고등해석과 유전자 알고리즘을 이용한 강뼈대 구조물의 직접설계시스템의 최적화

최세휴,노우혁,김종인,박경식 한국구조물진단유지관리공학회 2006 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.10 No.5

본 연구에서는 고등해석과 유전자 알고리즘을 이용한 강뼈대 구조물의 직접설계시스템의 최적화를 수행하였다. 본 연구에서 사용한 고등해석은 기하학적 비선형과 재료적 비선형을 동시에 고려한다. 직접설계 시스템의 최적화를 위해 유전자 알고리즘을 사용하였다. 목적함수로 구조물의 중량을 사용하였으며, 제약조건식은 구조시스템의 하중-저항능력, 처짐, 층간 수평변위 및 연성요구 조건을 고려하였다. 제안된 방법에 의해 나타난 결과를 다른 방법에 의한 것들과 비교해서 그 효율성을 증명하였다. In this paper, the optimization of direct design system of steel frames by genetic algorithm involving advanced analysis are performed. For the analysis of steel frames advanced analysis accounting for geometric nonlinearity and material nonlinearity are executed. The genetic algorithm was used as optimization technique. The weight of structures is treated as the objective function. The constraint functions are defined by load-carrying capacities, deflections, inter-story drifts, and ductility requirement. The effectiveness of the proposed method are verified by comparing the results of the proposed method with those of other method.

μ-GA에 의한 RC 중공슬래브교의 최적보강

최세휴,박경식 한국구조물진단유지관리공학회 2010 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.14 No.4

본 연구에서는 RC 중공슬래브교의 내하력을 향상시키기 위한 외부 프리스트레싱을 이용한 보강에 있어서 마이크로 유전알고리즘(μ-GA)을 이용한 최적보강방법을 제시하였다. 최적보강을 위한 보강 유형으로 Queen-post 유형과 King-post 유형이 고려되었다. 마이크로 유전알고리즘을 이용하여 RC 중공슬래브교의 최적보강을 위한 보강 유형과 편향재, 긴장재 면적, 필요한 앵커 개수 등을 산정하였다. 목적함수는 보강에 사용된 긴장재와 강재비용을 무차원화하여 구성하였으며, 제약조건은 교량과 앵커설계를 위한 시방서 내용을 고려하여 형성하였다. RC 중공슬래브교의 보강설계를 실시한 후 그 결과를 분석하여 제안된 방법의 타당성을 제시하였다. In this study, the optimal strengthening by micro genetic algorithm(μ-GA) method is proposed for improvement of load-carrying capacity of RC hollow slab bridges using external prestressing. The Qeen-post type and King-post type are considered for the optimal strengthening. The type for optimal strengthening, deviator, areas of tendons and the number of anchor are calculated by μ-GA. The objective function is constituted with dimensionless cost of tendon and steel for optimal strengthening. The constraints are formulated by design specification for bridges and anchors. The validity of this study is presented by analysis of the results after the optimal strengthening of the RC hollow slab bridge.

[권두언] 뉴노멀 공학인재 양성

최세휴 한국공학교육학회 2023 Ingenium(人材니움) Vol.30 No.4

고등해석과 유전자 알고리즘을 이용한 트러스 구조물의 최적설계

최세휴 한국구조물진단유지관리공학회 2008 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.12 No.4

본 연구에서는 고등해석과 유전자 알고리즘을 이용한 트러스 구조물의 최적설계를 수행하였다. 본 연구에서 사용한 고등해석은 기하학적 비선형과 재료적 비선형을 동시에 고려한다. 최적화 알고리즘으로 마이크로 유전자 알고리즘을 사용하였다. 목적함수로 구조물의 중량을 사용하였으며, 제약조건식은 구조시스템의 하중-저항능력 및 변위 조건을 고려하였다. 제안된 방법에 의한 최적설계 결과를 기존의 연구결과와 비교하여 그 타당성을 증명하였다. In this paper, the optimal design of trusses using advanced analysis and genetic algorithm is performed. An advanced analysis takes into account geometric nonlinearity and material nonlinearity. The micro genetic algorithm is used as optimization technique. The weight of structures is treated as the objective function. The constraint functions are defined by load-carrying capacities and displacement requirement. The effectiveness of the proposed method is verified by comparing the results of the proposed method with those of other method.

2차 비탄성해석과 단면점증법을 이용한 평면 강골조 구조물의 최적설계

최세휴 한국구조물진단유지관리공학회 2008 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.12 No.5

본 연구에서는 2차 비탄성해석과 단면점증법을 이용한 평면 강골조 구조물의 최적설계 방법을 제시하였다. 2차 비탄성해석은 구조시스템과 그에 속한 부재들의 기하학적 비선형과 재료적 비선형을 고려하기 때문에 2차 비탄성해석에 바탕을 둔 설계법에서는 해석 후 개별부재의 강도검토가 필요 없다. 본 논문에서 제안한 단면점증법을 최적화 기법으로 사용하였으며 목적함수로 구조물의 중량을 사용하였다. 제약조건식은 구조시스템의 하중-저항능력, 처짐 및 층간 수평변위 등을 고려하였으며 제안된 방법에 의한 설계결과를 다른 방법에 의한 것들과 비교하여 그 효율성을 증명하였다. In this paper, the optimum design of plane steel frames using second-order inelastic analysis and section increment method is presented. Since the second-order inelastic analysis accounts for geometric and material nonlinearities of the whole system as well as its component members, the design method based on second-order inelastic analysis does not require separate member capacity checks after analysis. A section increment method proposed by this paper is used as optimization technique. The weight of structures is treated as the objective function. The constraint functions are defined by load-carrying capacities, deflections, inter-story drifts, and ductility requirement. The effectiveness of the proposed method are verified by comparing the results of the proposed method with those of other method.

