초고층 건물의 구조설계시 풍하중에 의한 횡방향 변위를 적절한 값 이내로 줄이는 것이 가장 중요한 문제 중에 하나이다. 이를 위해서 추가적인 감쇠기 및 진동제어장치를 사용하는 방법이 일반적으로 고려되고 있다. 이 때 일반적으로 구조물의 특성은 변화없이 추가되는 제어장치에 대해서만 최적설계를 수행하게 된다. 본 연구에서는 구조물과 스마트 제어장치의 다목적 통합 최적화를 통하여 추가되는 스마트 제어장치로 인하여 구조물의 물량을 줄일 수 있는 가능성을 검토하였다. 이를 위하여 다이어그리드 구조시스템이 적용된 60층 초고층 건물을 예제 구조물로 선택하였고, 인공 풍하중에 대한 풍응답을 검토하였다. 스마트 제어장치로는 TMD에 MR 감쇠기를 설치한 스마트 TMD를 사용하였다. 구조물의 응답과 구조물량 및 제어장치의 용량을 동시에 줄이는 것이 필요하므로 본 연구에서는 다목적 유전자알고리즘을 적용하였다. 수치해석결과 제어성능목표를 만족시키면서 구조물의 물량과 제어장치의 용량을 적절하게 줄일 수 있는 다양한 설계 최적안을 얻을 수 있었다.

When structural design of a tall building is conducted, reduction of wind-induced lateral displacement is one of the most important problem. For this purpose, additional dampers and vibration control devices are generally considered. In this process, control performance of additional devices are usually investigated for optimal design without variation of characteristics of a structure. In this study, multi-objective integrated optimization of structure-smart control device is conducted and possibility of reduction of structural resources of a tall building with additional smart damping device has been investigated. To this end, a 60-story diagrid building structure is used as an example structure and artificial wind loads are used for evaluation of wind-induced responses. An MR damper is added to the conventional TMD to develop a smart TMD. Because dynamic responses and the amount of structural material and additional smart damping devices are required to be reduced, a multi-objective genetic algorithm is employed in this study. After numerical simulation, various optimal designs that can satisfy control performance requirement can be obtained by appropriately reducing the amount of structural material and additional smart damping device.

• 김현수(선문대학교 건축학부, Division of Architecture, Sunmoon University) | Hyun-Su Kim
• 강주원(영남대학교 건축학부, School of Architecture, Yeungnam University) | Joo-Won Kang Corresponding author