고층구조물의 해석에 사용되는 ETABS와 같은 상용프로그램은 해석의 단순화를 위하여 강막가정을 사용하게 된다. 이와 같은 강막가정은 일반적으로 바닥판의 휨 강성과 보의 편심효과를 무시하게 된다. 이러한 가정은 골조구조물의 정적해석에 대해서는 정당한 결과를 얻을 수 있으나 동적해석의 경우에는 바닥판의 휨 강성과 보의 편심효과가 구조물의 횡 방향 거동에 주요한 영향을 미치게 된다. 그러나 바닥판의 영향과 보의 편심효과를 고려하기 위해서는 유한요소의 특성상 바닥판과 보를 여러 개의 요소로 나누어야 하며, 이로 인하여 해석과 구조물의 모형화에 많은 시간이 소요되는 단점이 발생하게 된다. 본 논문에서는 이러한 단점을 보완하기 위하여 부분구조기법과 대형요소를 사용한 효율적인 모형화 방법에 대하여 연구하였다. 또한 최종적으로 각 층에 대하여 강막가정을 적용하여 층 당 3개의 자유도만을 고려하는 막대모델을 제안하였다. 본 논문에서는 제안한 모형화기법의 정당성을 검토하기 위하여 구조물의 응답을 비교하였다.

Commercial software such as ETABS employs the rigid diaphragm assumption to simplify the analysis of high-rise building structures. The rigid diaphragm assumption usually ignores the flexural stiffness of the floor slabs and the eccentric beam effects. This assumption may lead to a reasonable result for static analysis of framed structures. However, in the case of the dynamic analysis, the flexural stiffness of the floor slabs and the eccentric beam effects may have significant influence on the lateral behavior. But, the floor slab and beam should be divided into several elements in order to consider the effects of the floor slabs and eccentric beams due to the nature of the finite element. Thus, much time is needed for the preparation of the analytical model and numerical analysis procedure. In this study, research on the efficient modeling technique using substructuring technique and super element has been performed. Also, a stick model with 3 DOFs(degrees of freedom) per floor based on the rigid diaphragm assumption is proposed. The response time histories and analysis time for the example structures are compared to verify the performance of the modeling technique proposed in this study.

• 안상경(성균관대학교 건축공학과) | Ahn, Sang-Kyoung
• 이동근(성균관대학교 건축공학과) | Lee, Dong-Guen