When the center of stiffness and the center of mass of the structure differ under the seismic load, torsion is caused by eccentricity. In this study, an analysis model was modeled in which the positions of the core and the plane rotation axis of a 60-story torsional atypical structure with a plane rotation angle of 1 degree per floor were different. The structural behavior of the analysis model was analyzed, and the earthquake response behavior of the structure was analyzed based on the time history analysis results. As a result, as the eccentricity of the structure increased, the eccentricity response was amplified in the high-rise part, and the bending and torsional behavior responses were complex in the low-order vibration mode. As a result of the analysis, the maximum displacement and story drift ratio increased due to the torsional behavior. The maximum story shear force and the story absolute maximum acceleration showed similarities for each analysis model according to the shape of the vibration mode of the analysis model.

In this paper, a twisted shape structure with an elevation form favorable to the resistance of vibration caused by wind loads is selected from among the forms of high-rise buildings. The analytical model is a square, triangular, and hexagonal plane with a plane rotation angle of one degree from 0 to 3 degrees per each story. As a result of the analysis, as the twist angle increased, story drift ratio is increased. Responses with different eccentricity rates were shown by analytical models. Therefore planar shapes designed symmetrically to the horizontal axis of X and Y are considered advantageous for eccentricity and torsion deformation. In the case of the bending moment of the column, the response was amplified in the column supporting the base floor, the roof floor, the floor in which the cross-section of the vertical member changes, and the floor having the same number of nodes as the base floor. Finally, the axial force response of the column is determined to be absolutely affected by the gravity load compared to the lateral load.

비정형 형태의 건축물에서 발생하는 풍하중은 KBC-2016의 풍하중 산정식으로 산정할 수 없기 때문에 풍동실험을 통해 풍하 중을 평가할 수밖에 없다. KBC-2016으로 비정형건축물을 정형적인 건축물로 가정하여 풍하중을 평가한다면 과소평가될 우려가 있 다. 그러므로 보다 합리적인 평가를 위해 풍하중을 할증시켜줄 필요가 있다. 본 연구에서는 평면형태가 L자인 건축물을 대상으로 풍력 실험을 실시하여 풍하중을 산정하였으며, 이를 KBC-2016으로 산정한 풍하중과 비교하였다. 풍동실험을 통해 구한 L자형 건축물의 풍 하중과 KBC-2016으로 L자형 건축물과 동일한 폭과 깊이를 가진 사각형평면 건축물을 대상으로 구한 풍하중의 비로 풍하중 할증계수 를 도출하였다. 풍하중 할증계수는 1.6~2.2로 나타났다. KBC-2016에 의해 평가한 사각형 건축물의 풍하중에 풍하중 할증계수를 곱하 면 L자형 건축물의 풍하중이 된다.

In this study, the seismic response is investigated by using a relatively low-rise building under torsion-prone conditions and three seismic loads with change of the location of the seismic isolation system. LRB (Lead Rubber Bearing) was used for the seismic isolator applied to the analytical model. Fixed model without seismic isolation system was set as a basic model and LB models using seismic isolation system were compared. The maximum story drift ratio and the maximum torsional angle were evaluated by using the position of the seismic layer as a variable. It was confirmed that the isolation device is effective for torsional control of planar irregular structures. Also, it was shown that the applicability of the midstory seismic isolation system. Numerical analyses results presented that an isolator installed in the lower layer provided good control performance for the maximum story drift ratio and the maximum torsional angle simultaneously.

In the Korean Building Code (KBC), the Design Eccentricity involves the torsional amplification factor (TAF), and the inherent and accidental eccentricities. When a structure of less than 6-stories and assigned to seismic design category C or D is designed using equivalent static analysis method, both KBC-2006 and KBC-2009 use the TAF but apply different calculation methods for the of design eccentricity. The design eccentricity in KBC-2006 is calculated by multiplying the sum of inherent eccentricity and accidental eccentricity at each level by a TAF but that in KBC-2009 is calculated by multiplying only the accidental eccentricity by a TAF. In this paper, the damage indices of a building with planar structural irregularity designed by different design eccentricities are compared and the relationship between the earthquake damage and design eccentricity of the building is evaluated. On the basis of this study, the increment of design eccentricity results in the decrement of final eccentricity and global damage index of structure. It is observed that design eccentricity in KBC-2006 reduces the vulnerability of torsional irregular building compared to design eccentricity in KBC-2009.

비정형 평면을 가진 건물의 추가적인 손상의 원인이 되는 비틀림과 비정형성의 척도인 편심과의 관계에 대한 많은 연구들이 진행되어 왔으나 손상도와 편심의 직접적인 관계에 대한 연구는 수행된 적이 거의 없다. 본 연구에서는 비정형 평면을 가진 건물의 복잡한 지진 응답에 적용할 수 있는 3차원 손상도 계수를 이용하여 건물의 손상도와 편심에 대한 정량적인 관계를 분석하였다. 이를 통해 건물의 편심이 커지면 최대변위는 줄어들지만 비틀림 거동이 증가하여, 손상의 집중으로 인해 전반적인 손상도 계수가 증가함이 관찰되었다. 또한, 2차원 주기가 비슷한 경우에는, 건물의 길이가 최대변위와 최대 비틀림에 미치는 영향이 작으며 이로 인해 전체 손상도 계수에도 그 영향이 미미한 것으로 관찰되었다. 해석 결과를 바탕으로 중약진 지역에서 편심의 크기가 10%, 20%, 30%인 단층 건물은 편심이 없는 건물에 비해서 각각 평균 3~5%, 13~18%, 33~47% 정도의 손상도 증가가 있을 것으로 분석하였다. 이와 같은 편심-손상도 관계는비정형 평면을 가진 건물의 내진 설계에 있어서 기본 구조 계획 수립과 내진 성능 평가에 유용한 자료가 될 것으로 생각된다.

최근 다양한 평면 형태의 건물이 늘어나면서 질량중심과 강성중심이 일치하지 않는 수평 비정형 구조물이 증가하고 있다. 이러한 수평 비정형 구조물은 지진 발생 시 비틀림 변형을 유발하여 예상하지 못한 지진 피해가 발생하므로 수평 비정형 구조물의 거동을 예측하는 것이 중요하다. ASCE/SEI 7-10에서는 수평 비틀림 비정형 구조물에 대해서 추가적인 기준을 적용하여 설계를 수행하도록 요구하고 있다. 본 연구에서는 지진 발생 시 편심의 영향을 평가하기 위하여 높이가 3층인 정형과 비정형 철골 모멘트 골조의 지진응답평가를 수행하였다. 정형구조물은 ASCE/SEI 7-10에 따라 응답스펙트럼해석법을 이용한 내진설계를 수행하였다. 그리고 비정형 구조물은 모멘트골조의 위치를 조정하여 편심을 갖도록 모델링하였다. 대상 구조물의 지진하중에 대한 해석을 수행하기 위하여 FEMA P695에서 사용된 원거리 지진기록 중 3가지 지진 데이터를 선정하여 탄성시간이력해석을 수행하였다. 대상 구조물의 층간변위비를 비교해본 결과, 정형과 비정형 구조물의 층간 변위비는 3층에서는 유사하였지만 1층에서 큰 차이를 보였다. 이를 통해 지진이 발생하였을 때, 편심의 영향이 층마다 다르다는 사실을 알 수 있었다.