본 연구에서는 역량스펙트럼법을 이용해 얻어진 구조물의 성능점을 확률적으로 평가하는 방법을 제시하였다. ATC-40에 따라 역량스펙트럼법을 이용하여 4층 1경간 철골구조물의 성능점을 산정하였다. 요구스펙트럼을 이용하여 구조물의 성능한계를 초과하는지 여부를 분석하기 위해 구조부재의 소성변형각으로부터 정의되는 구조물의 성능한계에 대해 한계변위를 도출하였다. 또한 설계응답스펙트럼과 유사한 응답스펙트럼을 가지는 인공지진파 30개를 선정하여 스펙트럼 가속도에 따른 각 성능한계의 초과여부를 통해 fragility curve를 도출하였다. 관측된 초과확률을 이용하여 fragility curve를 도출하기 위해 maximum likelihood method를 사용하였다. 각 성능한계점에 대응하는 설계응답스펙트럼의 응답가속도값에서 성능한계점을 초과할 확률은 존재하는 것으로 확인되었다. 본 방식은 구조물의 성능점에 대해 지진파의 불확실성을 고려한 확률적 평가가 가능하고, 시간증분해석이 필요하지 않아 해석시간을 상당부분 단축시킬 수 있다는 장점이 있다.

이 연구에서는 추계학적 그린함수법에 의한 단층 모델을 이용하여 지진파를 합성하고 단층 파라미터의 변화에 의한 지반 운동의 차이를 평가하였다. 모멘트 규모 6.5의 단층을 예제로 선정하였고 아스페리티 면적의 통계값을 이용하여 슬립의 분포를 모델링하였다. 평가를 위해 고려된 단층 파라미터들은 진원의 위치, 전단파 속도 대비 파열 전파속도 비, 상승시간, 절점주파수 그리고 고주파감쇠 필터 등 이었다. 요소지진원에 적용된 파라미터들은 구조권역별 특성이 다른 지역의 값을 사용하였고 다른 파라미터들은 발생 가능한 임의의 값을 사용하였다. 생성된 지반운동 시간이력으로부터 응답스펙트럼을 작성하였으며, 파라미터의 값을 달리하여 비교하였다.이로부터 각각의 단층파라미터에 의해 영향을 받는 주파수 구간 및 스펙트럼 가속도의 차이를 평가하였다.

본 논문에서는 비선형 지진격리교량의 최적 설계 방법을 제시하였다. 최적설계를 위한 목적함수로는 교각과 지진격리장치의 파괴확률을 고려하였으며, 상충하는 두 목적함수를 동시에 최적화하는 다수의 해를 효율적으로 검색하고자 유전자 알고리즘에 기반한 다목적 최적화기법을 도입하였다. 또한, 최적화 과정에서 요구되는 다수의 비선형 시간이력해석을 수행하지 않고도 교량의 확률적 응답을 효율적으로 예측할 수 있는 추계학적 선형화 방법을 접목하였다. 제시하는 방법의 효율성을 검증하기 위한 수치 예로서 실제 교량인 남한강교를 고려하였고, 제안하는 방법과 기존 비선형 시간이력해석을 이용한 생애주기비용 기반 설계법을 각각 적용하여 내진성능을 비교하였다. 내진성능을 비교한 결과, 제시하는 방법이 기존의 비용에 기반한 최적설계보다 우수한 성능 및 경제성을 보임을 검증하였다. 또한, 다양한 지진하중에 대해서도 제안된 방법이 보다 개선된 성능을 보임을 확인하였다.

