본 연구는 구조물의 정량적 강성설계 기법 개발, 즉 부재 단위의 강성 재설계를 통한 전역 자유도 변위의 정량적 조절 기법개발을 궁극적 목적으로 한다. 이를 위하여 본 연구에서는 전역 자유도에 대한 부재의 변위기여도계수와 내력기여도계수를 유도하고, 이를 이용하여 특정 변위를 정량적으로 예측, 제어할 수 있도록 부재 강성과 특정 변위간의 상관식을 유도 제시하였다. 간단한 예제 구조물의 해석과 제안식 적용을 통한 변위 예측값 사이의 비교를 통하여 제안식을 검증하였다. 정정구조물의 경우 본 상관식은 정해로서, 이를 이용하여 폭정 변위를 원하는 목표치로 정확하게 제어할 수 있으며, 부정정구조물의 경우에도 부재 내력 재분배에 의한 오차가 발생하기는 함에도 불구하고 각 부재 강성과 특정 변위간의 상관성과 경향을 제시함으로써 매우 유용하게 활용될 수 있다. 본 연구에서 제안하는 정량적 변위 제어 기법은 강성설계가 전체 설계 결과를 지배하게 되는 대 공간구조물 또는 초고층건물의 설계 시 유용할 것으로 기대된다.

The paper presents a direct method for the diplacement control and stiffness redesign using displacement and response force contribution factors. At first, these two kinds of factors are derived and the relationship between them is examined. An equation to evaluate the change of displacement according to the change of each member stiffness is proposed. For the statically determinate structures, the proposed equation gives the exact solution with no approximation. But it has some error in case of statically indeterminate structures because the redistribution of response forces is neglected in the equation. However, the equation may be very useful even for statically indeterminate structures because it provides the relationship between the member stiffness and the global displacement. The proposed method is expected to be useful for the displacement control of large space or hi-rise building structures where the stiffness design governs the design result.

• 김영민(마이다스아이티 과장, 공학박사) | Kim, Young-Min
• 김치경( 선문대 건축학과 교수, 공희박사) | 김치경