2차원 가새 구조물의 다목적 최적 성능기반 내진설계 모델 개발

국문 초록 (Abstract)

최근 발생된 지진 피해분석을 통해, 강도설계에 기반한 기존의 내진 설계법으로 구조물의 거동을 명확히 예측할 수 없음이 입증됨에 따라 성능기반 내진설계법(Performance Based Seismic Design, PBSD)이 대두 되었다. 성능기반 내진설계법은, 구조물의 비탄성 거동을 바탕으로, 구조물의 성능기준을 변위로 정량화한 변위기반 설계법이다. 하지만 기존의 강도기반 내진 설계법과 성능기반 내진 설계법을 동시에 만족시키면서 최적의 단면을 갖는 구조물을 결정하는 것은, 복잡한 과정을 반복 수행해야 하기 때문에 실무 설계 에서 바로 적용하기엔 어려움이 있다.이에 따라, 성능기반 내진설계법을 최적화 알고리즘에 적용한, 성능기반 최적 설계법(Optimal Performance Based Seismic Design, OPBSD)이 개발되었다. 본 논문에서는, FEMA 356에서 제안한 성능기반 설계법과 유전 알고리즘을 결합하여 구조물의 경제성 및 구조물의 성능을 동시에 평가하는 알고리즘을 개발하였다. 경제성은 설계된 구조물의 중량을 이용하여 평가하였으며, 비선형 정적해석 시 최대 층간 변위율을 이용하여 구조물의 성능을 평가하였다.본 논문에 제시된 알고리즘은 2차원 중심 가새 철골구조물에 적용 가능하며, 강도 설계는 LRFD(2001) 및 IBC (2003)를 사용하였고, 성능기반 설계는 FEMA 356의 비선형 정적해석 절차를 준수하였다. 알고리즘을 Sabelli(2000) 보고서의 3층과 6층 건물에 적용하였다.