본 연구의 목적은 초고층건물의 횡강성 증가요인 효과를 분석하고 이를 바탕으로 초기 구조설계에서 활용할 수 있는 횡강성 증가율 예측값을 제시하는 것이다. 이를 위해서 먼저 Box형과 T형의 전형적인 평면을 갖는 60층의 초고층건물 기본모델을 생성하였다. 그리고 초고층건물의 횡강성 증가요인으로서 아웃리거의 추가, 재료강도의 증가, 코어 벽체 단면크기의 증가, 아웃리거 연결기둥 및 아웃리거 벽체의 단면크기 증가를 선정하였다. 다음에는 이 요인들을 기본모델에 적용하여 구조해석을 수행하고, 그 결과로부터 각 요인이 횡강성 증가에 미치는 영향과 상호관계 등을 분석하였다. 마지막으로, 이 분석결과를 바탕으로 초고층건물의 초기 구조설계를 위한 횡강성 증가요인별 강성증가율 예측값을 제안하였으며, 예제 초고층건물에 적용하여 그 타당성을 검토하였다.

본 연구의 목적은 초고층 주상복합건물의 품질관리를 통한 시공 분야의 효율성의 특성을 파악하는데 있다. 기존연구에서 시공관련 품질개선요소들이 정리되었으며 규격화된 설문서를 통하여 시공 분야에 있어서 개선요소를 대학원생을 포함한 건축 관련 대학교, 건설회사, 설계사무소등의 실무자들의 의견을 조합하였다. 설문조사 결과와 기존현장 기술자들의 품질관리 인식도를 비교하여 현장별 품질관리의 정량적, 정성적 성과척도를 파악하고 분석하였다.

The control performance of LCVA designed for mitigation of wind-induced motion of Songdo high rise building is evaluated using 1/20 scaled test model. The effectiveness of the LCVA is then examined tuning LCVA to 90%, 100%, and 110% of the natural frequency, 0.74Hz. The test structure is excited using a sinusoidal signal ranging 0.2 ~ 1.2 Hz with 5.5mm displacement, and acceleration and displacement of structure, water height, and shear force are measured. Experimental results indicate that the LCVA tuned to 100% of the natural frequency with orifice opening ratio of zero reduce the peak and RMS displacement up to 67% and 72%.

초고층건물의 구조설계 정보에는 설계작업 프로세스 모델, 설계정보 전산모델, 기본설계 프로그램 및 설계 도서생성 프로그램 개발 등 여러 가지 특성화된 부분으로 구성되어 있다. 기존의 구조 설계정보는 통합적으로 관리되는 기능이 없기 때문에 건설 정보 교환에 대한 공유가 제대로 이루어지지 않고 있다. 이러한 설계정보의 데이터 수정 및 공유를 합리적으로 처리하기 위해서 통합설계에 대한 필요성이 증가하고 있다. 또한, 초고층 구조설계에서는 건설정보의 표준화가 이루어진 후 합리적인 정보교환을 위해서도 통합설계의 필요성이 대두되고 있다. 본 연구에서는 초고층건물의 구조설계를 위하여 STEP을 이용한 초고층 구조설계의 개념을 소개하고 초고층건물의 구조설계방법에 대한 질량 엔티티 및 기둥축소량 엔티티, 사용성평가 엔티티를 제안하고자 한다.

초고층건물 구조설계를 효율적으로 수행하고 설계정보를 합리적으로 처리하기 위해서 통합설계에 대한 필요성이 증가하고 있으며, 또한 기존의 설계사례를 D/B화하여 초기 설계단계에 적용하는 연구가 필요하다. 구조설계 초기 단계에서는 주재료와 구조형태를 선정하고 대략적인 부재치수를 선정하게 되는데, 이것은 건물높이, 사용하중, 기본풍속, 설계가속도, 최대수평변위, 기둥간격, 층고 등과 같은 정보와 유사 사례에 대한 정보를 토대로 결정하게 된다. 그리고 초기 개념설계 단계에서 주어진 문제를 해결하는 방법은 과거 유사한 문제의 해결지식이 유용하게 적용된다. 본 논문에서는 초고층건물의 통합설계시스템에서의 개념구조설계법을 소개하고, 초기 설계단계에서의 적합성을 초고층건물 적용 예제를 이용하여 검토하고자 한다.

