교통신호등주 설계에 있어 사용되는 재료의 특성을 파악하여 설계를 진행해야 안전하고 경제성이 좋은 제작이 가능하다. 교통신호등주의 주요 사용재료로는 강재이며 탄소 함유량에 따라 항복강도의 차이가 발생하며 본 연구에서는 고강도 탄소강의 특성을 적용하여 교통신호등주의 설계를 진행하였다. 교통신호등주 기존 설계도면과 동일한 수치의 모델들을 유한요소 상세해석을 진행한 결과 각 부재에서의 위험단면에 발생하는 응력 크기가 전반적으로 항복강도에 한참 못 미치는 수준이었다. 또한, 항복강도를 초과하는 모델도 존재하며 경제성 및 안전성이 떨어진다 판단되었다. 이러한 각 모델들에 작용하는 최대주응력의 크기를 항복강도와 비슷한 수준으로 맞추어 안전성 및 경제성을 상승시킬 수 있다고 판단되며 강재의 제작 및 운반 효율을 고려하여 길이는 동일하나 부착대의 개수를 줄이는 방안으로의 설계를 진행하였다.
또한, 각 연결부에 발생하는 응력집중을 완화하기 위해 연결부의 형상 및 연결 방식을 변경하는 방안으로 연구가 진행되었고, 기초-지주 연결부의 용접 형태에 따른 응력집중에 영향을 미치는 각 요소들을 파악하여 기존에 미국에서 제작되었던 응력집중계수 식을 직경 및 두께가 작은 교통신호등주에 역시 적용가능하도록 식을 수정 및 확장을 진행하였다.