Lateral Drift Control of High-rise Buildings using Partial Reanalysis Algorithm

This paper alined at the development of a lateral drift control method that is able to quantitatively control the lateral drift of global node. For this, we applied an efficient partial reanalysis algorithm. By using this algorithm, we could recalculate the displacement and member force of the specific node without reanalyzing the entire structure when member stiffness changes partially. The theoretical concepts of the algorithm are so simple that it is not necessary to solve the complicate differential equation or to repeat the analysis of entire structure. The proposed method calculates the drift contribution of each member for the global displacement according to the variation of section sizes by using the algorithm. Then by changing the member sizes as the order of drift contribution, we could control the lateral drift of global node with a minimum quantity of materials. 20 story braced frame structure system is presented to illustrate the usefulness of proposed method. It is shown that the proposed method is very effective in lateral drift control and the results obtained by proposed method are consistent with those of commercial analysis program.

부분재해석 기법을 이용한 고층건물 횡변위제어

본 논문은 부재 단위의 강성 재설계를 통해 전역 자유도 변위의 정량적 조절이 가능한 변위조절 기법의 개발을 목적으로 하고 있다. 이를 위해 부분적 강성변경이 발생했을 때 전체 구조물을 재해석하지 않고 관심 있는 특정 위치의 변위와 부재력만을 실시간 응답수준에서 재계산할 수 있는 부분재해석 기법을 적용하였다. 부분재해석 기법은 복잡한 미분계산이나 반복적인 구조해석을 수행하지 않아도 되는 단순한 기본개념의 기법으로서 계산이 효율적이고 강성변경 후의 변위를 바탕으로 변위에 대한 민감도를 계산하기에 수렴 속도가 빠른 장점을 가진다. 부분재해석 기법을 통해 전역 자유도에 대한 강성 변경 부재의 변위기여도를 계산하고 변위기여도에 따라 해당 부재의 강성을 변경시킴으로써 반복적 구조해석이나 민감도 해석 없이 특정 변위를 최소의 물량만으로 정량적으로 제어하는 변위조절 설계법을 제시하였다. 예제를 통한 검증결과, 부분재해석 기법이 고층건물의 횡변위제어에 효과적으로 활용될 수 있음을 확인하였다.