강섬유 보강 콘크리트의 인장력 예측

이차돈 대한건축학회 1990 大韓建築學會論文集 Vol.6 No.5

강섬유 보강 콘크리트의 물성과 구조물에의 응용

이차돈 한국강구조학회 1992 韓國鋼構造學會誌 Vol.4 No.2

최적정 기준법에 의한 병렬 전단벽 최적설계 ( Optimum Design of Coupled Shear Wall by Optimality Criteria )

이차돈,문경하 대한건축학회 2001 大韓建築學會論文集 : 構造系 Vol.17 No.6

Stochastic Simulated Annealing에 의한 평면 트러스 최적 설계

이차돈 中央大學校 建設環境硏究所 1992 環境科學硏究 Vol.3 No.-

Two dimensional truss optimization problems are solved based on combinatorial optimization technique known as stochastic simulated annealing(SSA). SSA is a recent approach to the solution of problems characterized by large number of interacting degrees of freedom. It simulates the degrees of freedom in a problem in a such a way that they are a collection of atoms slowly being coolded down into a ground state which would correspond to the stationary point of the problem. In this paper, for a randomly disturbed current design, SSA establishes a probabilistic criterion for acceptance or rejection of current design and iteratively improves it to arrive at a stationary point at which critical temperature is reached. Using SSA, tested are simple truss optimization problems which consider combinations of yielding and buckling strengths of truss members, multiple loading conditions, and linking members in group as their constraints. Satisfactory results are obtained and some discussions are given for the behavior of SSA on the tested truss structures.

Mean Field Annealing을 이용한 평면 트러스 최적설계

이차돈 中央大學校 建設環境硏究所 1994 環境科學硏究 Vol.5 No.-

조합최적화 이론에 그 근간을 둔 Mean Field Annealing은 상호작용하는 대단한 큰 자유도(degrees of freedom)를 가진 처리 시스템을 다룰 때 사용되어지는데 물리학의 통계적 이론에 근거한 이 방법은 열평형 상태에서의 분자 시스템의 작용에 대한 간단한 해석적 근사를 이용해 최적화 문제를 간소화시킨다. 본 연구에서는 제약조건으로서 압축 및 인장에서의 항복강도, 좌굴하중, 부재상호간의 연관성(grouping in members)등을 갖는 평면트러스 최적설계를 mean field approximation에 의하여 행하였으며 그 결과 성공적으로 최적해를 산정할 수 있었다. A Mean Field Annealing(MFA), dealing with large number of interacting degrees of freedom is a branch of combinatorial optimization techniques. The MFA whose term has been originally derived from the field of thermodynamics establishes in this truss optimization problem a probabilistic criterion for acceptance or rejection of current design and iteratively improves it until the optimum design is reached. The design improvements are continuously achieved according to the cooling schedule of MFA. The method has been successfully applied to the plane truss optimization problems characterized either by simple constraints such as strength limits only or by additional complexities introduced by buckling and multiple loading conditions. Satisfactory results are obtained and some comments are made based on the observations of the performance of MFA during the optimization process.