인접 구조물의 지진응답 제어를 위한 비선형 감쇠시스템의 최적 설계 방법에 관하여 연구하였다. 최적 설계를 위한 목적 함수로는 구조물의 응답과 감쇠기의 총 사용량을 고려하였으며, 상충하는 두 목적함수를 합리적인 수준에서 동시에 최소화하는 해를 구하기 위하여 유전자 알고리즘에 기반한 다목적 최적화 방법을 도입하였다. 또한, 최적화 과정에서 요구되는 비선형 시간이력해석을 수행하지 않고도, 비선형 이력감쇠기로 연결된 구조물의 지진응답을 효율적으로 평가하기 위하여 추계학적 선형화 방법을 접목하였다. 제시하는 방법의 효율성을 검증하기 위한 수치 예로서 20층과 10층의 인접 빌딩을 고려하였으며, 두 빌딩을 연결하는 비선형 감쇠시스템으로는 입력전압의 크기에 따라 변화하는 감쇠성능을 보이는 MR 감쇠기를 도입하였다. 제시하는 방법을 통하여 MR 감쇠기의 각 층별 최적 개수 및 감쇠용량을 결정할 수 있었으며, 이는 일반적인 균등분포 시스템에 비해 유사한 제어성능을 보이면서도 훨씬 경제적이었다. 또한, 인접구조물간 충돌에 대하여도 확률적으로 안정적인 거동을 보임을 검증하였으며, 제시하는 방법이 준능동 제어시스템의 최적 배치를 결정하기 위한 설계문제에도 적용할 수 있음을 보였다.

본 논문에서는 비선형 추계적 구조시스템의 지진에 대한 동적응답 해석방법을 제안하였다. 부분구조합성법에 기초한 섭동법을 응용하여 지진외력에 의한 불규칙진동의 시간응답과 주파수응답 해석과정을 정식화하였다. 이 방법에서는 대형 .동적 시스템의 지배방정식인 비선형 미분방정식을 몇 개의 비선형 모달방정식으로 근사 변환한다. 각 분계는 비선형 복원력항을 모드좌표로 근사변환함으로써 선형화하여 합성되어진다. 모드좌표에서 섭동법을 이용하여 비선형 운동방정식의 불규칙 진동에 대한 해를 구함으로 해석과정이 축소되어진다. 제안된 방법의 적합성과 유효성을 평가하기 위하여 비선형성을 가진 기계구조 시스템을 해석하였다. 이 해석결과는 불규칙 진동 응답을 해석하는데 유효한 접근방법으로 판단되며 내진 설계에 기여할 것으로 예상된다.

추계론적 해석은 구조계 내의 해석인수에 존재하는 공간적 또는 시간적 임의성이 구조계 반응에 미치는 영향에 대한 고찰을 목적으로 한다. 확률장은 구족계 내에서 특정한 확률분포를 가지는 것으로 가정된다. 구조계 반응에 대한 이들 확률장의 영향 평가를 위하여 통계학적 추계론적 해석과 비통계학적 추계론적 해석이 사용되고 있다. 본 연구에서는 비통계학적 추계론적 해석방법 중의 하나인 가중적분법을 제안하였다. 특히 구조계의 공간적 임의성이 큰 특성을 가지고 있는 반무한영역에 대한 적용 예를 제시하고자 한다. 반무한영역의 모델링에는 무한요소를 사용하였다. 제안된 방법에 의한 해석 결과는 통계학적 방법인 몬테카를로 방법에 의한 결과와 비교되었다. 제안된 가중적분법은 자기상관함수를 사용하여 확률장을 고려하므로 무한영역의 고려에 따른 해석의 모호성을 제거할 수 있다. 제안방법과 몬테카를로 방법에 의한 결과는 상호 잘 일치하였으며 공분산 및 표준편차는 무한요소의 적용에 의하여 매우 개선된 결과를 나타내었다.

본 논문의 목적은 부등침하를 받는 회전 쉘의 최대 응답과 표준편차와의 관계를 규명하는 것이다. 이를 위해 표준편차에 대한 최대응답의 비(.eta.)및 그 개략값(.eta.apr)를 통계적 수법으로 조사하였다. 또한 탁월차수(predoninant harmonic number)의 함수로 표현되는 .eta.apr을 구하기 위한 식을 제안하였다. 한편 침하는 Fourier급수로 표시하였다. 이때 각 항은 2개의 계수를 포함하게 되는데 하나는 진폭 스펙트럼이고 다른 하나는 위상각이다. 여기서는 위상각은 확률변수로, 진폭은 확정값으로 가정하였다. 해석에서는 .eta., .eta.apr의 특성을 조사하기 위해 2가지 type의 진폭 스펙트럼을 실측데이터를 근거로 설정한 후, 각 type에 대해 100 sample씩의 위상각을 가정하여 사용하였다. .eta.,.eta.apr은 응답의 종류, 쉘의 위치 그리고 진폭 스텍트럼의 type에 상관없이 거의 일정한 값으로 분포하며 그 값은 2.0에서 2.5사이의 값이 된다. 또한 .eta.apr의 값은 .eta.의 값과 거의 비슷하지만 약간 큰 값으로 나타났다. 결론으로 부등침하를 받는 회전 쉘의 최대 응답은 표준편차의 .eta.apr(약 2.5)배 임을 밝히고 있다.

