세계 각국은 도시의 인구 집중화로 택지 부족과 지가상승 등 많은 사회 문제를 야기 하고 있어, 이에 대한 해결책으로 건물의 초고층화를 대책으로 제시하고 있다. 또한 재료의 구조 공학적 기술발달로 초고층건물의 등장을 앞당겼고, 그 시발점은 미국의 마천루를 예로 들 수 있다. 초고층건물의 발달은 사회·경제적인 이유에서 뿐만 아니라, 세계 최고라는 국가의 상징적인 의미도 동시에 부여하고 있다. 초고층구조물은 “세장비가 5이상인 건물”로 정의하지만, 단순히 건물의 높이나 층수만으로 초고층구조물을 정의하기 어렵다. 가장 보편적인 정의는 “건물자체의 높이로 인하여 설계, 시공, 사용성 등에 있어서 주변의 다른 건물들과 다른 현상이 야기되는 건물”이다. 그러나 구조기술자들의 관점에서는 “건물자체의 높이로 인하여 바람이나 지진 등에 의해 발생하는 횡하중이 구조 설계에 큰 영향을 미치게 되는 건물”을 초고층구조물이라 정의하였다. 건물이 고층화됨에 따라 건물의 형태는 더욱 세장해지고 있다. 또한, 구조기술의 발전과 경량화공법의 발달로 현대 고층건물의 강성이 오히려 약화되면서 자중을 비롯한 연직하중의 영향보다 풍하중이나 지진하중과 같은 횡하중에 대한 건물의 횡변위를 제어하는 것이 구조설계에서 중요한 고려사항이 되었다. 최근 초고층건물에 있어서 하나의 구조시스템만을 사용하지 않고 서로의 구조적장점을 이용하여 구조적성능을 향상시키는 방법으로 튜브를 결합시킨 복합 구조시스템 등이 자주 논의되고 있다. 복합 구조시스템은 튜브구조와 골조외곽에 ...
세계 각국은 도시의 인구 집중화로 택지 부족과 지가상승 등 많은 사회 문제를 야기 하고 있어, 이에 대한 해결책으로 건물의 초고층화를 대책으로 제시하고 있다. 또한 재료의 구조 공학적 기술발달로 초고층건물의 등장을 앞당겼고, 그 시발점은 미국의 마천루를 예로 들 수 있다. 초고층건물의 발달은 사회·경제적인 이유에서 뿐만 아니라, 세계 최고라는 국가의 상징적인 의미도 동시에 부여하고 있다. 초고층구조물은 “세장비가 5이상인 건물”로 정의하지만, 단순히 건물의 높이나 층수만으로 초고층구조물을 정의하기 어렵다. 가장 보편적인 정의는 “건물자체의 높이로 인하여 설계, 시공, 사용성 등에 있어서 주변의 다른 건물들과 다른 현상이 야기되는 건물”이다. 그러나 구조기술자들의 관점에서는 “건물자체의 높이로 인하여 바람이나 지진 등에 의해 발생하는 횡하중이 구조 설계에 큰 영향을 미치게 되는 건물”을 초고층구조물이라 정의하였다. 건물이 고층화됨에 따라 건물의 형태는 더욱 세장해지고 있다. 또한, 구조기술의 발전과 경량화공법의 발달로 현대 고층건물의 강성이 오히려 약화되면서 자중을 비롯한 연직하중의 영향보다 풍하중이나 지진하중과 같은 횡하중에 대한 건물의 횡변위를 제어하는 것이 구조설계에서 중요한 고려사항이 되었다. 최근 초고층건물에 있어서 하나의 구조시스템만을 사용하지 않고 서로의 구조적장점을 이용하여 구조적성능을 향상시키는 방법으로 튜브를 결합시킨 복합 구조시스템 등이 자주 논의되고 있다. 복합 구조시스템은 튜브구조와 골조외곽에 가새를 추가하여 구조물을 형성하는 시스템으로써, 튜브 구조시스템의 단점인 전단지연현상 뿐만 아니라 내진 성능에 관하여서도 상호 보완 할 수 있는 새로운 복합 구조시스템으로서 연구의 필요성이 요구되었다. 따라서 본 연구에서는 골조 튜브 구조시스템과 가새 구조시스템의 특징과 거동을 기존 이론과 모델연구 등을 고찰하고, 도출된 구조시스템을 가새의 위치, 형태, 강성이 다른 다양한 변수를 고려한 각 모델에 통계학적인 개념을 도입한 민감도 해석을 하여, 복합 구조시스템의 전단지연현상과 횡적 거동 특성을 비교 고찰한다. 그 결과 치를 이용하여 향후 있을 초고층 복합 구조시스템의 설계와 연구에 대한 기초자료를 제시하는데 본 연구의 목적을 둔다. 연구내용에 있어서는 수행할 복합 가새 튜브 구조시스템의 거동 분석을 위해 골조 튜브시스템과 가새시스템에 대한 개념 및 구조적 거동 특성을 기존 자료를 이용하여 정리하였다. 연구모델은 골조 튜브시스템과 가새시스템을 기본 시스템으로 하여 조합한 복합 가새 튜브 구조시스템으로 제시하고, 연구범위로 하였다. 기본 시스템에 적용된 가새 시스템의 위치와 개수, 강성을 변수로 모델을 선정하였고, 얻어진 결과를 비교함으로써, 복합 가새 튜브 구조시스템에 대한 성능파악과 가새의 특성에 따른 전단지연현상의 완화 및 횡변위 감소효과를 고찰한다. 또한, 가새 물량의 변화가 없는 경우와 물량을 증가시킨 경우로, 골조 튜브구조물의 거동을 비교하여 가새의 효과를 확인해 보기로 한다. 연구방법으로는 외주부에 형성된 튜브구조체가 전체 횡하중의 대부분을 저항한다고 가정하여, 연직하중 저항시스템의 모델링은 생략하였다. 해석 시 입력 횡하중은, 구조물이 고층화되고 세장할수록 지진하중보다는 풍하중에 의한 영향이 더 커지므로, 풍하중만 고려하였다. 입력 풍하중은 KBC2016규준에 따라 산정하였으며, 구조해석은 3차원 탄성해석 프로그램인 MIDAS를 사용하여 해석하였다. 해석모델의 위치는 해안역의 특성을 가진 부산으로 가정하였다. 대상모델은 총 높이 60층으로 이루어진 골조 튜브구조 건물에 10개 층으로 구성된 하나의 가새 모듈을 위치, 규모, 물량을 달리하여 진행하였다. 골조 튜브 구조시스템과 가새 구조시스템을 각각의 구조적 특성을 파악한 후, 가새 모듈의 설치위치와 규모 및 물량에 따른 횡적 거동과 전단지연현상에 대한 성능효과를 분석하였다.
세계 각국은 도시의 인구 집중화로 택지 부족과 지가상승 등 많은 사회 문제를 야기 하고 있어, 이에 대한 해결책으로 건물의 초고층화를 대책으로 제시하고 있다. 또한 재료의 구조 공학적 기술발달로 초고층건물의 등장을 앞당겼고, 그 시발점은 미국의 마천루를 예로 들 수 있다. 초고층건물의 발달은 사회·경제적인 이유에서 뿐만 아니라, 세계 최고라는 국가의 상징적인 의미도 동시에 부여하고 있다. 초고층구조물은 “세장비가 5이상인 건물”로 정의하지만, 단순히 건물의 높이나 층수만으로 초고층구조물을 정의하기 어렵다. 가장 보편적인 정의는 “건물자체의 높이로 인하여 설계, 시공, 사용성 등에 있어서 주변의 다른 건물들과 다른 현상이 야기되는 건물”이다. 그러나 구조기술자들의 관점에서는 “건물자체의 높이로 인하여 바람이나 지진 등에 의해 발생하는 횡하중이 구조 설계에 큰 영향을 미치게 되는 건물”을 초고층구조물이라 정의하였다. 건물이 고층화됨에 따라 건물의 형태는 더욱 세장해지고 있다. 또한, 구조기술의 발전과 경량화공법의 발달로 현대 고층건물의 강성이 오히려 약화되면서 자중을 비롯한 연직하중의 영향보다 풍하중이나 지진하중과 같은 횡하중에 대한 건물의 횡변위를 제어하는 것이 구조설계에서 중요한 고려사항이 되었다. 최근 초고층건물에 있어서 하나의 구조시스템만을 사용하지 않고 서로의 구조적장점을 이용하여 구조적성능을 향상시키는 방법으로 튜브를 결합시킨 복합 구조시스템 등이 자주 논의되고 있다. 복합 구조시스템은 튜브구조와 골조외곽에 가새를 추가하여 구조물을 형성하는 시스템으로써, 튜브 구조시스템의 단점인 전단지연현상 뿐만 아니라 내진 성능에 관하여서도 상호 보완 할 수 있는 새로운 복합 구조시스템으로서 연구의 필요성이 요구되었다. 