본 논문에서는 이산성 연속형 최적성규준방법을 이용하여 다지간 부분프리스트레스트 콘크리트보의 최적설계 알고리즘을 유도하였고, 최적설계프로그램을 개발하였다. 목적함수로서 건설 경비는 콘크리트 경비, 긴장재 경비, 철근 경비, 그리고 거푸집 경비를 포함하였으며 이를 최소화하였다. 설계제약조건으로는 시방서상의 최대처짐제약, 휨 및 전단강도제약, 연성제약 그리고 설계변수에 대한 상.하한계제약을 고려하였다. Kuhn-Tucker 필요조건을 이용하여 최적성규준을 설계변수의 항으로 명시적으로 유도하였으며, 이때 설계변수로는 보의 유효깊이, 긴장재의 편심거리 그리고 철근비를 취하였다. 긴장재의 형상은 포물선함수로 고려하였으며, 구조물 자중의 영향은 긴장력에 의한 이차효과와 마찬가지로 실제시스템의 평형방정식에서 고려하였다. 설계변수들의 개선을 위한 반복과정과 컴퓨터프로그램을 개발하였으며, 수치예를 들어 개발된 기법의 응용성 그리고 효율성을 보였다.

This paper describes the application of discretized continuum-type optimality criteria (DCOC) and the development of optimum design program for the multispan partially prestressed concrete beams. The cost of construction as objective function which includes the costs of concrete, prestressing steel, non-prestressing steel and formwork is minimized. The design constraints include limits on the maximum deflection, flexural and shear strengths, in addition to ductility requirements, and upper and lower bounds on design variables as stipulated by the design Code. Based on Kuhn-Tucker necessary conditions, the optimality criteria are explicitly derived in terms of the design variables-effective depth, eccentricity of prestressing steel and non-prestressing steel ratio. The prestressing profile is prescribed by parabolic functions. The self-weight of the structure is included in the equilibrium equation of the real system, as is the secondary effect resulting from the prestressing force. An iterative procedure and computer program for updating the design variables are developed. Two numerical examples of multispan PPC beams with rectangular cross-section are solved to show the applicability and efficiency of the DCOC-based technique.

• 이상근(충북대학교 토목공학과) | Lee Sang Keun
• 조홍동(충북대학교 토목공학과) | Cho Hong Dong
• 한상훈(충북대학교 토목공학과) | Han Sang Hoon