스카이브릿지로 연결된 벨트월이 있는 고층건물의 효율적인 동적해석

이동근,김현수,양아람,고현,Lee, Dong-Guen,Kim, Hyun-Su,Yang, Ah-Ram,Ko, Hyun 한국전산구조공학회 2009 한국전산구조공학회논문집 Vol.22 No.3

스카이브릿지의 연결시스템은 일반적으로 매우 큰 비선형성을 가지고 있으므로 연결된 건물의 동적거동을 정확하게 예측하여 스카이브릿지를 설계하기 위해서는 경계비선형 시간이력해석이 필요하다. 그러나 일반적인 유한요소 해석모델을 사용하여 전체 고층건물을 모형화하고 설계를 위하여 반복적인 경계비선형 시간이력해석을 수행한다면 해석에 소요되는 노력과 시간이 매우 클 것이다. 따라서 본 연구에서는 스카이브릿지로 연결된 고층건물의 효율적인 동적해석 및 진동제어 성능 평가를 위하여 벨트월의 효과를 고려한 등가의 캔틸레버모델을 제안하였다. 제안된 등가모델의 효율성 및 정확성을 검토하기 위하여 스카이브릿지로 연결된 49층과 42층 건물을 예제구조물로 사용하였고 풍하중에 대한 경계비선형 시간이력해석을 수행하였다. 해석결과 제안된 등가모델을 사용하면 스카이브릿지로 연결된 고층건물의 동적응답을 매우 효율적으로 파악할 수 있다는 것을 확인하였다. In the design of a sky-bridge, repetitive boundary nonlinear time history analyses are required to accurately predict dynamic behaviors of the connected buildings because the connection systems of a sky-bridge usually have high nonlinearity. If a conventional finite element model for entire high-rise buildings is used for repetitive boundary nonlinear time history analyses, computational efforts could be significant. In this study, an equivalent cantilever model considering the belt-wall effect has been proposed for an efficient dynamic analysis and a performance evaluation of vibration control of high-rise buildings connected by a sky-bridge. To verify the accuracy and efficiency of the proposed equivalent model, boundary nonlinear time history analyses of 49- and 42-story example buildings connected by a sky-bridge have been performed for wind excitation. Based on the analytical results, it has been verified that the proposed equivalent model can provide accurate dynamic responses of building structures connected by a sky-bridge with significantly reduced computational efforts.

스마트 스카이브릿지를 이용한 인접건물의 진동제어

강주원,채승훈,김현수 한국공간구조학회 2010 한국공간구조학회지 Vol.10 No.4

본 연구에서는 MR 감쇠기와 FPS를 사용하여 구성된 스마트 스카이브릿지를 제안하였으며 스마트 스카이브릿지로 연결된 인접건물의 지진응답 제어성능을 분석하였다. 이를 위하여 스마트 스카이브릿지로 연결된 10층과 20층 구조물을 예제 구조물로 선택하였고 근거리 (near fault) 및 원거리 (far fault) 지진의 특성을 가지는 El Centro 지진과 Kobe지진을 사용하여 시간이력해석을 수행하였다. 스마트 스카이브릿지블 효과적으로 제어하기 위해서 퍼지논리제어기를 개발하였으며 퍼지논리제어기를 최적화하기 위하여 다목적 유전자알고리즘을 사용하였다. 최적화결과 10층 건물의 지진응답과 20층 건물의 지진응답 사이에는 상충관계 (trade-off)가 있는 것을 알 수 있었고 다목적 유전자알고리즘을 통해서 두 건물의 지진응답 제어에 대한 퍼지논리제어거의 파레토 해집합을 구할 수 있었다. 수치해석결과 본 연구에서 제안한 스마트 스카이브릿지를 사용하면 연결된 건물의 지진응답을 효율적으로 저감시킬 수 있는 것을 알 수 있었다. In this study, a smart sky-bridge composed of MR damper and FPS has been proposed and vibration control performance of a smart sky-bridge for the connected buildings was investigated. To this end, 10-story and 20-story building structures connected by a smart sky-bridge were selected as example structures and El Centro and Kobe earthquakes, which have near and far fault ground motion characteristics respectively, were used for time history analyses. In order to effectively control the smart sky-bridge, fuzzy logic controller was developed and multi-objective genetic algorithm was used to optimize fuzzy logic controllers. Based on optimization results, it has been seen that there is a trade-off between seismic responses of 10-story and 20-story buildings and a suite of Pareto optimal solutions of fuzzy logic controllers for seismic response control can be obtained by multi-objective genetic algorithm. It is shown from numerical study that seismic responses of adjacent buildings can be efficiently controlled by using a smart sky-bridge.

