MIDAS Civil을 활용한 구조신뢰성 해석 플랫폼 개발

Abstract

교량의 합리적인 설계 및 유지관리를 위해, 여러 관련 불확실성 요인들을 고려해 구조적 안전성을 확률론적으로 평가하는 구조신뢰성 해석이 흔히 사용된다. 본 연구에서는 다양한 하중 조건에 대해 교량의 안전성을 평가하기 위한 새로운 구조신뢰성 해석 플랫폼을 제안한다. 제안 플랫폼은 신뢰성 해석 소프트웨어인 FERUM(Finite Element Reliability Using MATLAB)을 교량 해석에 특화된 상용 소프트웨어인 MIDAS Civil과 연결하여 상호 반복적인 입출력 데이터 교환이 가능하게 한다. 특히 MIDAS Civil은 다른 구조해석 소프트웨어와는 달리 그래픽 사용자 인터페이스(graphic user interface, GUI)만 제공하므로 FERUM과의 결합이 어렵다. 이에 제안 플랫폼에서는 MIDAS Civil을 GUI에서 자동적으로 제어할 수 있도록 FERUM의 일부 모듈을 수정하였다. 이를 통해 개발된 플랫폼은 사용자가 FORM(first order reliability method)과 Monte Carlo simulation 기법을 활용해 구조신뢰성 해석을 수행, 다양한 하중 조건에 대해 교량의 신뢰도를 계산할 수 있도록 하였다. 본 연구에서는 제안 플랫폼을 2D 프레임 예제에 적용하여 그 해석 결과를 검증하고, 다양한 차량 하중에 대한 교량의 신뢰도를 평가하였다.