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다단계 다목적함수 최적화를 이용한 구조물의 최적설계
Multilevel Multiobjective Optimization for Structures

한상훈    (충북대학교 토목공학과   ); 최홍식    (충북대학교 토목공학과  );
  • 초록

    본 논문에서는 다단계다목적함수 최적화(MLMO)를 통해 철근콘크리트 뼈대구조의 최적해를 일단계단일 목적함수 최적화(SLSO)에 의한 결과와 비교하였다. MLMO방법에 의해서 간단히 가중치(Weighting factor)를 도모함으로써 경비와 처짐의 두가지 목적함수를 만족시키는 것이 가능했으며, 단계별로 제약조건식의 수를 감소시키고, 문제형성의 비선형성을 감소시킴으로써 최적화의 과정을 효율적으로 수행할 수 있었다. 또한 각 부구조물간의 설계변수의 변화에 의한 부재력의 변화를 제약조건에 반영하기 위하여 부재력변화량 추정을 하였고 부구조물의 최적화시 부재감 결합(coupling)이 가능하도록 하였다. 부구조물의 최적화시 선형화된 구조시스템의 선형화된 목적함수와 제약조건식을 사용하여 재해석 과정을 효율적으로 감소시킬 수 있었다. 최적화 과정중 초기에는 설계변수에 대한 비교적 큰 이동한계의 사용이 가능하였으며 반복회수 4호 정도에 최적해로의 효율적인 수렴이 이루어졌다.


    Multi-level Multi-objective optimization(MLMO) for reinforced concrete framed structure is performed, and compared with the results of single-level single-objective optimization. MLMO method allows flexibility to meet the design needs such as deflection and cost of structures using weighting factors. Using Multi-level formulation, the numbers of constraints and variables are reduced at each levels, and the optimization formulation becomes simplified. The force approximation method is used to reflect the variation in design variables between the substructures, and thus coupling is maintained. And the linear approximated constraints and objective function are used to reduce the number of structural analysis in optimization process. It is shown that the developed algorithm with move limit can converge effectively to optimal solution.


  • 참고문헌 (12)

    1. Sensitivity of Optimum Solution to Problem Parameters , Sobieszanski-Sobieski,J.;Barthelmy,J.F.;Riley,K.M. , AIAA journal / v.20,pp.1291-1296,
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    11. Automated Design of Trusses for Optimum Geometry , Vanderplaats,G.N.;Moses,F. , J. of Structural Division / v.,pp.671-690,
    12. A Practical Multilevel Optimization Method, thesis submitted , Beers,M. , Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Science / v.,pp.,

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