조건부 생성모델을 이용한 철근콘크리트 기둥의 포락선 예측

초록

최근 지진에서 내진상세가 부족한 기존 철근콘크리트 건축물에서 기둥의 심각한 손상이 반복적으로 발생되었다. 이러한 피해를 경감하기 위해서는 신속한 내진성능 평가 기법이 필요하다. 그러나 수치해석 및 실험 기반 접근법은 복잡한 과정으로 인해 적용에 한계가 있다. 본 연구에서는 개선된 VAEGAN 구조를 적용한 cGAN을 이용하여 철근콘크리트 직사각형 단면 기둥의 포락선을 신속하게 예측하는 모델을 제안하였다. 구조 변수의 영향을 평가하였으며, 재료특성, 형상조건, 철근 상세, 축력 등 8개의 입력변수를 선정하였다. 총 171개의 기존 실험 데이터를 이용하여 예측모델을 학습 및 검증하였으며, 생성된 포락선은 실험 결과와 높은 상관성을 보였다(평균 오차율 8.15 %, MSE 0.13 %, R2 0.9). 제안된 모델은 제한된 구조 정보를 기반으로 철근콘크리트 기둥의 전단저항 성능을 신속하게 추정하고, 효율적인 보강 전략을 수립하는 도구로 활용될 수 있다.

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