Structural analysis & Optimization Lab
본 연구실에서는 건축구조물의 해석 및 평가와 최적설계에 관한 다양한 주제에 관해 연구를 진행하고 있습니다. 주요 연구분야는 컴퓨터를 이용한 선형/비선형/동적 전산구조해석, 구조최적화이론, 진동제어기법 등입니다. 특히 건축구조물의 구조적 거동에 관한 다양한 이슈를 계측 및 구조해석기법을 통해 이해하는 것에 초점을 맞추고 있습니다. 현재 수행하고 있는 연구로는 우선 건축물을 대상으로 손상발생 여부를 탐지하여 건전성을 감시하는 구조건전성관찰(Structural Health Monitoring)이 있습니다. 건축물은 토목이나 기계구조물보다 부재의 수가 많아서 모든 부재에 센서를 부착하여 손상을 탐지하는 것은 비효율적입니다. 따라서 본 연구실에서는 유한요소 모델개선기법이나 인공신경망 기법 등 주로 해석적인 방법 및 진동계측치를 사용하여 손상을 탐지하는 기법을 주로 연구하고 있으며, 이와 관련된 해석 기법 및 최적센서위치 결정에 관한 연구도 수행 중입니다. 또한, 초고층건물에서 발생하는 시간 의존적인 변형을 다양한 재료 모델 및 해석 알고리즘을 사용하여 예측하는 시공단계해석기법에 관한 연구 수행을 통해 여러 건의 해석프로그램을 개발하여 소프트웨어 등록하였습니다. 나아가, 국내 건축물의 지진에 대한 내진 안전성 평가 및 내진성능향상기법에 관한 연구도 수행 중입니다. 주요 연구내용은 소규모 정형 건물을 대상으로 간단한 평가부터 상세 평가에 이르는 여러 단계의 평가 기법의 개발이나 우리나라 건축물에서 많이 사용되고 있는 전단벽 및 조적채움벽을 고려하는 평가기법 및 관련된 효율적인 해석기법의 개발을 수행 중에 있습니다.
구조건전성 모니터링은 계측데이터로부터 구조물의 상태를 판단하여 구조물의 효율적인 유지관리를 목표로 하는 기술로 그 핵심은 구조물에 발생한 손상의 위치 및 손상 정도를 파악하는 손상탐지 기술입니다. 본 연구실에서는 주로 건축구조물을 대상으로 고유진동수, 모드 형상, 주파수 응답함수 등의 다양한 계측데이터로부터 최소자승법, 인공신경망, 유전자 알고리즘 등의 기법을 적용하여 구조물의 손상발생위치 및 그 정도를 파악하기 위한 다양한 연구를 수행하고 있습니다.
초고층 구조물은 부재에 작용하는 응력의 크기가 크고 세장한 형태를 가지고 있으므로 시공시
일부 부재에서 발생하는 변형이 전체적인 구조물의 형태를 변화시킬 수 있으며, 특히 이러한 영향은 엘리베이터 코어나 외장재의 성능에 큰 영향을 줍니다. 따라서 완공후 전체적인 기울어짐이나 일부 수직 부재의 처짐을 방지하기 위해 정밀한 시공단계해석이 필요합니다. 본 연구실에서는 크리프 및 건조수축을 포함한 콘크리트의 재료특성과 장기거동해석 알고리즘을 이용하여 초고층건물에
적용할 수 있는 시공단계해석프로그램을 개발하고 있습니다.
과거에 건설된 국내의 저층건물은 대부분 내진설계가 적용되지 않는 비내진건물로서 강진발생시 인명 및 재산을 보호할수 있는 충분한 내진성능을 확보하고 있지 않습니다. 본 연구실에서는
조적채움벽 골조를 중심으로 현재 적용이 점차 증가하고 있는 성능기반평가법의 개념을 사용하여 구조물의 내진성능평가기법 및 내진보강방법을 개발하고 있습니다. 주요 연구내용은 국내에서 사용되는 조적재료 및 시공관행이 구조물의 내진성능에 미치는 영향의 파악 및 이를 고려한 성능평기기법의 개발입니다.