강아치교의 고등해석과 최적설계

최세휴,Choi, Se Hyu 한국강구조학회 2005 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.17 No.1

본 논문에서는 강아치교의 고등해석과 최적설계를 수행하였다. 고등해석은 해석시에 구조계와 그에 속한 부재의 강도와 안정을 직접 고려함으로서, 해석후 개별부재의 강도검토가 필요없는 설계방법을 지칭한다. 기하학적 비선형 효과를 고려하기 위하여 안정함수를 사용하였다. 잔류응력으로 인한 점진적인 소성화를 고려하기 위하여 CRC 접선 탄성계수를 사용하였다. 탄성강성에서 완전소성강성까지 점진적인 소성화를 나타내기 위하여 포물선 함수를 사용하였다. 최적화 기법으로는 수정된 단면점증법을 사용하였다. 수정된 단면점증법은 AASHTO-LRFD의 상관방정식으로 계산된 값중에서 최대값을 가지는 부재의 크기를 단계별로 증가시키는 방법이다. 목적함수는 구조물의 중량을 사용하였으며, 제약조건식은 구조시스템의 하중-저항능력 및 처짐 조건을 고려하였다. 제안된 방법에 의한 설계결과를 기존의 연구결과와 비교하였다. Advanced analysis and optimal design of steel arch bridges is presented. In the design method using an advanced analysis, separate member capacity checks after analysis are not required because the stability and strength of the structural system and its component members can be rigorously treated in the analysis. The geometric nonlinearity is considered by using the stability function. The Column Research Council tangent modulus is used to account for gradual yielding due to residual stresses. A parabolic function is used to represent the transition from elastic to zero stiffness associated with a developing hinge. An optimization technique used is a modified section increment method. The member with the largest unit value evaluated by AASHTO-LRFD interaction equation is replaced one by one with an adjacent larger member selected in the database. The objective function is taken as the weight of the steel arch bridge and the constraint functions account for load-carrying capacities and deflection requirements. Member sizes determined by the proposed method are compared with those given by other approaches.

3차원 트러스교의 고등해석

최세휴,김승억,박문호 대한토목학회 2000 대한토목학회 학술발표회 논문집 Vol.2000 No.1

Optimal Design of Semi-Rigid Steel Frames using Practical Nonlinear Inelastic Analysis

최세휴,김승억 한국강구조학회 2006 International Journal of Steel Structures Vol.6 No.3

inelastic analysis realistically assesses both strength and behavior of a structural system and its component members in a directmanner. To capture second-order efects associated with P-δ and P- moments, stability functions are used to minimizemodeling and solution time. The Column Research Council (CRC) tangent modulus concept is used to account for gradualyielding due to residual stresses. A softening plastic hinge model is used to represent the degradation from elastic to zerorigid conections. A section increment method is used for minimum weight optimization. Constraint functions are load-carryingcapacities and displacements. A member with the largest unit value evaluated by LRFD interaction equation is replaced oneby one with an adjacent larger member selected in the database. Member sizes determined by the proposed method arecompared with those given by other approaches.

3 차원 강뼈대구조물의 고등해석

최세휴,김승억,박문호 대한토목학회 1999 대한토목학회 학술발표회 논문집 Vol.1999 No.1

접합부의 비선형 거동을 고려한 강뼈대 구조물의 고등해석과 최적설계

최세휴,박문호,송재호,임청권,Choi, Se Hyu,Park, Moon Ho,Song, Jae Ho,Lim, Cheong Kweon 한국강구조학회 2003 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.15 No.6

The advanced analysis and optimal design of semi-rigid frame were presented. Advanced analysis can predict the combined nonlinear effects of connection, geometry, and material on the behavior and strength of semi-rigid frames. The Kishi-Chen power model was used to describe the nonlinear behavior of semi-rigid connections. Geometric nonlinearity was determined using stability functions. On the other hand, material nonlinearity was determined using the Column Research Council (CRC) tangent modulus and parabolic function. The direct search method proposed by Choi and Kim was used as optimization technique. The member with the largest unit value evaluated using the LRFD interaction equation was replaced one by one with an adjacent larger member selected from the database. The objective function was assumed as the weight of steel frame, with the constraint functions accounting for load-carrying capacities, deflections. inter-story drifts, and ductility requirement. Member sizes determined by the proposed method were compared with those derived using the conventional LRFD method. 본 논문에서는 접합부의 비선형을 고려한 강뼈대 구조물의 고등해석과 최적설계를 수행하였다. 고등해석은 접합부의 비선형, 기하학적 비선형 및 재료적 비선형을 고려한다. 접합부의 비선형은 Kishi와 Chen이 제안한 3가지 매개변수를 가지는 파워모델을 사용하여 고려하였다. 기하학적 비선형은 안정함수를 사용하여 고려하였으며, 재료적 비선형은 CRC 접선 탄성계수와 포물선 함수를 사용함으로서 고려하였다. 최적화 기법으로는 Choi와 Kim이 제안한 직접탐색법을 사용하였다. 직접탐색법은 LRFD의 상관방정식으로 계산된 값중에서 최대값을 가지는 부재의 크기를 단계별로 증가시키는 방법이다. 목적함수는 구조물의 중량을 사용하였으며, 제약조건식은 구조시스템의 하중-저항능력, 처짐, 층간 수평변위 및 연성요구 조건을 고려하였다. 제안된 방법에 의한 설계결과를 LRFD방법과 비교하였다.