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NTIS 바로가기한국전산구조공학회논문집 = Journal of the computational structural engineering institute of Korea, v.23 no.2, 2010년, pp.217 - 225
허정원 (전남대학교 건설.환경공학부) , 윤동건 (평산에스아이(주))
Most of the steel bridges in Korea are being currently designed by the allowable stress design method that uses the conventional deterministic factors of safety. However the limit state design based on the concept of probability, statistics and reliability engineering is becoming very popular as a g...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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한계상태는 어떻게 분류됩니까? | 한계상태설계란 구조신뢰성 이론을 이용한 정량적인 분석을 통하여 한계상태를 벗어날 가능성이 적정한 수준 이내가 되도록 설계식을 결정하여 설계하는 방법이다. 한계상태는 구조부재가 파괴 또는 파괴에 가까운 상태로 되어 내하력(성능)을 완전히 상실한 상태인 강도한계상태 (strength limit state)와 처짐․균열․진동 등이 과다하게 발생하여 정상적인 사용상태의 필요조건을 만족하지 못하게 된 상태인 사용한계상태(service limit state)로 크게 분류한다. 하중저항계수설계법은 그림 1에 개념적으로 도시된바와 같이 각종 한계상태에 대한 안전수준이 구조형식, 부재종류 및 하중조건에 대해 일관성을 유지하기 위하여 다양한 하중조합에서 고려되는 설계하중별로 적절한 하중계수와 또한 부재의 공칭저항성능에 대한 적절한 저항계수를 적용하는 식 (1)의 다중 하중조합 설계식을 사용한다. | |
한계상태설계란 무엇입니까? | 하중저항계수설계법의 기본개념은 한계상태설계법(LSD) 에 근거한다. 한계상태설계란 구조신뢰성 이론을 이용한 정량적인 분석을 통하여 한계상태를 벗어날 가능성이 적정한 수준 이내가 되도록 설계식을 결정하여 설계하는 방법이다. 한계상태는 구조부재가 파괴 또는 파괴에 가까운 상태로 되어 내하력(성능)을 완전히 상실한 상태인 강도한계상태 (strength limit state)와 처짐․균열․진동 등이 과다하게 발생하여 정상적인 사용상태의 필요조건을 만족하지 못하게 된 상태인 사용한계상태(service limit state)로 크게 분류한다. | |
신뢰성해석 기법은 Level I, Level II, Level III 3가지 종류로 구분되는데 각각의 세부사항은 어떠합니까? | 신뢰성해석 기법은 일반적으로 Level I, Level II 그리고 Level III의 3가지 종류로 분류한다. Level I 기법은 부분안전계수(partial safety factor)에 의해 확률론적 안전성을 간접적으로 평가하며, 각 하중별 안전계수를 목표 신뢰도지수의 함수형태로 표현한다. 확률변수의 평균과 분산 그리고 분포형태를 이용하여 신뢰도지수를 근사적으로 산정하는 Level II 기법에는 MVFOSM(Mean Value First Order Second Moment Method), FORM(Rackwitz 등, 1978) 그리고 SORM(Second Order Reliability Method) 등이 있다(허정원, 2003). 마지막으로 Level III 기법은 많은 횟수의 임의로 발생시킨 변수들의 값들을 이용한 한계상태함수의 평가로부터 파괴여부를 판정하여 누적하는 시뮬레이션기법인 MCS(Monte Carlo simulation)기법이 대표적이다. 이 논문에서는 Level II 방법 중 FORM을 적용하였으며, 핵심적인 내용을 아래에 간략하게 기술하였다. |
건설교통부 (2005) 도로교설계기준 2005, 한국도로교통협회.
박재현, 허정원, 김명모, 곽기석 (2008) LRFD 설계를 위한 국내 항타강관말뚝의 저항계수 산정, 대한토목학회 논문집, 28(6C), pp.367-377.
신동구, 박영석 (2007) LRFD 설계법에 의한 강합성 박스거더교 설계예제집, 교량설계핵심기술연구단.
이성철 (2002) 강판형교의 하중-저항계수설계(LRFD) 예, 한국강구조공학회 학회지, 14(1), pp.37-48.
조효남, 김상효, 김승억, 길흥배 (1999) 도로교의 하중-저항계수 설계법, 한국전산구조공학회 기술강습회, 제21회, pp.3-50.
한국건설기술연구원 (2008) LRFD 기초구조물 설계를 위한 저항계수 결정 연구, 국토해양부 R&D/05기반구축A14-01, 한국건설기술연구원, 경기도 고양시, p.295.
허정원 (2003) 실제 구조물의 유한요소 신뢰성해석을 위한 복합 알고리즘, 한국토목학회 논문집, 23(6A), pp.1321-1329.
허정원, 곽기석, 정문경, 이주형, 박재현 (2008) FORMRA, 프로그램등록번호 2008-01-123-007604, 컴퓨터프로그램보호위원회.
허정원, Haldar, A. (2006) 실제 구조계의 유한요소법에 기초한 지진 신뢰성해석, 한국전산구조공학회 논문집, pp.171-185.
AASHTO-LRFD (2004) AASHTO LRFD Bridge Design Specifications Third Edition.
FHWA (2003) LRFD Design Example for Steel Girder Superstructure Bridge, FHWA NHI-04-042, National Highway Institute Washington D.C.
Nowak, A.S. (1999) Calibration of LRFD bridge design code, Report 368, Transportation Research Board, National Academy Press, Washington, D.C.
Rackwitz, R., Fiessler, B. (1978) Structural Reliability Under Combined Random Load Sequences, Journal of Computers and Structures, 9, pp.489-494.
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