경량전철 고무차륜 AGT 하중의 동적특성을 고려한 강박스거더의 단면 최적설계

초록

본 연구에서는 경량전철 고무차륜 AGT(Automated Guideway Transit) 하중의 동적특성을 고찰하고, 확률론적 최적설계 기법인 유전자 알고리즘(Genetic Algorithms, GAs)을 이용하여 강박스거더의 단면 최적화를 수행하였다. 즉 강박스거더의 설계변수 초기집단이 확률론적 과정에 의해 무작위로 생성되고, 설계점들의 개선을 위해 자연선택과 적자생존의 원리가 적용되었다. 최적화의 목적함수로는 구조물의 중량을 사용하였고, 거동 및 설계 제약조건식은 경량전철 토목설계기준(2002)에 맞추어 정식화하였다. 이동하중에 의한 동적응답을 고려하기 위해 철도 선진국에서 권고하고 있는 승차감 기준, 고유진동수 제한범위 등을 참고하여 설계 제약조건을 구성하고 최적화를 수행하였다. 몇 가지 최적설계 예제를 통하여 본 연구에서 제시된 최적화 알고리즘의 수렴성을 검토하고 신뢰도를 확보하였다.