국내와 같이 풍하중이 지배 횡하중으로 작용하는 중/약진대라 할지라도 초고층건물의 설계를 담당하고 있는 구조기술자는 특정세기의 잠재지진(가령 재래기 500년 정도의 설계용지진동 또는 재래기 2400년 정도의 최대한도지진)이 구조시스템에 미칠 수 있는 구조적 영향을 합리적으로 평가할 수 있어야 한다. 본 연구에서는 중/약진대로 분류되는 국내의 지진환경하에서, 국내 구조사무소의 평균적 실무관행에 따라 내풍설계된 초고층 철골중심가새골조를 가정하여 지진해석을 수행하고 내진성능을 평가하였다. 내풍설계에서 요구되는 사용성 요건 및 횡력저항 철골부재에 부과돠는 폭-두께비 제한 등으로 인해 상당한 크기의 시스템 초과강도(system overstrength)가 유입됨을 확인할 수 있었다. 내풍설계과정에서 부차적으로 기인하는 이 시스템 초과강도로 인하여, 본 연구의 세장비 6 이상의 철골조 초고층 중심가새골조는 2400년 재래기의 최대한도지진에 대해서도 즉시입주 가능한 거동수준에서 탄성적으로 저항할 수 있음을 확인하였다.

대도시에서 초고층 건물의 필요성은 구조 기술자에게 새로운 문제를 안겨주었다. 기둥축소의 효과는 설계 및 시공에 있어 특별한 주의를 요구한다. 기둥의 축소는 칸막이, 마감, 그리고 설비체계와 같이 수직하중을 지탱하도록 고려되어 있지 않은 비구조적인 요소에 영향을 미친다. 또한 각 기둥의 축소량 차이는 주위의 슬래브 및 보와 같은 부재들을 경사지게 한다. 축소량을 예측하는 목적은 부등 축소량의 차이를 미리 보정하는데 있다. 본 연구는 부동 축소량에 의한 주구조부재의 영향에 대한 내용을 다루었다. 자중으로 인해 초지 수직변위를 갖는 52층 철근콘크리트 구조물에 지진하중을 적용하여 구조물에 미치는 영향을 평가하였다. 각 수직구조요소에 대한 축소량은 전산화된 기둥축소 해석 프로그램을 이용하여 예측되었으며 지진하중으로 인한 축소량이 보정된 구조물과 보정되지 않은 구조물 사이의 응력을 조사하였다.

본 논문에서는 지진하중을 받는 고층건물의 비탄성거동 특히, 층수에 따라 평면이 비대칭적으로 감소하여 발생하는 비틀림거동에 대하여 고찰하였다. 평면의 구조적 비대칭성에 의하여 발생하는 강성의 비대칭은 건물이 지진하중을 받을 때 횡변위 뿐만아니라 비틀림변형을 유발하게 된다. 이러한 비탄성 비틀림거동의 해석은 2차원모델로는 어려우므로 3차원해석이 요구된다. 본 논문에서는 102층의 비정형 초고층건물을 모델로 하여 내진설계규준에 의한 지진하중을 각 층에 가하여 하중의 크기를 증가시켜 정적 탄소성해석을 수행하였는데 비틀림에 의한 영향을 평가하기 위하여 비틀림을 제한한 모델과 그 거동을 비교분석하였다. 해석 결과에 따르면 비대칭건물의 탄소성 거동은 비틀림거동에 의하여 매우 큰 영향을 받는 것으로 나타났다.

모듈시스템에 기초한 megastructure 시스템은 미래의 초고층건물에 적합한 효율적인 구조시스템이다. 이 시스템의 하나 또는 여러 모듈의 내부 프레임을 거대한 외부프레임으로부터 분리하면 추가적인 질량을 설치하지 않고도 질량도조 감쇠장치의 효과를 얻을수 있다. 이러한 주-부구조시스템의 최적설계에 미치는 요소에 대한 연구를 위해 일반적으로 간단한 2자유도계(DOF) 시스템으로 모델링할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 시스템의 운동방정식을 유도하고 2DOF으로 모델링하기 위해 만족해야하는 전제조건에 대해 연구하였다. 또한 주어진 질량과 감쇠비에서 부구조물의 최적질량을 유도하고 이것을 바탕으로 지반진동에 의한 응답스펙트럼을 구하여 주-부구조시스템의 진동제어 효과를 검증하였다.

