지진하중을 받는 강뼈대구조물의 표준단면에 대한 다목적 최적설계

Abstract

본 논문에서는 지진하중을 받는 강뼈대구조물의 표준단면에 대한 다목적 최적설계 정식화 방법을 제안하였다 . 다목적 최적화 문제는 강재중량, 변형에너지, 안정성을 목적함수로 구성하였다. 표준단면제원을 이용한 다목적 최적설계 문제를 효율적으로 해결하기 위하여 전역기준법(Global Criterion Method)을 이용하였다. 실제적인 대형 구조물의 다목적 최적설계 문제를 효율적으로 해결하기 위해 전체 구조계와 구조 요소계로 나누는 다단계 알고리즘을 적용하였고 자동미분을 이용하여 매개변수에 대한 민감도해석을 이용한 근사 재해석 기법을 사용하였다. 또한 전체 구조계와 구조 요소계의 연결을 위해 표준단면을 이용하여 단면 2차 모멘트와 단면적, 단면상수와의 관계를 회귀분석 하였다. 수치해석 결과 안정성을 고려한 강 뼈대 구조물의 최적설계 방법은 기존의 방법보다 합리적인 설계를 유도할 것으로 기 대된다.

improved formulation for multi-objective optimization was proposed. This formulation was applied to steel frames underseismic loads. The multi-objective optimization problem was formulated with minimum structural weight, maximum strain energy, and stability. The global criterion method was employed to find a rational solution closest to the ideal solution for the multi-objective optimization problem using standard steel profile, To efficiently solve the optimization problem, the decomposition method that separates both system-level and element-level was used. In addition, various including efficient reanalysis technique with respect to intermediate variables and sensitivity analysis using an automatic diferentiation(AD) were incorporated. Moreover, the relationship function among section properties fitted to the section profile was used in order to link the system level and the element level. From the results of numerical investigation, it could be stated that the proposed method wil lead to the more rational design compared with the conventional one.