code, and by reflecting the construction practice. A set of allowable stresses and safety factors for reinforced concrete is proposed as a possible substitute for the current safety provisions, based on the rational target reliability indices.

        • 확률에 기초한 한국의 기본 설계풍속 추정

          조효남,차철준,백현식 한국전산구조공학회 1989 전산구조공학 Vol.2 No.2

          본 연구는 확률에 기초한 한국의 기본 설계풍속 추정을 위한 합리적인 방법을 제시하고 위험도에 기초한 전국의 설계풍속지도를 제안한다. 본 논문에서는 장기기록 지역의 계절풍 연 최대 풍속자료와 단기기록 지역의 계절풍 월 최대 풍속자료의 극치 Type I 분포 모형에 대한 적합성을 검토하였고, 극치 태풍 풍속 분포 추정에서는 Monte-Carlo 시뮬레이션을 이용하여 간접적인 해석방법이 적용되었다. 태풍과 계절풍에 대한 기본 설계풍속은 두개 분포의 적(product)으로 된 혼합모형에서 구한다. 본 연구 결과로부터 제안된 모형과 방법은 현재 한국에서 가용한 단기기록 풍속자료를 이용한 위험도에 기초한 기본설계풍속과 기본 설계풍속지도의 개발에 실용적인 도구로 활용 가능하다고 본다. This study presents rational methods for probability-based estimates of basic design wind speeds in Korea and proposes a risk-based nation-wide map of design wind speeds. The paper examines the fittings of the extreme Type I mode to largest yearly non-typhoon wind data from long-term records, and to largest monthly non-typhoon wind data from short-term records. For the estimation of the extreme typhoon wins speed distribution, an indirect analytical method based on a Monte-Carlo simulation is applied to typhoon-prone regions. The basic desig wind speeds for typhoon and non-typhoon winds at the sites of concern are made to be obtained from the mixed model given as a product of the two distributions. The results of this study show that the proposed models and methods provide a practicable tool for the development of the risk-based basic design wind speed and the design wind map from short-term station records currently available in Korea.

        • KCI우수등재

          강도로교(鋼道路橋)의 신뢰성(信賴性) 설계규준(設計規準)에 관한 연구(硏究)

          조효남,김우석,이징빈,Cho, Hyo Nam,Kim, Woo Seok,Lee, Cheung Bin 대한토목학회 1985 대한토목학회논문집 Vol.5 No.1

          강도로교(鋼道路橋)에 있어서 가장 보편적으로 사용(使用)되고 있는 강교(鋼橋)(구형(矩形)보, 판항(鈑桁), 합성항(合成桁))에 대한 신뢰성설계규준(信賴性設計規準)을 제안(提案)하고, 또 하중(荷重)-저항계수(抵抗係數) 및 공칭안전율(公稱安全率)에 대한 이론적(理論的)인 근거를 제시(提示)하는 것이 본(本) 연구(硏究)의 주요(主要) 내용(內容)이다. Cornell의 MFOSM과 Lind-Hasofer의 AFOSM을 포함하는 주요 2차(次)모멘트 신뢰성(信賴性) 이론(理論)을 비교(比較) 분석(分析)함으로써 Lind-Hasofer의 근사식(近似式)과 대수정규형(對數正規型) 근사식(近似式)을 본(本) 연구(硏究)에서 제안(提案)하는 신뢰성(信賴性) 해석(解析) 및 설계규준(設計規準)의 유도에 사용함이 적절하다는 것을 알 수 있었다. Galambo의 이론(理論)에 의해 강구조부재(鋼構造部材)의 불확실량(不確實量) 산정(算定) 알고리즘을 유도하여 저항(抵抗)의 불확실량(不確實量)을 LRFD Format 및 SGST Format로 산정(算定)했으며, 하중(荷重)의 불확실량(不確實量)은 우리의 실정(實情)을 고려한 적절한 값을 택했다. 현행(現行) 강도로교(鋼道路橋) 설계규준(設計規準)에 따라 calibration함으로써 목표신뢰성지수(目標信賴性指數) ${\beta}_0=3.5$를 우리의 현실(現實)을 반영하는 최적치(最適値)로 선택하였다. 본(本) 연구(硏究)에서 강도로교(鋼道路橋)의 LRFD 신뢰성(信賴性) 설계규준(設計規準)은 일정(一定)한 신뢰성(信賴性)을 주는 보다 합리적(合理的)인 설계(設計)가 됨을 알 수 있었다. This study proposes a reliability based design criteria for the steel bridge (H-beam, plate-girder and composite-beam), which is most common type of steel bridge, and also proposes the theoretical bases of nominal safety factors as well as load and rasistance factors based on the reliability theory. Major 2nd moment reliability analysis and design theories including both Cornell's MFOSM (Mean First Order 2nd Moment) Methods and Lind-Hasofer's AFOSM(Advanced First Order 2nd Moment) Methods are summarized and compared, and it has been found that Lind-Hasofer's approximate and an approximate Log-normal type reliability formula are well suited for the proposed reliability study. A target reliability index (${\beta}_0=3.5$) is selected as an optimal value considering our practice based on the calibration with the safety pravisions of the current steel bridge design code. Galambo's theory is used for the derivation of the algorithm for the evaluation of uncertainties associated with resistences by LRFD Format and SGST Format, whereas the magnitude of the uncertainties associated with load effects are chosen primarily by considering our level of practice. It may be concluded that the proposed LRFD reliability based design provisions for the steel highway bridge give more rational design than the current standard code for steel highway bridge.

