고층건물 SRC기둥의 확률론적 기둥축소량 해석 및 보정법

송화철,김형태 대한건축학회지회연합회 2018 대한건축학회연합논문집 Vol.20 No.2

고층건물의 기둥축소량해석을 하는 주된 목적은 시공중 수직부재간 부등축소량을 보정하는 것이다. 특히 SRC기둥의 길이 조정에 의한 보정시 공장에서 선작업을 하기 때문에 일정범위를 초과하는 과대 또는 과소 보정을 하지 않기 위한 조치를 해야 한다. 이 논문에서는 37층 고층건물을 대상으로 하여 SRC기둥의 축소량에 대한 보정 및 재보정 사례를 소개하고 확률론적으로 해석한 결과를 계측 결과와 비교․분석한다. 이를 통하여, 신뢰성기법을 활용한 합성부재인 SRC기둥에 대한 보정법을 제시하고자 한다. 본 연구에서 제시한 SRC기둥의 확률해석법을 이용하여 축소량의 신뢰구간별 상하한치를 제시할 수 있으며 초기 및 시공단계별 보정값을 제시할 때 과대 및 과소 보정을 방지하는데 활용할 수 있다. The main purpose in calculating predicted column shortening of high-rise buildings is to compensate for the differential length changes during construction. In this paper, the compensation and re-compensation method of column shortening is introduced for SRC columns in 37-story high-rise building. The probabilistic column shortenings are compared with the actual shortenings by field measurement and the compensation method of SRC columns using reliability analysis is suggested. In the probabilistic analysis of SRC columns, the shortenings can be presented with the upper and lower values of confidence level. The suggested method can be applied for preventing from overestimating and underestimating of compensation values of initial and under construction stage.

기둥축소량 보정을 위한 기둥의 최적그루핑기법

김영민,Kim, Yeong-Min 한국전산구조공학회 2011 한국전산구조공학회논문집 Vol.24 No.2

본 논문에서는 기둥축소량 보정의 효율성을 증진시키기 위한 방안으로서 유사한 축소 경향을 보이는 기둥들을 동일 그룹으로 묶는 기둥의 최적그루핑기법에 대하여 연구하였다. 기둥의 최적그루핑은 무감독학습에 의해 입력데이타의 패턴을 스스로 분류할 수 있는 코호넨의 자기조직화 형상지도 알고리즘을 이용하였다. 본 연구에 적용된 코호넨 네트워크는 두 개의 입력뉴런과 분류할 기둥그룹 개수만큼의 출력뉴런으로 구성된다. 입력뉴런에는 기둥축소량의 정규화된 평균과 표준편차가 입력되며, 출력뉴런에는 각 기둥이 속하게 될 기둥그룹이 출력된다. 제안된 알고리즘을 실제 축소량 해석이 수행된 두 개의 건물에 적용하여 그 적용성을 평가하였다. 적용결과 동일 그룹으로 분류된 기둥들은 서로 인접하고 있으며 서로 다른 기둥그룹끼리는 교차하지 않는 등 유사한 축소 경향을 보였다. 이로부터 본 연구의 기둥축소량의 최적그루핑 알고리즘은 충분한 실무적용성이 있음을 확인하였다. This study presents the optimal grouping technique of columns which groups together columns of similar shortening trends to improve the efficiency of column shortening compensation. Here, Kohonen's self-organizing feature map which can classify patterns of input data by itself with unsupervised learning was used as the optimal grouping algorithm. The Kohonen network applied in this study is composed of two input neurons and variable output neurons, here the number of output neuron is equal to the column groups to be classified. In input neurons the normalized mean and standard deviation of shortening of each columns are inputted and in the output neurons the classified column groups are presented. The applicability of the proposed algorithm was evaluated by applying it to the two buildings where column shortening analyses had already been performed. The proposed algorithm was able to classify columns with similar shortening trends as one group, and from this we were able to ascertain the field-applicability of the proposed algorithm as the optimal grouping of column shortening.

초고층건물 SRC기둥의 기둥축소량 보정법 및 현장계측

장승우,송화철 대한건축학회지회연합회 2005 대한건축학회지회연합회 학술발표대회논문집 Vol.1 No.1

Accurate prediction of time-dependent column shortening is essential for tall buildings from both strength and serviceability aspects. The compensation method is different from reinforced concrete and SRC(Steel Reinforced Concrete) members. The SRC columns are usually compensated according to total differential shortening between two vertical elements. In this study, column shortenings of 37-story W building under construction are predicted and compensated. The SRC column shortenings are compared with the actual column shortening by field measurement and the column shortenings are reanalysed and recompensated.