A stochastic Hamilton variational principle(SHVP) is formulated for dynamic problems of linear continuum. The SHVP allows incorporation of probabilistic distributions into the finite element analysis. The formulation is simplified by transformation of correlated random variables to a set of uncorrelated random variables through a standard eigenproblem. A procedure based on the Fourier analysis and synthesis is presented for eliminating secularities from the perturbation approach. In addition to, a method to analyse stochastic design sensitivity for structural dynamics is present. A combination of the adjoint variable approach and the second order perturbation method is used in the finite element codes. An alternative form of the constraint functional that holds for all times is introduced to consider the time response of dynamic sensitivity. The algorithms developed can readily be adapted to existing deterministic finite element codes. The numerical results for stochastic analysis by proceeding approach of cantilever, 2D-frame and 3D-frame illustrates in this paper.

Response variability of reinforced concrete frame subjected to material property randomness has been evaluated with the aid of the finite element method. The spatial variation of Young's modulus is assumed to be a two-dimensional homogeneous stochastic process. Young's Modulus of concrete material has been investigated based on the uiaxial strength of concrete cylinder. Direct Monte Carlo simulation method is used to investigate the response of reinforced concrete frame due to the variation of Young's modulus with the Neumann expansion method and the pertubation method. The results by three analytic methods are compared with those by deterministic finite element analysis. These stochastic technique may be an efficient tool for evaluating the structural safety and reliability of reinforced concrete structures.

This pa야r 15 an attempt to aα:ount for the uncertainty of the residual strength in the reliability analysis of structural systems. For this purpose the stochastic finite element meth여(SFEM) is li띠<ed to the system reliability analysis pr'∞edure. The stochastic finite element is known to be able to a more explicitly ∞nsider the effect of uncerainties of material and g∞metric variables on those of load effects in structural analysis prlα:edure. The method has been applied to system as well as comφnent reliability analysis of a plane structure. Comparison of the results by the present approach is made with the method in which the residual strength of f려led ∞mponent is treated as deterministic variable. Several case studies have been carriE최 to show the effect of uncertainty in residual strength of a member after failure. Is has been ∞nform어 that reidual strength very much affect the system reliability level. It can be, hence, ∞ncluded that the uncertainties in the αlSt-ultimate behaviour may have to be t혀<en mto account in the system reliability analy의s for a better a s않ssment of the system reliability especially for a struct파e of which member behaviour is m여ell어 as asemi-brittle model.And then the sto .:hastic finite element method can efh디ently evaluate the system reliability.

산업의 발전에 따라 기반시설 및 인구 등이 대도시에 밀집되어, 도시홍수방어는 인명피해 뿐만 아니라 재산피해 저감 차원에서도 매우 중요한 문제 가 되었다. 요즘은 이러한 도시유역의 유출해석을 보다 정확하게 하기 위해 시강우나 분단위의 강우자료를 활용하고 있다. 하지만 기후변화 시나리오 와 같은 미래 강우시나리오는 현재 일단위 수준으로 제공되므로 미래 강우에 대한 확률빈도 해석에 제한이 있다. 이에 본 연구에서는 추계학적 기법을 이용해 일강우 자료를 시강우 자료로 분해하고자 하였다. 일자료를 시자료로 분해하기 위해 과거 시강우 자료를 기반으로 Gram Schmidt 변환과 K 개의 최근접 표본 중 하나를 재추출하는 비모수적인 기법(KNNR)을 적용하였다. 이 방법은 연유출량을 월유출량으로 분해하기 위해 개발된 것이다. 하지만 강우자료는 유출량 자료와 달리 확률밀도가 작아 일강우를 시강우로 분해하는 데 직접 적용하는 경우 결과가 실제와 유사한 통계 패턴을 갖는 다고 보기 어려웠다. 이를 보완하기 위해 본 연구에서는 분해하고자 하는 일자의 전일과 후일을 포함한 3일 강우패턴을 7개로 구분하고 동일 패턴을 가진 자료들만 분해에 이용하도록 하여 강우자료에 대한 적용성을 높였다. 과거 52년간의 서울기상관측소 시강우 자료를 이용하여 강우자료의 분해 에 대한 결과를 분석한 결과, 분해된 시강우 자료가 관측된 시강우자료와 통계적으로 매우 유사한 것을 확인하였다. 향후 기후변화자료의 시강우 분해 등에 활용하여 보다 정확한 도시유출에 대한 빈도해석 등에 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