따라서 본 연구에서는 골조 튜브 구조시스템과 가새 구조시스템의 특징과 거동을 기존 이론과 모델연구 등을 고찰하고, 도출된 구조시스템을 가새의 위치, 형태, 강성이 다른 다양한 변수를 고려한 각 모델에 통계학적인 개념을 도입한 민감도 해석을 하여, 복합 구조시스템의 전단지연현상과 횡적 거동 특성을 비교 고찰한다. 그 결과 치를 이용하여 향후 있을 초고층 복합 구조시스템의 설계와 연구에 대한 기초자료를 제시하는데 본 연구의 목적을 둔다. 연구내용에 있어서는 수행할 복합 가새 튜브 구조시스템의 거동 분석을 위해 골조 튜브시스템과 가새시스템에 대한 개념 및 구조적 거동 특성을 기존 자료를 이용하여 정리하였다. 연구모델은 골조 튜브시스템과 가새시스템을 기본 시스템으로 하여 조합한 복합 가새 튜브 구조시스템으로 제시하고, 연구범위로 하였다. 기본 시스템에 적용된 가새 시스템의 위치와 개수, 강성을 변수로 모델을 선정하였고, 얻어진 결과를 비교함으로써, 복합 가새 튜브 구조시스템에 대한 성능파악과 가새의 특성에 따른 전단지연현상의 완화 및 횡변위 감소효과를 고찰한다. 또한, 가새 물량의 변화가 없는 경우와 물량을 증가시킨 경우로, 골조 튜브구조물의 거동을 비교하여 가새의 효과를 확인해 보기로 한다. 연구방법으로는 외주부에 형성된 튜브구조체가 전체 횡하중의 대부분을 저항한다고 가정하여, 연직하중 저항시스템의 모델링은 생략하였다. 해석 시 입력 횡하중은, 구조물이 고층화되고 세장할수록 지진하중보다는 풍하중에 의한 영향이 더 커지므로, 풍하중만 고려하였다. 입력 풍하중은 KBC2016규준에 따라 산정하였으며, 구조해석은 3차원 탄성해석 프로그램인 MIDAS를 사용하여 해석하였다. 해석모델의 위치는 해안역의 특성을 가진 부산으로 가정하였다. 대상모델은 총 높이 60층으로 이루어진 골조 튜브구조 건물에 10개 층으로 구성된 하나의 가새 모듈을 위치, 규모, 물량을 달리하여 진행하였다. 골조 튜브 구조시스템과 가새 구조시스템을 각각의 구조적 특성을 파악한 후, 가새 모듈의 설치위치와 규모 및 물량에 따른 횡적 거동과 전단지연현상에 대한 성능효과를 분석하였다.
As the population of the world continues to grow, there will be many social problems such as land shortages and increases in real estate prices, a solution to the problem is change the buildings into a high-rise buildings. Also, due to the structural engineering of new construction materials, high-r...
As the population of the world continues to grow, there will be many social problems such as land shortages and increases in real estate prices, a solution to the problem is change the buildings into a high-rise buildings. Also, due to the structural engineering of new construction materials, high-rise buildings are able to be built increasingly taller. The first skyscrapers were built in the USA. High-rise buildings are built, not only for social and economic reasons, It also has the symbolic meaning of being the world's best country A high-rise structure is defined as a "building with a slenderness ratio of 5 or more", but it is difficult to define a high-rise structure simply by the height or number of floors. The most common definition is "a building that is different from other buildings in its design, construction and usability due to the height of the building itself". However, from the viewpoint of structural technical engineers, a high-rise structure is defined as "a building in which lateral loads caused by wind or earthquakes due to the height of the building itself have a large influence on the structural design." As buildings become taller and taller, the shapes of the buildings become more slender. In addition, due to the development of new structural techniques and the development of light-weight techniques, the stiffness of the modern high-rise buildings has lessened. As well, controlling the lateral displacement of a building, for lateral loads such as wind loads or seismic loadings has become an important consideration in structural design. Recently, In a high-rise buildings, the hybrid structural system coupled with tube is frequently, without using only one structural system, using the structural advantage of each other, used to improve structural performance. The hybrid structural system is a system that creates a structure by adding a supporting brace outside the frame of the building, It is a system that has shear lag phenomenon. There is need for research into new hybrid structural systems that can complement each other in terms of seismic-proof performance. In