정적해석과 달리 동적해석은 시간에 대한 함수로 나타내게 되므로 구조물의 강성 이외에도 질량과 감쇠를 고려해야 하며 구조물의 응답에 대한 동적 증폭도 검토하여야 한다. 따라서 정적해석에 비하여 해석에 시간이 많이 소요되며 다수의 지반운동기록을 고려해야 하는 내진설계를 위해서 더 많은 시간을 소요하게 된다.
수치계산을 위한 전산자원, 즉 컴퓨터의 획기적인 발전으로 합리적인 시간에 구조물의 동적해석이 가능하지만 여전히 주어진 설계시간 내에 반복적으로 수행하기에는 어려움이 많은 형편이다.
이에 많은 연구에서 해석모델을 보완하는 방법으로 동적해석의 효율성을 개선해왔으며 다양한 모델링 기법이 개발되었다. 기존의 모델링 방법인 유한요소모델은 구조물의 정교한 모델링을 바탕으로 하며 수치적인 방법 중 가장 정확한 방법 중 하나이다. 이에 반해 집중질량모델은 구조물의 질량과 강성을 고려하여 단순화하는 모델링 방법으로 동적해석에 소요되는 시간을 상당히 단축시킬 수 있다는 장점을 가지고 있다. 이러한 장점들 때문에 내진 해석, 민감도 해석, 지진 취약도 분석과 같이 많은 지진데이터를 이용하는 동적해석은 집중질량모델을 이용하는 방법이 선호된다.
하지만 집중질량모델은 실제 구조물을 이상화하는데 많은 경험이 필요하며 단순화된 모델로서 그 신뢰성이 결여되어 이에 대한 검증이 필요하다.
따라서 본 논문에서는 유한요소모델에서 동적해석에 필요한 주요모드를 선정하여 모드중첩법을 통한 시간이력해석을 수행한다. 이를 통해 효율적인 구조해석 알고리즘을 개발하고 구조물의 거동을 예측하여 내진설계와 설계지진파 선정에 활용하는 방안을 모색하고자 한다.