A Study on Stiffness-based Optimal Design of Tall Plane Frameworks using Composite Member

합성부재를 이용한 고층평면골조의 강성최적설계에 관한 연구

This study presents an effective stiffness-based optimal technique to control quantitatively lateral drift for tall frameworks using composit member subject to lateral loads. To this end, displacement sensitivity depending on behavior characteristics of tall frameworks is established and approximation concept that preserves the generality of the mathematical programming and can efficiently solve large scale problems is introduced. Specifically, under the 'constant-shape' assumption, resizing techniqe of composite member is developed. Two types of 50 story frameworks are presented to illustrate the features of the quantitative lateral drift control technique proposed in this study.

본 연구에서는 횡하중을 받는 합성부재를 이용한 고층평면골조의 횡변위를 정량적으로 제어할 수 있는 효율적인 강성최적설계기법을 제시하고자 한다. 이를 위해 합성부재를 이용한 고층 구조물의 거동특성을 고려한 민감도 해석을 수행하며, 아울러 수학적계획법의 일반성을 유지하면서도, 큰 규모의 문제도 효율적으로 다룰 수 있는 근사화 개념을 도입하여 구속조건식을 설정한다. 특히 초기에 주어진 단면형상이 최적설계 과정동안 계속 유지된다는 가정을 이용하여 최적설계결과에서 구해진 단면특성에 따라 합성부재의 치수를 산출하는 방안을 강구한다. 제시된 정량적인 횡변위 제어 방안의 효용성을 검토하기 위해 두 가지의 50층 골조 예제가 고려된다.