this study, the characteristics and behavior of the framed-tube structural system and the braced structural system are investigated. In addition, the hybrid-structural systems are investigated in terms of position, shape, stiffness shear lag phenomenon and the lateral behavior by applying a statistical analysis to each model considering the variables. The purpose of this study is to present the basic data on the design and study of future high-rise hybrid braced-tube structural system using the results. In order to analyze the behavior of the hybrid braced-tube structural system, the conceptual and structural behavior characteristics of the framed-tube system and the braced system are summarized using existing data. The research model is presented as a hybrid braced-tube structural system that combines a framed-tube system and a braced system as the basic system, and consisted of the scope of the study. The position, number, and stiffness, of the braced system were chosen as variables. By comparing the results obtained from the model, the study checks the effect of reducing horizontal displacement according to the characteristics of the bracing and the shear lag phenomenon. Also, In case the volume of amount of braced material is not changed or the volume is increased, compare the behavior of the frame tubular structure to check the effectiveness of the brace. The research method assumes that since the tube structure formed on the perimeter column panel resists most of the horizontal load, the modelling of the gravity load resistance system has been omitted. As well, in the analysis, as the building gets taller and thinner, the effect of the wind load is greater than the seismic load, so only the wind load was considered. The input wind load was calculated according to the KBC2016 standard, and the structural analysis was analyzed using MIDAS, an 3-D elastic analysis program. The location of the analytical model is assumed to be Busan with characteristics of the coastal area. The target model was a 10-story bracing module with a total height of 60 stories and framed-tube structural buildings, the position, scale, and quantity were conducted differently. After analyzing the structural characteristics of the framed-tube structural system and the braced structural system, the lateral behavior and the shear lag phenomenon were analyzed according to performance effect.
As the population of the world continues to grow, there will be many social problems such as land shortages and increases in real estate prices, a solution to the problem is change the buildings into a high-rise buildings. Also, due to the structural engineering of new construction materials, high-rise buildings are able to be built increasingly taller. The first skyscrapers were built in the USA. High-rise buildings are built, not only for social and economic reasons, It also has the symbolic meaning of being the world's best country A high-rise structure is defined as a "building with a slenderness ratio of 5 or more", but it is difficult to define a high-rise structure simply by the height or number of floors. The most common definition is "a building that is different from other buildings in its design, construction and usability due to the height of the building itself". However, from the viewpoint of structural technical engineers, a high-rise structure is defined as "a building in which lateral loads caused by wind or earthquakes due to the height of the building