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문제 정의
- 선체구조의 설계 측면에서 구조신뢰성 해석법을 적용하여 구조 안전상 평가 및 구조설계 공식의 개발하는 것에 대한 필요성 역시 잘 인식되어 있다(Luis 등, 2009). 본 연구에서는 선체 중앙단면의 최종 종강도를 기준으로 구조신뢰성 해석에 기초한 선체 중앙단면 설계를 위한 설계 및 안전 평가공식의 개발에 주된 목적을 두고 있다. 이를 위해 길이 100m 이상의 중대형 산적화물운반선과 원유 운반선을 선정하여, 최종 종강도에 대한 구조신뢰성 해석결과를 토대로 목적 신뢰성 지수(target reliability index)를 제안하였으며, 이를 기준으로 선체 중앙단면의 최종 종강도에 대한 안전성 검토 및 설계를 위한 공식을 도출하여 제안하였다.
- 신뢰성 해석 기반 설계에 있어서 목표 신뢰성 지수(target reliability index)의 선택은 가장 중요한 일 중 하나이다. 본 연구에서의 목표 신뢰성 지수는 전절에서 보인 대상 선박들에 대한 신뢰성 해석결과를 토대로 유도하였다. 물론 이 연구에서는 두 가지 선종만을 다루고 있지만, 목표 신뢰성 지수는 선종뿐만 아니라 구조형태에 따라서도 달라질 것이다.
- 본 연구에서는 길이 100m이상인 산적화물운반선과 탱커의 중앙단면 설계를 위해 신뢰성 해석 기반 설계공식의 개발에 대한 내용을 다루었다.
가설 설정
- 정수 굽힘모멘트와 파랑 굽힘모멘트의 조합 구조 파괴에 발생확률 PE 만큼 기여한다고 가정한다. 따라서 두 하중의 조합에 의한 파괴는 발생확률 PE를 갖고 발생한다고 가정한다.
- 만큼 기여한다고 가정한다. 따라서 두 하중의 조합에 의한 파괴는 발생확률 PE를 갖고 발생한다고 가정한다. 즉, 최종적인 파괴확률은 구조신뢰성 해석에서 구한 파괴확률에 PE를 곱하여 구한다.
- 기하학적 및 재료적 변수들의 불확실성 특성은 기존 연구결과의 것을 이용하였고, 보강판의 압축 최종강도에 대한 불확실성 특성은 전절에서 언급한 바와 같다. 식 (6)으로 추정하는 최종 굽힘모멘트의 모델링 불확실 성에 대해서는 평균은 1.0 그리고 COV는 10.0%로 가정하였다. 작용하는 굽힘모멘트에 대한 불확실성 특성은 이미 3.
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