Bracing design

기성양복과 수제양복의 차이를 단적으로 말하면 기성복은 옷에 우리 몸을 맞추게 되는 반면, 수제복는 우리 몸에 옷을 맞추게 된다. 건축물의 경우도 옷과 별반다르지 않다.

대량생산이 가능한 기성품은 생산단가를 낮출 수 있어 적은 비용으로 손쉽게 구매할 수 있고 제품자체의 완성도가 수제품에 비해 다소 떨어질 수는 있으나 비등한 경우도 있다.

건축물을 건설하는데 있어 규격화된 구조용 강재(steel member)를 많이 사용한다. 구조설계를 통하여 규격화된 부재가 선택되고, 구조시스템 또한 전형적인 타입으로 만들어 진다.

그러나 건물의 특정한 부분에서 하중저항성능이 높은 구조시스템을 요구하게 되면 이는 특별한 경우가 된다. 기성품의 한계는 일반화된 형태와 레이아웃을 구조물에 적용할 수 밖에 없다는 것이다. 그러나 주어진 조건에 꼭 맞는 맞춤형 구조시스템은 성능뿐만이 아니라 모든면에서 규격화된 제품을 사용할 때와는 사뭇 다르다.

이러한 맞춤형 구조시스템을 만들기 위해서 구조설계에 최적화기법이 도입되고 있다.

위의 그림은 직사각형의 영역내에 사재(bracing)의 위치를 결정하기 위해서 최적화를 수행하는 반복계산과정을 영상으로 제작한 것이다. 이때  최적설계되는 사재의 위치를 결정하기 위해서 적합도(fitness)를 평가한다. 일반적으로 구조물의 변형에너지, 최대변위, 고유진동수 등이 적합도를 평가하는 척도로 이용된다.