콘크리드보의 비선형 Link 모델링

이차돈 中央大學校 建設環境硏究所 1996 環境科學硏究 Vol.7 No.-

본 연구의 목적은 콘크리트 보가 휨 하중을 받을 때 하중과 처짐의 비선형 관계를 콘크리트의 인장에서의 연화현상을 고려하여 이론적 모델을 개발하고 이를 이용하여 연화현상이 미치는 영향을 고찰하는데 있다. 특히 콘크리트가 인장을 받을 때 강도 후 영역에서의 연화현상을 보이는데 이러한 현상은 콘크리트 보가 휨 하중에 의하여 균열이 생기고 난 후의 거동에 영향을 미치게 된다. 따라서 콘크리트의 연화현상을 모델화하고 연화현상이 휨 거동에 미치는 영향을 살피는 것은 중요하다고 하겠다. 본 연구에서는 콘크리트의 압축, 인장 응력-변형도 모델도 개발하였으며 또한 콘크리트의 연화현상을 적용할 수 있는 휨 모델을 개발하였다. 개발된 모델을 이용하여 콘크리트의 연화현상이 보의 휨 거동에 미치는 영향을 이론적으로 고찰하였다. The objectives of this research are to model the softening behavior of reinforced concrete beam when subjected to the flexural loading and to find the effects of main parameters from the softening behavior on the overal flexural behavior of the beam. Examination on the effects of concrete softening seems important since when the concrete is subject to the tensile stresses, it exhibits the softening behavior in the post-peak region, which in turn, affects the fleuxral behavior of the beam after cracking. Developed are the compressive and tensile constructive models as well as the nonlinear link element based on the finite element method. The link model can take into account the effect of concrete softening at the critical section. The developed model is used to assess the effects of main materal parameters of concrete in tension on the overal flexural behavior of the concrete beam under flexural loading.

SFRC 휨실험의 해석

이차돈 中央大學校 建設環境硏究所 1991 環境科學硏究 Vol.2 No.-

강섬유 보강 콘크리트(SFRC)의 인장 및 압축 용력-변형도는 휨응력하의 하중-처짐관계를 결정하며 휨응력하에서 strain gradient의 영향을 받게 된다. SFRC의 경우, 휨실험은 직인장 실험과 비교하여 볼 때 상대적을 간편하며 또한 다수의 실험결과가 확보되어 있다. 따라서 이들 힘실험 결과로부터 SFRC의 기본적인 재료 성질인 인장 응력-변형도를 유출하는 것은 중요하다고 하겠다. 본 연구의 목적을 위하여 휨실험응력 하에서의 SFRC의 인장거동을 설명하는 주요 변수들이 고찰되었다. Tensile and compressive constitutive behavior of steel fiber reinforced concrete(SFRC) affects flexural load-deflection relationships for SFRC. These constitutive behaviors may be refined in the presence of strain gradients under flexural loads. Considering the relatively large amount of flexural test results available for steel fiber reinforced concrete, and the relative ease of conducting such tests in comparison with direct tension tests, it seems to be important to obtain basic information on the tensile constitutive behavior of SFRC from the result of flexural tests. "System Identification" technique was used for this purpose in this study in interpretating the flexural test data. It was successful in obtaining optimum sets of main parameters which explain the tensile constitutive behavior of SFRC under flexure.

Simulated Annealing에 의한 3차원 철근콘크리트 골조의 실제적인 최적설계

이차돈,황정섭 중앙대학교 건설환경연구소 2001 環境科學硏究 Vol.12 No.2

3차원 철근콘크리트골조를 최적화하기 위한 최적설계 알고리즘을 Simulated Annealing(SA)에 근거하여 개발하였다. 기존 수치해석 또는 해석적인 최적화 기법에 비하여 SA는 다음과 같은 장점을 갖는다. : 이산 변수를 다를 수 있으며, 함수의 연속성이나 미분을 요구하지 않으며, SA의 국소해를 탈피하는 응력으로 인하여, 좀더 전체적인 최적해에 근접할 수 있는 확률을 가지며, 또한 구조기준에 나타난 식들을 프로그램에 포함하기가 쉽다. 본 연구의 최적화에 다음과 같은 사항들을 고려하였다 : 보나 기둥의 이산형 크기, 보의 정 및 부모멘트에 대한 철근수, 스터럽수, 기둥의 축력과 휨에 대한 상관관계에 근거한 철근수, masher and slave관계를 이용한 프로그래밍.기준에서 철근배근에 관하여 규정한 대부분의 기준을 또한 만족하도록 하였다. 개발된 알고리즘은 적절한 탐색을 거쳐 3차원 철근콘크리트 골조의 최적해를 성공적으로 찾아내었다. An optimization algorithm based on Simulated Annealing(SA) is developed for three dimensional reinforced concrete frames. SA is a branch of Stochastic optimization techniques. SA has beneficial aspects compared to conventional numerical or analytical optimization techniques in that: it can handle discrete variables, does not need continuity or derivatives of a function, has more probabilities of convergence to global minimum by its uphill capability, and is easy to include the equations in structural design cede. Considered in optimization are: discrete set of member sizes of beams and columns, number of reabars in flexure(both the positive moment and negative moment) and stirrups in shear for beams, and number of reabars in flexure and axial forces and stirrups in shear for columns, Concept of master and slave node has been adopted. Most of constraints in code regarding reinforcements are also considered in this research. With finite number of searching the developed algorithm was successful in finding optimum solutions for three dimensional reinforced concrete frame structure.

