메가기둥 – 아웃리거 - 전단벽으로 구성된 초고층 건물의 단면 최적설계에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

최근 제한된 공간 이용의 효율성을 극대화하기 위하여 초고층 구조 시스템의 설계에서 건물의 높이 경쟁보다는 공간의 형태와 활용성을 극대화 할 수 있는 구조물로서의 기능 갖춘 메가 기둥 시스템을 도입하고 있다. 이 시스템의 중요한 특징으로 메가 기둥 대부분의 하중을 지지하도록 설계되어 구조물의 평면효율 극대화가 가능하게 되는 반면에 거대한 기둥의 설치로 인하여 구조적 과다 설계의 문제가 제기되기도 한다. 본 연구에서는 메가 구조로 시공된 ICC TOWER의 단면과 시스템을 연구모델로 단면 설계 초기 과정에서 최적화 과정을 도입하여 메가 기둥의 물량을 추가적으로 감소시킬 수 있다는 것을 확인하였다. 초고층 건물에서 많이 도입되고 있는 메가 구조시스템의 특성을 반영한 최적화 개념(아웃리거 근사해석법)을 도입하면 보다 경제적이고 효율적인 설계가 가능하다고 판단된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Recently, the Mega-column system has been introducing for high-rise buildings. This system is designed to maximize the utilization of the limited space rather than the height of building. The mega-column supports most of the loads, so that the structure makes it possible to maximize the space efficiency. On the other hand, the problem is on the over-design of structural design. In this study, in order to solve this problem, we introduced the optimization design process into the initial phase of the cross-section. As a result, it was found that it is possible to reduce the amount of mega columns. As a conclusion, when introducing the optimization techniques using Matlab which is 'Outrigger Approximation Method' based on the characteristics of the mega structures, it is possible to design more economic and efficient building.

목차 (Table of Contents)

• Abstract
• 1. 서론
• 1.1 연구배경 및 목적
• 1.2 연구범위 및 방법
• 2. 최적화 기법의 적용
• 2.1 최적화 과정
• 2.2 설계변수의 설정
• 2.3 목적 함수의 정식화
• 2.4 제약조건의 정식화
• 2.5 설계 변수에 따른 물량의 정식화
• 2.6 경계조건의 설정
• 2.7 단면 최적화 과정
• 3. 결론
• 참고문헌

참고문헌 (Reference)

• 1 Jeongdongjo, "equilateral distribution of horizontal loads to get the approximate analysis of outrigger truss structures" 12 (12): 270-278, 1996
• 2 Stafford Smith, B., "Tall Building Structures : Analysis and Design" John Wiley-Sons, Inc 1991
• 3 E. Salajegheh, "Structural Optimization using response approximation and optimality criteria methoda" 19 (19): 1997
• 4 Wang, C. M., "Shear Deformable Beam and Plates" Elsevier Science Ltd 2000
• 5 Hun-Man Chan, "Automatic Optimal Design of Tall Steel Building Frameworks" 121 : 1995
• 6 Steven C. Chapra, "Applied Numerical Methods MATLAB for Engineers and Scientists" McGRAW-HILL International Edition 2008