LCC최적설계를 이용한 교량의 VE평가에 관한 연구
A study on VE evaluation of Bridge using Optimum LCC Design
- 주제(키워드) 교량 , VE평가 , LCC최적설계
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 박장호
- 발행년도 2009
- 학위수여년월 2009. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 건설교통공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000009712
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
본 연구에서는 건설계획 과정에서의 교량 형식에 대해서 가장 적합한 대안을 찾아보는 과정을 주 내용으로 하고 있다. 본 연구에서 살펴본 교량의 형식은 상부구조 3가지(강상자형, 소수주형, PSC-I형)와 하부구조 2가지(T형, π형)으로 하였다. 대안의 선정은 Satty가 제안한 의사결정 방법인 Analytic Hierarchy Process (AHP)와 LCC최적설계를 사용하였다. 교량의 공용수명은 상태등급 곡선으로부터 추정한 내하율 곡선을 사용하여 산정하였다. 교량의 공용수명에 따른 총 생애주기비용을 산정하여 LCC최적설계를 수행하였고, 총 생애주기비용은 초기비용, 손상비용, 유지⦁관리비용, 사용자 비용, 해체⦁폐기 비용으로 구성하였다. 총 생애주기비용에 따른 상하부구조 대안의 경제성을 살펴보고 이를 VE평가에 사용하였다. 교량에 대한 다속성 의사결정 과정을 AHP기법을 통한 속성 평가를 통해 제시하였고, 본 연구의 AHP 기법에서 사용된 평가속성으로는 경제성, 경관성, 안전성 및 기능성, 유지관리 용이성, 시공성으로 택하였다. 속성 중의 하나인 경제성은 LCC최적설계 결과를 사용하여 분석하였다. 평가속성들에 대한 상대적 중요도를 산정하고 각 속성들에 대한 대안의 가중치를 산정하여 결과적으로 각 대안의 종합중요도를 판별하였다.
more초록/요약
The major purpose of this study is to select a best alternative plan of presented bridge types at the planning stage of bridge construction project. Bridge types in this study are three superstructures(steel box, plate, PSC-I) and two substructures(T type, π type). The study has been performed using the Analytic Hierarchy Process (AHP) technique suggested by Saaty and Life Cycle Cost (LCC) optimization. The service life of the bridge is determined considering load carrying capacity curves and maintenance history. The total life cycle cost consists of initial cost, damage cost, maintenance cost, user cost, and disposal cost after the service life. Multi-attribute decision process of a bridge is systematically suggested by the attribute evaluation using AHP method. In this AHP method, the evaluation items are economics, landscape, stability and functionality, maintenance, and constructability of a bridge. Economic attributes are evaluated in particular using LCC optimization. Relative weights among alternatives are evaluated using AHP method.
more목차
1. 서 론
1.1. 연구배경 및 목적 1
1.2. 연구 동향 2
1.3. 연구 범위 및 방법 3
2. 생애주기비용
2.1. LCC의 정의 4
2.2. LCC 분석기법 6
2.3. 공용수명의 종류 및 정의 6
2.4. 공용수명의 산정 8
2.4.1. 내하율곡선의 추정 8
2.4.2. Life Cycle Profile(보수․보강이력) 10
3. AHP기법
3.1. AHP기법의 정의 12
3.2. AHP기법의 특징 및 공리(Axioms) 12
3.2.1. AHP기법의 특징 12
3.2.2. AHP기법의 공리(Axioms) 13
3.3. 의사결정과정 14
3.4. 계층구조의 결정 15
3.5. 중요도 산출방법 15
3.6. 쌍비교행렬의 구성 17
3.7. 중요도 산정(고유벡터법) 19
3.8. 일관성 검증 22
4. 교량의 경제성 분석
4.1. LCC를 고려한 교량상부구조의 최적설계 24
4.1.1. 설계변수 25
4.1.2. 제약조건 26
4.1.3. 목적함수 30
4.1.4. LCC를 고려한 상부구조 최적설게 결과 38
4.1.5. 상부구조의 경제성 평가 44
4.2. LCC를 고려한 교량 하부구조 최적설계 45
4.2.1. LCC를 고려한 최적설계 모델 45
4.2.2. 설계변수 및 제약조건 46
4.2.3. 목적함수 49
4.2.4. LCC를 고려한 하부구조 최적설계 결과 51
4.2.5. 하부구조의 경제성 평가 53
5. VE를 고려한 최적대안 선정
5.1. 성능 평가기준 선정 54
5.1.1. 경관성 54
5.1.2. 안전성 및 기능성 56
5.1.3. 유지관리 용이성 56
5.1.4. 시공성 56
5.2. 평가기준의 판단 57
5.3. 쌍비교행렬 구성 및 중요도 산정 57
5.3.1. 평가기준별 대안의 쌍비교행렬 구성 57
5.3.2. 평가기준의 쌍비교행렬 구성 61
5.3.3. 일관성 검토 63
5.4. 공용수명별 최적대안 선정 63
5.4.1. 상부구조의 최적대안 선정 63
5.4.2. 하부구조의 최적대안 선정 66
5.4.3. 통합구조의 최적대안 선정 68
5.4.4. 평가항목의 상⦁하부 가중치에 따른 결과변화 71
5. 결 론 75
참고문헌 77
