Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection (한국구조물진단유지관리공학회 논문집)

Korea Institute for Structural Maintenance Inspection (한국구조물진단유지관리공학회)
권호 표지

The Sensitivity Analysis and Safety Evaluations of Cable Stayed Bridges Based on Probabilistic Finite Element Method

확률유한요소해석에 의한 사장교의 민감도 분석 및 안전성 평가

  • Received : 2006.08.22
  • Published : 2007.01.30
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Abstract

Considering uncertainties of random input data, it is more reasonable to use probabilistic method than the conventional deterministic method for the design of structures or for the assessment of the responses of structures, which are designed as safe even under extreme loads. Therefore, to assess the quantitative effects of the constructed cable stayed bridge by the input random variables, a sensitivity analysis is studied. Using perturbation method, an analysis program is developed for the iterative probabilistic finite element analyses and sensitivity analyses of the cable stayed bridge, except the initial shape analysis. Monte-Carlo Simulations were used for the verification of the developed program. The results of sensitivity analysis shows the governing effects of external loads. Because the results also provide the sensitive effects of the stiffness of members and the magnitudes of prestressing force of cables, the developed

극한하중을 견딜 수 있도록 설계된 구조물이라도 내재된 확률변수의 불확실성 때문에 구조물의 응답특성을 평가하는데 있어서 기존의 결정론적 방법에 비해 확률유한요소법을 이용하는 것이 보다 합리적일 것이다. 따라서 본 연구에서는 실제 시공된 사장교를 대상으로 확률변수가 교량의 안전성에 미치는 영향을 정량적으로 평가하기 위해 민감도 분석을 수행하였다. 초기형상해석을 수행한 후, 확률유한요소해석 및 민감도 분석과정의 효율성을 위해 섭동법을 이용하여 해석프로그램을 개발하였다. 개발된 해석프로그램의 정확성은 몬테카르로 시뮬레이션 방법에 의한 해석프로그램을 개발하여 검증하였다. 각각의 확률변수의 변동계수에 따른 대상 사장교의 응답에 대한 민감도 분석을 수행한 결과, 외부하중에 의한 영향이 지배적인 것을 확인할 수 있었다. 부재강성 및 케이블의 긴장력 등도 부재에 따라 큰 영향을 나타내므로, 구조물 설계 시 개발된 프로그램이 안전성 확보에 기여할 것으로 판단된다.

Keywords

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