제1장 최적설계의 개요 ... 3
   1.1 서론 ... 3
   1.2 최적설계의 발전과정 및 전망 ... 5
      1.2.1 개설 ... 5
      1.2.2 구조최적화 이론의 태동기 ... 6
   1.3 구조설계의 최적화 과정 ... 18
      1.3.1 개설 ... 18
   1.4 구조설계 실무와 최적설계 ... 22
      1.4.1 개설 ... 22
      1.4.2 실용적 구조최적화의 이점 ... 22
      1.4.3 최적설계에 대한 설계자의 요구사항 ... 24
   1.5 최근 최적화 동향 및 최근기법 ... 25
      1.5.1 다분야(MDO, Multidisciplinary Design Optimization)의 최근 동향 ... 25
      1.5.2 인공지능형 최적화 동향 ... 26
제2장 구조 최적화의 기본개념 ... 35
   2.1 기초개념 ... 35
   2.2 설계변수 ... 39
      2.1.1 재료설계변수(Material Design Variables) ... 40
      2.2.2 위상설계변수(Topological Design Variables) ... 41
      2.2.3 형상설계변수(Configurational Design Variables) ... 41
      2.2.4 단면설계변수(Cross-Sectional Design Variables) ... 42
   2.3 제약조건(Constraints) ... 43
      2.3.1 기본개념 ... 43
      2.3.2 음함수형 거동제약조건(Implicit Behavior Constraint) ... 44
      2.3.3 설계공간(Design Space) ... 49
   2.4 목적함수(Objective Function) ... 50
   2.5 수리적 정식화(Mathematical Formulation) ... 52
      2.5.1 설계변수 공간에서의 정식화 ... 52
      2.5.2 종합적(Integrated) 문제 정식화 ... 54
제3장 구조 최적화기법 ... 59
   3.1 개설 ... 59
   3.2 최적화 방법의 분류 ... 61
   3.3 수치 최적화 수법의 개요 ... 62
      3.3.1 고전적인 방법 ... 62
      3.3.2 최적성기준 방법(Optimality Criteria Method : OCM) ... 64
      3.3.3 수리적 계획법(Mathematical Programming : MP) ... 66
   3.4 현대적 최적화 기법 ... 72
   3.5 수리 계획법(Mathematical Programming) ... 77
      3.5.1 무제약 재래적 최적화(Unconstrained Classical Optimization) ... 77
      3.5.2 라그랑즈 승계수법(Lagrange Multiplier Method) ... 89
      3.5.3 Kuhn-Tucker 조건 ... 92
      3.5.4 선형 계획법(Linear Programming) ... 98
      3.5.5 비선형 계획법 ... 113
   3.6 최적성기준 방법((Optimality Criteria Method) : OC Method ... 159
      3.6.1 서론 ... 159
      3.6.2 전응력설계(Fully Stressed Design) ... 163
      3.6.3 변위 제한 설계 ... 166
      3.6.4 일반적 반복수행 방법 ... 168
   3.7 변분법 ... 170
      3.7.1 변분해석학 ... 170
      3.7.2 함수의 극대, 극소 ... 170
      3.7.3 Functional의 극대, 극소와 Euler 방정식 ... 172
      3.7.4 제약조건이 있는 Functions의 최소화 ... 178
   3.8 설계변수연결(Design Variables Linking) 기법 ... 180
   3.9 지능화 기법 ... 181
      3.9.1 유전자 알고리즘(GA, Genetic Algorithms) ... 181
      3.9.3 시뮬레이티드 어닐링(SA, Simulated Annealing) 기법 ... 188
      3.9.4 볼쯔만 머신(Boltzmann Machine) ... 189
   3.10 협동최적화(CO, Collaborative Optimization) 기법 ... 190
제4장 일반구조물의 최적설계 ... 193
   4.1 서론 ... 193
   4.2 강구조 요소 최적화 ... 195
      4.2.1 H형 단면의 최적설계 ... 195
      4.2.2 SFM에 의한 기둥설계 ... 203
   4.3 RC요소의 최적화 ... 208
      4.3.1 RC보(Reinforced Concrete Beam) ... 209
      4.3.2 PC 슬래브 ... 220
      4.3.3 RC기둥 ... 222
   4.4 PC요소 최적화 ... 227
      4.4.1 문제의 정식화 ... 227
      4.4.2 선형계획(LP)정식화 ... 230
      4.4.3 PC슬래브 ... 233
제5장 교량의 최적설계 ... 241
   5.1 개요 ... 241
   5.2 강상자형교의 최적설계 ... 242
      5.2.1 개요 ... 242
      5.2.2 바닥판의 최적설계 ... 244
      5.2.3 주형의 최적설계 ... 250
      5.2.4 가로보 최적설계 ... 258
   5.3 PSC 박스거더교의 최적설계 ... 261
      5.3.1 개요 ... 261
      5.3.2 바닥판 최적설계 ... 261
      5.3.3 주형의 최적설계 ... 265
제6장 건물의 최적설계 ... 275
   6.1 초고층 구조물의 어제와 오늘 ... 275
   6.2 초고층빌딩의 구조적 특성분석 ... 277
      6.2.1 초고층 건물의 요구 성능 ... 278
      6.2.2 풍동실험 연구 ... 286
      6.2.3 시공 계획 ... 291
   6.3 변위기여도를 고려한 초고층 철골조 건물의 최적화설계 기법 ... 293
      6.3.1 연구배경 ... 293
      6.3.2 변위기여도 ... 294
      6.3.3 변위기여도의 분석 ... 297
      6.3.4 결론 ... 302
   6.4 초고층 구조시스템의 최적설계 기술 개발 ... 303
      6.4.1 개요 ... 303
      6.4.2 최적설계 기법 ... 303
      6.4.3 분산연산 시스템 ... 306
      6.4.4 초고층 구조시스템 선정 기준 연구 ... 309
      6.4.5 결론 ... 310
   6.5 결론 ... 310
제7장 자동화 최적설계 ... 313
   7.1 개설 ... 313
   7.2 이론적 발전현황 ... 314
      7.2.1 전산구조해석 ... 314
      7.2.2 전산화 구조설계 ... 315
      7.2.3 CAD 최적설계 ... 317
   7.3 전산시스템의 개발 및 응용 ... 320
      7.3.1 구조해석 시스템 ... 321
      7.3.2 자동화설계시스템 ... 322
   7.4 강상자형교의 자동화 최적설계 시스템 구현 사례 ... 328
      7.4.1 프로그램 구성 ... 328
      7.4.2 구조해석 프로그램 ... 329
      7.4.3 구조해석 입력자료 자동생성 모듈 ... 331
      7.4.4 재해석 모듈 ... 332
      7.4.5 설계 시스템 ... 333
      7.4.6 자료관리 시스템 ... 334
      7.4.7 전ㆍ후처리 시스템 ... 334
      7.4.8 프로그램 기법 ... 334
      7.4.9 도면자동화 시스템 ... 335
   7.5 실무설계에의 응용을 위한 현안문제 및 발전방향 ... 339
   7.6 자동화 최적화의 전망 ... 341
참고문헌 ... 343
찾아보기 ... 347