itself have a large influence on the structural design." As buildings become taller and taller, the shapes of the buildings become more slender. In addition, due to the development of new structural techniques and the development of light-weight techniques, the stiffness of the modern high-rise buildings has lessened. As well, controlling the lateral displacement of a building, for lateral loads such as wind loads or seismic loadings has become an important consideration in structural design. Recently, In a high-rise buildings, the hybrid structural system coupled with tube is frequently, without using only one structural system, using the structural advantage of each other, used to improve structural performance. The hybrid structural system is a system that creates a structure by adding a supporting brace outside the frame of the building, It is a system that has shear lag phenomenon. There is need for research into new hybrid structural systems that can complement each other in terms of seismic-proof performance. In this study, the characteristics and behavior of the framed-tube structural system and the braced structural system are investigated. In addition, the hybrid-structural systems are investigated in terms of position, shape, stiffness shear lag phenomenon and the lateral behavior by applying a statistical analysis to each model considering the variables. The purpose of this study is to present the basic data on the design and study of future high-rise hybrid braced-tube structural system using the results. In order to analyze the behavior of the hybrid braced-tube structural system, the conceptual and structural behavior characteristics of the framed-tube system and the braced system are summarized using existing data. The research model is presented as a hybrid braced-tube structural system that combines a framed-tube system and a braced system as the basic system, and consisted of the scope of the study. The position, number, and stiffness, of the braced system were chosen as variables. By comparing the results obtained from the model, the study checks the effect of reducing horizontal displacement according to the characteristics of the bracing and the shear lag phenomenon. Also, In case the volume of amount of braced material is not changed or the volume is increased, compare the behavior of the frame tubular structure to check the effectiveness of the brace. The research method assumes that since the tube structure formed on the perimeter column panel resists most of the horizontal load, the modelling of the gravity load resistance system has been omitted. As well, in the analysis, as the building gets taller and thinner, the effect of the wind load is greater than the seismic load, so only the wind load was considered. The input wind load was calculated according to the KBC2016 standard, and the structural analysis was analyzed using MIDAS, an 3-D elastic analysis program. The location of the analytical model is assumed to be Busan with characteristics of the coastal area. The target model was a 10-story bracing module with a total height of 60 stories and framed-tube structural buildings, the position, scale, and quantity were conducted differently. After analyzing the structural characteristics of the framed-tube structural system and the braced structural system, the lateral behavior and the shear lag phenomenon were analyzed according to performance effect.
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