Drift Design Method of High-rise Buildings Considering Design Variable Linking Strategy and Load Combinations

부재 그룹과 하중 조합을 고려한 고층건물 변위조절 설계법

  • Published : 2006.12.30

Abstract

Drift design methods using resizing algorithms have been presented as a practical drift design method since the resizing algorithms proposed easily find drift contribution of each member, called member displacement participation factor, to lateral drift to be designed without calculation of sensitivity coefficient or re-analysis. Weight of material to be redistributed for minimization of the lateral drift is determined according to the member displacement participation factors. However, resizing algorithms based on energy theorem must consider loading conditions because they have different displacement contribution according to different loading conditions. Furthermore, to improve practicality of resizing algorithms, structural member grouping is required in application of resizing algorithms to drift control of high-rise buildings. In this study, three resizing algorithms on considering load condition and structural member grouping are developed and applied to drift design of a 20-story steel-frame shear-wall structure and a 50-story frame shear-wall system with outriggers.

재분배 기법은 민감도 해석 없이 변위에 대한 각 부재의 변위기여도를 간단하게 계산 한 후, 변위기여도에 근거하여 물량을 분배함으로서 변위를 제어할 수 있는 실용적인 고층건물 변위 설계법으로 인식되고 있다. 그러나 에너지 이론에 근거한 재분배 기법은 하중 조건에 따라서 서로 다른 변위기여도를 가질 수 있게 되며, 특히 횡력 뿐만 아니라 상당한 량의 연직하중도 함께 받고 있는 고층건물의 재분배 기법 적용시의 변위기여도 계산에는 연직하중의 영향이 고려하여야 한다. 또한, 고층 건물의 변위설계에 재분배 기법을 적용하기 위해서는 실용성을 높이기 위해서 부재 그룹핑이 고려되어지는데 부재 그룹핑 고려에 따른 연직하중의 영향을 다르게 나타나게 된다. 그러므로, 본 연구에서는 하중의 종류와 부재 그룹핑 여부를 변수로 하여 세 가지의 재분배 알고리즘을 개발한 후, 이를 20층 강접 골조 전단벽 예제와 60층 아웃리거 예제의 변위 설계 적용하였다.

Keywords

References

  1. 대한건축학회(2000) 건축물 하중기준 및 해석, 태림문화사, 서울, p,345
  2. 박효선, 서지현(1999) 강접 골조-전단벽 구조물의 수평 변위 제어를 위한 재분배기법의 정식화, 대한 건축학회 춘계발표 논문집, 19(2), pp.277-282
  3. 박효선, 서지현(2000) 횡하중과 수직하중을 받는 고층 구조물의 변위설계법, 대한 건축학회 춘계발표 논문집, 20(1), pp.87-90
  4. 박효선, 서지현(2001) 재분배기법을 이용한 고층 구조물의 수평변위 설계법, 대한 건축학회 논문집, 17(9). pp.73-80
  5. 박효선, 서지현(2002) 하중 종류와 부재 그룹핑을 고려한 횡변위 제어기법, 한국 강구조학회 학술발표대회 논문집, pp.452-457
  6. 박효선, 서지현(2004) 프레임-전단벽 구조물의 동적 변위조절 설계법 개발에 관한 기초연구, 한국강구조학회발표논문집, 15(1), pp.306-313
  7. 박효선, 서지현(2004) 횡하중과 연직하중을 받는 고층건물의 변위 설계를 위한 재분배기법 개발, 한국전산구조공학회 논문집, 17(1), pp 49-58
  8. 박효선, 서지현(2005) 중량 조절계수를 이용한 고층 건물 변위설계법 개발, 한국강구조공학회논문집, 17(3). pp.285-294
  9. 박효선, 안선아(1998) 횡하중을 받는 평면프레임 구조물의 강성설계법, 대한건축학회 춘계발표 논문집, 18(1), pp.641 -646
  10. 한국강구조공학회 (2003) 허용응력설계법에 의한 강구조설계 기준, 구미서관, 서울
  11. Ahn. S. A., Park, H. S.(1998) Resizing Methods for Drift Control of Tall Steel Structures, Structural Steel PSSC '98. 2. pp.1017-1022
  12. Baker, W. F. (1990) Sizing techniques for lateral systems in multi-story steel buildings, 4th World Congress on Tall Buildings: 2000 and Beyond, CTBUH, Hong Kong, pp.857 -868
  13. Chan, C. M., Grierson, D. E. (1993) An efficient resizing techniques for the design of tall buildings subject to multiple drift constraints, The Structural Design of Tall Buildings, 2(1), pp.17-32 https://doi.org/10.1002/tal.4320020103
  14. Choi. C. K., Kwak. H. G., Lee. H. W.(998) The Optimum Structural Design with Discrete Section. Proceedings of Korea-Japan Joint Seminar on Emergin Technologes In Structural Engineering and Mechanics. Nov. Seoul. Korea. pp.23-26
  15. Cohn. M. Z. Dinovitzer. A. S. (1994) Application of Structural Optimization, Journal of Structural Engineering, ASCE, 120(2). pp.617-650 https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(1994)120:2(617)
  16. Hong. K. P., Park. H. S., Seo. J.(2002) H.. Drift Design of Steel-Frame Shear-Wall Systems for Tall Buildings, The Structural Design of Tall Buildings, 11, pp.35-49 https://doi.org/10.1002/tal.187
  17. Park. H. S., Park. C. L.(1997) Drift control of high-rise buildings with unit load method, The Structural Design of Tall Buildings, 6(1). pp.23-35 https://doi.org/10.1002/(SICI)1099-1794(199703)6:1<23::AID-TAL80>3.0.CO;2-1
  18. Taranath, B. S. (1997) Steel Concrete & Composite Design of Tall Buildings, McGraw-Hill, USA, p.998