본문 바로가기
HOME> 논문 > 논문 검색상세

논문 상세정보

민감도 해석을 이용한 전단벽-골조 구조시스템의 강성최적설계
Stiffness-based Optimal Design of Shear Wall-Frame Structure System using Sensitivity Analysis

이한주   (청주대학교 건축공학부UU0001267  ); 김호수   (청주대학교 건축공학부UU0001267  );
  • 초록

    본 연구에서는 민감도 해석을 이용하여 전단벽-골조 구조시스템의 횡변위를 정량적으로 제어할 수 있는 강성최적설계방안을 제시하고자 한다. 이를 위해 먼저 골조와 전단벽요소 사이의 변위자유도 적합성 문제를 해결하기 위한 요소강성행렬을 구성하며, 또한 수학적계획법의 일반성을 유지하면서도 큰 규모의 문제도 효율적으로 다를 수 있는 근사화 재념을 도입하여 횡변위 구속조건식을 설정한다. 아울러 전단벽 및 골조부재의 단면특성 관계식을 설정함으로써 설계변수의 수를 줄여주고, 이를 이용하여 강성행렬도함수의 산정을 용이하게 한다. 특히 골조의 경우 초기에 주어진 단면형상이 최적설계 과정동안 계속 유지된다는 가정을 이용하여 최적설계결과에서 구해진 단면특성에 따라 부재단면크기를 산출하고, 전단벽은 사용자의 의도에 따라 두께 또는 부재길이를 재산정하는 방안을 강구한다. 이와 같이 제시된 강성최적설계기법의 효용성을 검토하기 위해 두 가지 형태의 20층 전단벽-골조 구조물의 예제가 고려된다.


    This study presents the effective stiffness-based optimal technique to control Quantitatively lateral drift for shear wall-frame structure system using sensitivity analysis. To this end, the element stiffness matrices are constituted to solve the compatibility problem of displacement degree of freedom between the frame and shear wall. Also, lateral drift constraint to introduce the approximation concept that can preserve the generality of the mathematical programming and can effectively solve the large scaled problems is established. And, the section property relationships for shear wall and frame members are considered in order to reduce the number of design variables and differentiate easily the stiffness matrices. Specifically, constant-shape assumption which is uniformly varying in size during optimal process is applied in frame structure. The thickness or length of shear wall can be changed depending on user's intent. Two types of 20 story shear wall-frame structure system are presented to illustrate the features of the stiffness-based optimal design technique.


  • 주제어

    전단벽-골조 구조시스템 .   강성최적설계 .   횡변위 제어 .   민감도 해석 .   단면 재산정 기법.  

  • 참고문헌 (6)

    1. Kirsch, U.(1991) Reduced Basis Approximations of Structural Displacements for Optimal Design. AIAA Journal, 29, pp.1751-1758 
    2. Schmit, L. A., Farshi, B.(1974) Some Approximation Concepts for Structural Synthesis. AIAA Journal, 11, pp.489-494 
    3. 이한주, 김치경, 김호수(2002) 횡강성 영향행렬을 이용한 고층건물의 횡변위제어 및 단면재산정 방안, 한국전산구조공학회논문집, 15(2), pp.271-279 
    4. Saka, M. P.(1992) Optimum Design of Multistory Structures with Shear Walls. Computers & Structures, 44(4), pp.925-936 
    5. Vanderplaats, G. N.(1984) Numerical Optimization Techniques for Engineering Design of Optimal with Applications, McGraw-Hill. New York 
    6. Ghali, A., Neville, A. M.(1983) Structural Analysis, Chapman & Hall, New York 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. Lee, Jae-Cheol ; Kim, Chee-Kyeong 2009. "Lateral Drift Control of High-rise Buildings using Partial Reanalysis Algorithm" 한국전산구조공학회논문집 = Journal of the computational structural engineering institute of Korea, 22(1): 81~88     

 저자의 다른 논문

  • 김호수 (41)

    1. 1998 "변위제약조건을 고려한 강구조물의 최적화에 관한 연구" 韓國鋼構造學會 論文集 = Journal of Korean Society of Steel Construction 10 (4): 657~666    
    2. 1998 "횡변위 구속조건을 받는 고층철골구조물의 이산형 최적설계" 전산 구조 공학 = Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea 11 (4): 229~237    
    3. 2002 "횡강성 영향행렬을 이용한 고층건물의 횡변위 제어 및 단면 재산정 방안" 한국전산구조공학회논문집 = Journal of the computational structural engineering institute of Korea 15 (2): 271~279    
    4. 2003 "동바리 연결부의 전단 및 회전 강성 실험" 콘크리트학회논문집 = Journal of the Korea Concrete Institute 15 (6): 848~855    
    5. 2004 "합성부재를 이용한 고층평면골조의 강성최적설계에 관한 연구" 한국쉘·공간구조학회논문집 = Journal of the Korean association for shell and spatial structures 4 (3): 77~84    
    6. 2005 "각형강관을 이용한 스터드-런너 골조형 벽체시스템의 구조내력 성능평가" 韓國鋼構造學會 論文集 = Journal of Korean Society of Steel Construction 17 (3): 253~262    
    7. 2005 "강성최적설계법을 이용한 아웃리거 시스템의 거동특성 및 효율성 평가" 한국쉘·공간구조학회논문집 = Journal of the Korean association for shell and spatial structures 5 (3): 123~130    
    8. 2006 "미륵사지석탑의 구조안전성 평가" 전산 구조 공학 = Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea 19 (4): 12~19    
    9. 2006 "철골보의 부동탄성처짐을 고려한 비합성데크 일방향 슬래브의 근사적인 휨모멘트 계수 평가" 韓國鋼構造學會 論文集 = Journal of Korean Society of Steel Construction 18 (3): 373~383    
    10. 2006 "동적 변위민감도 해석을 이용한 고층 RC 골조구조물의 정량적인 횡변위 제어 방안" 한국공간구조학회논문집 = Journal of the Korean Association for Spatial Structures 6 (3): 103~110    

 활용도 분석

  • 상세보기

    amChart 영역
  • 원문보기

    amChart 영역

원문보기

무료다운로드
유료다운로드

유료 다운로드의 경우 해당 사이트의 정책에 따라 신규 회원가입, 로그인, 유료 구매 등이 필요할 수 있습니다. 해당 사이트에서 발생하는 귀하의 모든 정보활동은 NDSL의 서비스 정책과 무관합니다.

원문복사신청을 하시면, 일부 해외 인쇄학술지의 경우 외국학술지지원센터(FRIC)에서
무료 원문복사 서비스를 제공합니다.

NDSL에서는 해당 원문을 복사서비스하고 있습니다. 위의 원문복사신청 또는 장바구니 담기를 통하여 원문복사서비스 이용이 가능합니다.

이 논문과 함께 출판된 논문 + 더보기