비선형 유한요소법에 의한 부착 및 비부착된 프리스트레스트 콘크리트 보의 휨 모델

이차돈,김민경,이재찬 중앙대학교 건설환경연구소 2001 環境科學硏究 Vol.12 No.2

본 연구에서는 기존의 이론 모델을 고찰하고 이들 모델의 단점을 수정, 보완하여 부착 및 비부착된 프리스트레스트보의 하중-처짐 관계를 예측할 수 있는 비선형 휨모델을 유한요소법에 근거하여 개발하는데 목적이 있다. 주어진 외력과 단면 내력간의 불균형력(unbalanced force)를 감소시키기 위하여 반복계산 형태의 수치해석 방법을 사용하게 되는데, 본 연구에서는 Newton-Raphson Method를 도입하여, 보의 하중-처짐 곡선을 예측할 수 있는 진보된 수치해석 모델을 개발하였다. 또한 비부착 프리스트레스보의 긴장재의 응력은 콘크리트와 긴장재가 부착되어 있지 않기 때분에 부재 전체길이의 변형을 고려한 해석이 이루어져야 하므로, 비부착된 프리스트레스트보의 휨 거동은 부재전체의 휨변형과 관계가 되므로 A.E Naaman이 제시한 부착감소계수(Ω)의 개념을 적용하였다. 개발된 모델은 임의의 텐돈위치와 profile, 임의 위치의 하중에 대해 적용할 수 있도록 개발되으며, 비교적 실험결과과 잘 일치하였다. In this research, various types of theoretical models and solution techniques suggested for predicting flexural behavior of prestressed concrete beam are reviewed. An analytical method based on the nonlinear layered finite element method is then developed to simulate overall load-deflection behavior of bonded and unbonded prestressed concrete beams. Emphasis is given to eveluate the stressed in unbonded tendons Based on the i￥A M ðR¿ n" Ω) suggested by A.E. naaman. The developed model can take into account various types of tendon profiles and loads. The developed model is found to predict experimental results reasonably well.

강섬유 보강 콘크리트의 물성과 응용

이차돈 한국전산구조공학회 1994 전산구조공학 Vol.7 No.4

강섬유 보강 콘크리트는 콘크리트 내에 강섬유를 임의로 투입함으로써 취성의 콘크리트 물성을 연성적으로 향상시킴과 동시에 압축, 인장, 휨 강도를 증가시킨 새로운 구조 신소재라고 할 수 있다. 과거 70년대가 SFRC의 재료적 물성에 대한 실험적 시기였던 반면 현재는 현장에 SFRC를 시공하는 응용단계라 할 수 있다. SFRC의 우수성은 선진 외국의 경우 일반적으로 기업, 정부, 계약관계자 등에게 잘 인식되어 있어 이미 많은 시공현장에서 응용되고 있다. 이로 인하여 외국(미국, 일본, 유럽 등)의 경우 구조적으로 안정되고 경제적인 구조물을 실현하고 있으나 국내의 경우는 안타깝게도 SFRC에 대한 인식이 아직 일반화되어 있지 않으며 시공현장도 매우 드문 실정이다. SFRC에대한 연구는 국.내외 학회에서 꾸준히 연구, 개발하고 있으며 이들 연구결과가 경제적이고 우수한 구조물을 실현하는데 기여할 수 있기를 기대한다.