정상성 마코프 연쇄 모형은 일강우모의 모형으로 광범위하게 이용되고 있다. 하지만 정상성 마코프 연쇄 모형의 기본가정은 통계학적 특성이 시간에 따라 변화하지 않는 것으로, 일강우모의 시에 평균 또는 분산의 경향적 변화를 효과적으로 반영할 수 없다. 이러한 문제점을 인지하여 본 연구에서는 연주기 및 계절변화에 대하여 우수한 모의 능력을 나타내는 GCM의 모의결과를 입력자료로 이용하여 일강우량을 모의하기 위한 통계학적 상세화(downscaling) 기법인 비정상성 은닉 마코프 모형을 개발하였다. 개발된 모형을 낙동강 유역에 존재하는 영주지점, 문경지점 및 구미지점의 관측강우량에 적용한 결과, 일단위 및 계절단위의 강우량의 통계적 특성을 기존 모형에 비하여 개선된 결과를 도출할 수 있었으며, 또한 개발된 모형은 극치강수량 복원에 있어서도 관측값과 보다 유사한 결과를 보여 주었다. 이러한 점에서 정확성이 확보된 GCM 계절예측자료가 입력자료로 NHMM 모형에 활용된다면 예측기반의 일강수 상세화 모형으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 이와 더불어, 기후변화 시나리오 입력자료가 사용된다면 기후변화 상세화 모형으로서도 적용될 수 있을 것으로 사료된다.

본 연구의 목적은 추계동역학적 상태·공간형태의 하도 저류함수모형을 개발하고 실시간 홍수예보를 위한 모형의 적용성을 검토하는데 있다. 팔당댐에서 인도교 지점에 이르는 하도구간을 개발된 모형의 적용 대상구간으로 설정하였으며, 1987∼1998년에 발생한 13개의 홍수사상을 선택하여 모형 매개변수 산정 및 적용성을 검토하였다. 그 결과 최적 매개변수는 각 홍수사상마다 다르지만, 현재 실무에서 사용하고 있는 매개변수를 사용한 유량예측은 비교적 합리적인 결과를

본 연구는 추계학적 과정을 고려함으로써 연유출의 핵심적 통계치를 한발 확률 분포에 관련된 통계치로 유도하는데 사용하여 재현 기간과 물 수요의 다양한 조합에 대하여 한발 기간과 누가부족유출량을 산정함으로써 한발의 심각성을 검토하였다. 초기 단계에선는 기록기간, 기록의 질을 특정 기준에 적합한 것으로 판정된 우리 나라의 하천 관측 기록의 분석을 실시하고 분석에 의하여 선택된 하천의 연속 한발에 대한 추계학적 형태를 정의하는데 필요한 연유량을 결정하였다. 앞

본 연구의 목적은 현재 국내 홍수예경보 시스템의 유출량 계산모형으로 이용되고 있는 단일 홍수사상을 모의할 수 있는 유역저류함수모형을 추계통력학적 상태.공간형태의 모형으로 개선.발전시키고 실시간 홍수예보에 대한 모형의 적용성을 검토하는데 있다. 모형의 적용대상 유역은 개진을 유역출구로 하는 낙동강 회천유역(747.5)이며, 매개변수의 적절성 및 모형의 적용성을 평가하기 위해서 1983년부터 1986년 사이에 발생한 8개의 단일 홍수사상을 선정하였다. 본