        • KCI우수등재

          합성 강 상자형 도로교의 체계신뢰성 해석 및 안전도평가

          조효남,이승재,강경구,Cho, Hyo Nam,Lee, Seung Jae,Kang, Kyoung Koo 대한토목학회 1993 대한토목학회논문집 Vol.13 No.2

          본 연구에서는 각종 합성 강상자형 도로교에 대한 체계신뢰성 및 이에 기초한 내하력평가를 위하여 실용적이고 합리적인 신뢰성 모형과 해석방법을 개발하고자 한다. 합성 강상자형교의 신뢰성해석을 위해서는 휨강도 뿐만 아니라 휨, 전단 그리고 비틀림을 동시에 고려한 강도식에 기초하여 한계상태함수를 모형화 하였으며, 체계신뢰성 문제는 각 거더의 주요 파손기구에 기초한 FMA(Failure Mode Approach)방법을 사용하여 직 병렬 조합체계로서 정식화 하고 수치해석기법인 중요도표본추출기법(Importance Sampling Technique ; IST)을 사용하여 해석하였다. 특히 본 연구에서는 추정된 체계신뢰성지수를 일반적인 제 1계 2차모멘트(First Order Second Moment ; FOSM)방법의 형태로 표현하여 유도한 등가의 시스템 내하력으로서 합성 강상자형교의 내하력을 평가하는 실질적이고 합리적인 방법을 제안하였다. 기설 교량에 대한 내하력 및 안전도평가 결과 전체시스템으로서의 보유안전도와 내하력은 교량의 부정정성이 높아질수록 개별 요소의 경우에 비해서 그 차이가 크게 됨을 알 수 있었으며, 제안된 체계신뢰성에 기초한 내하력평가 방법은 기설 합성 강상자형교의 실질적인 내하력평가 방법을 위하여 합리적으로 사용될 수 있을 것으로 사료된다. This paper develops practical and realistic reliability models and methods for the evaluation of system-reliability and system reliability-based rating of various types of box-girder bridge superstructures. The strength limit state model for box-girder bridges suggested in the paper are based on not only the basic flexural strength but also the strength interaction equations which simultaneously take into account flexure, shear and torsion. And the system reliability problem of box-girder superstructure is formulated as parallel-series models obtained from the FMA(Failure Mode Approach) based on major failure mechanisms or critical failure states of each girder. In the paper, an improved IST(Importance Sampling Technique) simulation algorithm is used for the system reliability analysis of the proposed models. This paper proposes a practical but rational approach for the evaluation of capacity rating in terms of the equivalent system-capacity rating corresponding to the estimated system-reliability index which is derived based on the concept of the equivalent FOSM(First Order Second Moment) form of system reliability index. The results of the reliability evaluation and rating of existing bridges indicate that the reserved reliability and capacity rating at system level are significantly different from those of element reliability or conventional methods especially in the case of highly redundant box-girder bridges.

        • KCI우수등재

          신뢰성에 기초한 송전철탑의 내풍설계기준

          조효남,신재철,이승재,Cho, Hyo Nam,Shin, Jae Chul,Lee, Seung Jae 대한토목학회 1994 대한토목학회논문집 Vol.14 No.5

          본 논문에서는 태풍이나 착빙설 등 기상관련 하중을 받는 송전철탑의 실용적이고 합리적인 설계를 위하여 신뢰성에 기초한 하중저항계수설계기준(Load and Resistance Factor Design : LRFD)을 개발하였다. 이때, 설계풍하중 및 착빙하중은 송전철탑에 가해지는 풍속과 착빙설에 대한 우리나라의 가용한 통계자료를 바탕으로 MCS(Monte Carlo Simulation) 기법을 사용하여 추정하였다. 시설 송전철탑의 요소 및 체계신뢰성해석에는 AFOSM(Advanced First Order Second Moment)신뢰성방법과 IST(Importance Sampling Technique)를 사용하였다. LRFD 설계기준의 하중 및 저항계수는 합리적으로 선정된 목표 신뢰도를 기초로 AFOSM과 code 최적화기법을 사용하여 도출하였다. This study suggests a practical but rational approach for the development of reliability-based LRFD criteria for transmission towers under wind and ice loadings in Korea. Based on available statistical data on wind speed and icing on transmission lines in Korea, the design wind and ice loads are obtained by Monte Carlo Simulations. In the study, the AFOSM reliability method and an Importance Sampling Technique are used for the element and system reliability evaluation of actual transmission towers. Based on the selected target reliabilities, a set of load and resistance factors for the LRFD criteria are calibrated using the AFOSM and the code optimization technique.

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