현장 적용성을 고려한 기둥축소량의 최적보정시스템 개발

김영민,Kim, Yeong-Min 한국전산구조공학회 2010 한국전산구조공학회논문집 Vol.23 No.2

본 연구에서는 현장 적용성을 고려한 기둥축소량의 최적보정시스템을 그래픽-사용자 인터페이스의 컴퓨터 프로그램으로 개발하였다. 구현된 시스템은 성능 및 시공상의 다양한 제약조건을 만족하면서 상대보정과 혼합보정이 모두 가능하다. 제안된 시스템에서는 기둥축소량 보정전과 보정후의 구조물 형상을 그래픽으로 확인가능하며, 각 층의 보정결과는 기둥축소량 보고서로 바로 활용 가능한 도면으로 출력된다. 제안된 시스템을 실제 축소량 보정이 수행된 61, 42, 49, 53층의 네 건물에 적용한 결과, 제약조건을 쉽게 변경하면서 축소량 보정을 수행할 수 있고, 기존의 방법으로는 해를 구하지 못하는 경우에도 손쉽게 해를 구할 수 있어 현장 적용성이 뛰어남을 확인하였다. This study presents graphic-user interface computer program for optimal compensation of differential column shortening with high field applicability. The implemented system can perform both relative and mixed compensation while satisfying both performance and construction constraints. In the proposed system the shape of the structure before and after compensation can be checked graphically, and the results of compensation of each stories can be printed in drawings which can be directly used as the report of column shortening. The field-applicability of the implemented system was verified by applying it to the four reinforced concrete residental buildings of 61, 42, 49 and 53 stories where compensation of differential column shortening had already been performed. Using the implemented system, compensation can be performed easily with the various constraint conditions and was able to acquire rational compensation results for the cases where conventional method was not successful.

몬테카를로 기법을 이용한 CFT 기둥축소량의 예측

장승우,송화철,소광호,Jang, Sung-Woo,Song, Hwa-Cheol,Sho, Kwang-Ho 한국공간구조학회 2010 한국공간구조학회지 Vol.10 No.1

According to the available study and experimental data about the long term behavior of CFT(Concrete Filled Tube) columns, the creep and of concrete in CFT columns are smaller than those of RC columns because of the confinement effect of outer steel columns. In this study, the uncertainties associated with assumed values for concrete properties such as strength, creep coefficients, and service load have been considered and analyzed for the prediction of time-dependent column shortening of CFT column. The CFT column shortening analysis using Monte Carlo method is proposed and an of a 37 story tall building with CFT columns is studied for illustration. According to the results obtained by the probability analysis with multi parameters, the effect of variation coefficient for 3 parameters is investigated considering confidence interval. CIT 기둥의 장기거동에 관한 기존의 연구과 실험자료에 의하면 크리프 및 건조수축계수는 외부 강관의 구속효과에 의하여 철근콘크리트 기둥보다 작은 값을 가진다. 본 연구에서는 불확실성이 큰 콘크리트 강도와 특정크리프값과 작용하중을 매개변수로 하여 37층 건물의 CFT 기둥에 대한 확률론적 해석을 수행하였으며 매개변수의 특성을 분석하고 CFT 기둥의 축소량 해석값의 예측범위를 정량화하였다. 본 논문에서는 CFT 기둥축소량의 확률론적 해석을 위한 몬테카를로 (Monte Carlo) 기법을 소개하며 다중매개변수를 동시에 적용하여 매개변수의 변동에 따른 축소량의 영향을 분석하고 신뢰지수별 변동폭을 산정하였다.

초고층 건물의 기둥축소와 지진하중에 대한 구조적 영향

정은호,김희철 한국지진공학회 1997 한국지진공학회논문집 Vol.1 No.3

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. The necessity of a high-rise building in big cities gave a new problem to structural engineers. The shortening effect of vertical members needs special considerstion in the desigh and construction of high-rise buildings. The shortening of each column transfers load to nonstructural members such as partitions, cladding, and M/E systems which are not designed to carry gravity loads. Also, the slabs and beams will tilt due to the cumulative differential shortening of adjacent vertical members. The main purpose of estimating the total shortening of vertical structural members is to compensate the differential shortening between adjacent members. This paper presents the structural effect of differential shortening between in main structural members. Lateral earthquake load is applied to the 52 story concrete structure which has an initial vertical displacement due to the gravity load. Shortening amount for each vertical member was estimated using the computerized column shortening software. Comparison of stresses between the shortening corrected structure and the uncorrecated structure due to earthquake load was discussed.