기둥축소량을 발생시키는 원인과 현재까지 연구되어온 코드에 대하여 고찰하였다. 코드에서 언급하고 있는 내용들은공시체의 건조수축, 크리프, 압축강도 및 탄성계수 그리고 구조해석에서 산출되는 탄성변형을 다루고 있으나, 장기간의 모니터링에 의해 나타나는 온도에 의한 변형은 기존의 연구에 의해 발생되는 요소들에 의한 것보다 축소량이 적게 발생하는 것을 알 수 있었다. 하지만 기존의 연구에서는 온도에 의한 변형에 대해서는 고려하지 않고 건조수축, 크리프 및 탄성변형에 대하여 다루고 있는 것을 확인 할 수 있고, 공시체의 실험에 대해서는 온 도에 대한 항목은 습도에 대한 항으로 대체하여 다루고 있음을 알 수 있다. 이에 대해 제안식에 의한 보정수치는 축소량 산정시 상부방향 4.9 mm 와 하부방향 1.0 mm의 오차를 나타내어 측정에 의한 수치와 거의 일치하는 것으로 나타났다. 따라서, 기존의 기둥축소량 산정에 있어서 누락 될 수 있는 온도에 대하여 추가적으로 더 연구하여 그 영향계수를(수직온도보정계수,) 고려하고, 공시체의 시험뿐만 아니라 구조체의 온도 보정에 관한 기준 보완이 필요한 것으로 파악되었다.

In this paper, characteristics of wind-induced vibration responses of supertall buildings with unconventional configurations were investigated through extensive aeroelastic model tests. As a result, it was found that helical and composite models were most effective in reducing the wind-induced vibration responses in both along- and across-wind directions.

In this study, the damages detections were carried out using artificial neural networks for super tall building. In the results of detections, the damage locations and extents were similar to the actual damages. The accuracy is expected to increase as the number of learning case is larger.

초고층 구조물에 대한 모니터링 시스템은 건물에 가해지는 외력 및 노후화에 따른 건물의 성능 저감에 대비하여 건물의 상태를 객관화하기 위한 건물의 동특성의 실시간 감시를 포함한다. 그 결과로 모니터링 시스템은 Fig. 1과 같이 사용자의 안전 및 사용성을 보장하고 장기적으로 생애 주기 측면의 비용 감소를 지향한다. 이러한 모니터링의 구성 항목으로는 크게 세 가지로 구분될 수 있는데 1) 구조물의 외력, 2) 구조물 자체의 반응, 그리고 3) 구조물 내 설치되는 장치에 대한 모니터링이 있으며, 포스코건설 송도사옥 모니터링은 그 목적에 따라 상기 각 항목들에 대하여 계측을 실시하여 풍진동에 대한 건물의 거동을 모니터링 하는데 있다.

본 연구는 구조해석 프로그램 MIDAS-Gen을 사용하여 80층 건물의 구조분야에 대한 계획설계를 실시한 후에 캡 트러스가 설치된 초고층건물의 아웃리거 구조의 최적위치에 대하여 연구하는 것을 목적으로 하였다. 이 논문에서 구조해석의 주요한 변수는 아웃리거 위치와 주요한 구조요소 (아웃리거, 외곽기둥, 전단벽 등)의 강성이다. 캡 트러스가 설치된 초고층건물의 아웃리거 구조의 최적위치를 찾기 위하여초고층건물의 구조설계에서 가장 중요하게 고려해야하는 요소의 하나인 최상층의 수평변위를 분석하고 고찰하였다. 본 연구의 결과, 아웃리거 위치와 아웃리거, 외곽기둥, 전단벽과 같은 주요한 구조요소의 강성은 최적의 아웃리거 위치에 영향을 주는것으로 나타났다. 그리고 본 연구의 결과는 초고층건물의 수평변위를 최소화시키는 최적의 아웃리거 위치를 결정할 수 있는 기본적인 엔지니어링 자료를 제공하는 것으로 나타났다.