A Study on the Optimal Design of Reinforced Concrete Slab-Beam-Column Structures by Direct Method

직접설계법(直接設計法)에 의한 철근(鐵筋)콘크리트 2방향(方向) 슬래브형(型) 구조체(構造體)의 최적설계(最適設計)

This study is conserned for the optimum design of reinforced concrete slab-beam-column structures with multi-storys and multi-bays by Direct Method. Flexural and shear strength, sectional size, and steel ratio etc., were considered as the design-constraints and the cost function was taken as to objective function. They became high degree nonlinear problems. Using SLP as an analytical method of nonlinear optimal problems, an optimal algorithm was developed in this study and the algorithm was applied to the optimization of reinforced concrete structure system of 5 storys. The result converged to a optimal solution with 3 to 5 iterations, and proved that economical design could be possible when compared with conventional designs.

본(本) 연구(硏究)는 직접설계법(直接設計法)에 의한 다층(多層), 다경간(多徑間)을 갖는 철근(鐵筋)콘크리트 슬래브형(型) 구조체(構造體)의 최적화(最適化)에 관한 것이다. 설계제약조건(設計制約條件)으로는 슬래브, 보, 기둥의 휨강도(强度), 전단강도(剪斷强度), 단면치수, 철근비(鐵筋比) 등을 고려했고 목적함수(目的函數)로는 공비함수(工費函數)를 취했는데 이들은 고차(高次)의 비선형계획문제(非線型計劃問題)가 된다. 본(本) 연구(硏究)에서는 축차선형계획기법(逐次線型計劃技法)을 사용하여 전체(全體) 구조(構造)를 종합적(綜合的)으로 최적화(最適化) 할 수 있는 최적설계(最適設計) 프로그램을 개발하였다. 개발된 알고리즘의 타당성(妥當性), 경제성(經濟性), 수렴성(收斂性) 등을 확인하기 위해 5층(層)의 구조체(構造體)로서 각층(各層), 각 경우에 대해 직접 적용(適用)하였다. 그 결과 3~5회 반복시행(反復試行)으로 최적해(最適解)에 수렴(收斂)했고 재래(在來)의 설계(設計)에 비(比)해 경제적(經濟的)임이 입증(立證)되었다.