고층건물의 멀티 기둥그룹에 대한 부등기둥축소량의 최적보정기법

김영민,Kim, Yeong-Min 한국전산구조공학회 2008 한국전산구조공학회논문집 Vol.21 No.2

본 연구에서는 3개 이상의 기둥그룹에 대해서도 일반적으로 적용 가능한 기둥축소량의 최적보정기법을 제안하고, 이를 실제 시공된 건물에 적용하여 그 적용성을 평가하였다. 제안된 최적보정기법은 성능 및 시공상의 제약조건을 만족하면서 보정개소를 최소한으로 할 수 있는 층그룹 및 이때의 보정량을 산정하며, 상대보정뿐만 아니라 절대보정을 고려한 혼합보정도 가능하다. 최적보정에는 시뮬레이티드 어닐링(simulated annealing)이 주요 알고리즘으로 사용되었다. 제안된 기법을 실제 축소량 보정이 수행된 61층 건물에 적용한 결과, 보정량을 쉽게 산출할 수 있고 또한 실무방식보다 보정개소를 줄일 수 있어 적용성이 뛰어남을 확인하였다. This study presents optimal compensation algorithm of differential column shortening for more than two column groups. The proposed algorithm produces the minimum story groups and their compensation thicknesses which satisfy constraint conditions on performance and construction and enables not only the relative compensation but also the mixed compensation considering absolute shortening. The simulated annealing algorithm is used as the main optimization technique. The applicability of the proposed algorithm was verified by applying it to the 61-storey building where compensation of differential column shortening had already been performed. Using, the proposed algorithm compensation was performed easily and the number of compensation was less than the field method.

사용성 한계상태를 적용한 초고층 콘크리트 건물 기둥축소량의 구조신뢰성평가

신영무,조용수,박수용,송화철 대한건축학회지회연합회 2008 대한건축학회지회연합회 학술발표대회논문집 Vol.2008 No.1

Differential shortening effects in tall concrete buildings causing cracks of partitions, curtain walls and pipe lines are a significant serviceability component. The paper describes a method for the structural reliability assessment on serviceability limit state of the time-dependent column shortening. The method is based on the probability analysis using monte carlo simulation. Based on the reliability index and probability of failure, the column shortening of 41-story tall concrete building is evaluated quantitatively and the compensation values are proposed considering target reliability index on the serviceability limit state.

초고층 건물의 Column Shortening보정에 미치는 영향요소

문일원,최기봉 한국구조물진단유지관리공학회 2018 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.22 No.1

The causes of column shrinkage and the codes that have been studied up to now are discussed. The documents mentioned in the code dealwith the drying shrinkage, creep, compressive strength and elastic modulus of the specimen, and the elastic deformation calculated from the structuralanalysis. However, the deformation due to the temperature caused by the long term monitoring is less than that caused by the factors generated bythe previous studies. In the previous studies, it was found that dehydration shrinkage, creep, and elastic deformation were not considered fortemperature-induced deformation, while for the specimen experiments, the temperature-related items were replaced with the humidity-related termsThe compensation value by the proposed equation showed error of 4.9 mm in the upper direction and 1.0mm in the lower direction when calculatingcolumn shortening, and it was found that its value by the proposed equation almost coincided with the measurement value in Site. Therefore, it isnecessary to further study the temperature that can be omitted in calculating the existing column shortening, to consider the influence factors, andto supplement the criteria for the temperature measurement of the structure as well as the specimen tests. 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 온도에의한 변형은 기존의 연구에 의해 발생되는 요소들에 의한 것보다 축소량이 적게 발생하는 것을 알 수 있었다. 하지만 기존의 연구에서는 온도에의한 변형에 대해서는 고려하지 않고 건조수축, 크리프 및 탄성변형에 대하여 다루고 있는 것을 확인 할 수 있고, 공시체의 실험에 대해서는 온도에 대한 항목은 습도에 대한 항으로 대체하여 다루고 있음을 알 수 있다. 이에 대해 제안식에 의한 보정수치는 축소량 산정시 상부방향 4.9 mm와 하부방향 1.0 mm의 오차를 나타내어 측정에 의한 수치와 거의 일치하는 것으로 나타났다. 따라서, 기존의 기둥축소량 산정에 있어서 누락될 수 있는 온도에 대하여 추가적으로 더 연구하여 그 영향계수를(수직온도보정계수,  ) 고려하고, 공시체의 시험뿐만 아니라 구조체의 온도보정에 관한 기준 보완이 필요한 것으로 파악되었다.

KBC2016 탄성계수식을 적용한 초고층건물 기둥축소량 해석

황예원(Hwang, Ye-Won),송화철(Song, Hwa-Cheol) 대한건축학회 2022 대한건축학회 학술발표대회 논문집 Vol.42 No.2