Abstract
The purpose of this paper is to present the optimal design method of viscoelastic dampers and support brace stiffnesses. The dynamics of visco-elastic dampers and support braces connected in series is modeled by state equation. A constraint on maximum story drifts which are computed using RMS\`s of story drifts and peak factors is added to the optimization problem. The number of variables is reduced by including the constraint associated with the dynamic behavior of the structure in the procedure to compute the gradient of the inequality equation about constraint on the maximum story drifts. In the design example, it is confirmed that the design of dampers considering support brace stiffnesses is necessary when sufficient brace stiffnesses cannot be supplied. It is also found that unnecessary brace stiffnesses can be removed by adding brace stiffnesses to optimal design variables and that the increase of damper volumes to compensate for the variation of maximum story drifts is pretty small.
본 연구는 점탄성 감쇠기의 최적설계에 관한 연구로서 기존에 독립적으로 설계되던 점탄성 감쇠기와 설치용 가새 강성의 동시 최적설계 방법을 제시하였다. 이를 위해 직렬 연결된 점탄성 감쇠기와 가새를 상태방정식으로 모델링하였으며 최대응답계수를 이용해서 각층 최대 층간변위를 구속조건으로 하여 최적화 문제를 구성하였다. 구속조건에 대한 기울기 정보를 계산하는 과정에서 구조물의 동적거동에 관한 구속조건을 포함시켜서 문제를 재구성함으로써 변수를 줄일 수 있었다. 설계예제를 통해 현실적으로 충분한 가새 강성이 제공될 수 없는 경우에는 층간변위 구속조건을 만족시키기 위해서 가새 강성을 고려한 감쇠기 설계가 필요함을 확인할 수 있었다. 또한 가새 강성을 최적화 변수에 포함시킴으로써 불필요한 가새 강성을 줄일 수 있었으며 이를 보상하기 위한 감쇠기 물량의 상대적인 증가는 크지 않다는 것을 확인할 수 있었다.