스카이브릿지 설치위치에 따른 고층건물의 진동제어 성능평가

김현수,박용구,고현,이의현,이동근,Kim, Hyun-Su,Park, Yong-Koo,Ko, Hyun,Lee, Ui-Hyun,Lee, Dong-Guen 한국공간구조학회 2010 한국공간구조학회지 Vol.10 No.3

In this study, the vibration control effect according to the installation location of the sky-bridge and the difference of natural periods of the connected buildings has been investigated. To this end, 40-story and 50-story building structures connected by a sky-bridge were used as example structures and the equivalent modeling method was used. Boundary nonlinear time history analyses were performed using El Centro and Taft earthquakes to investigate the dynamic behavior of the example structures and vibration control effect of the sky-bridge. Based on numerical results, it has been shown that displacement responses can be effectively controlled as the installation floor of the sky-bridge increases and acceleration responses can be effectively reduced when the sky-bridge is installed on the mid-stories of the example building. 본 연구에서는 스카이브릿지 설치위치 및 연결된 구조물의 고유진동주기 차이에 따른 전체 구조물의 진동제어 효과를 분석하였다. 이를 위하여 스카이브릿지로 연결된 40층과 50층 구조물을 예제 구조물로 사용하였고, 등가모형화기법을 이용하여 예제 모델을 구성하였다. El Centro 및 Taft 지진을 사용하여 경계비선형 시간이력해석을 수행하였고 구조물의 동적거동과 진동제어 효과를 분석하였다. 해석결과 변위응답은 스카이브릿지를 상부층에 설치할수록 더 효과적으로 제어할 수 있었고 가속도응답은 구조물의 중간층부근에 설치할 때 더 효과적으로 저감시킬 수 있었다.

스카이브릿지로 연결된 고층건물의 진동제어 성능평가

김현수,양아람,이동근,안상경,오정근,Kim, Hyun-Su,Yang, Ah-Ram,Lee, Dong-Guen,Ahn, Sang-Kyung,Oh, Jung-Keun 한국공간구조학회 2008 한국공간구조학회지 Vol.8 No.4

In this study, the vibration control performance of high-rise building structures connected by a sky-bridge has been investigated. The philosophy of vibration control using sky-bridges is to allow structures with different dynamic characteristics to exert control forces upon one another through sky-bridges to reduce the overall responses of the system. The the high-rise building structure connected by sky-bridge with 49 and 42 stories was used in this study to investigate the displacement, acceleration, reaction of bearings and stress of sky-bridge by analytical methods. To this end, historical earthquakes, an artificial earthquake and wind force time histories obtained from wind tunnel tests were used. Based on the analytial results, the use of sky-bridge can be effective in reducing the structural responses of high-rise buildings against wind and seismic loads. 본 연구에서는 sky-bridge로 연결된 고층건물의 진동제어성능을 검토하여 보았다. Sky-bridge를 이용한 진동제어의 원리는 서로 다른 동적특성을 가진 구조물이 sky-bridge를 통하여 제어력을 발휘함으로써 전체 시스템의 응답을 줄이는 것이다. 본 연구에서는 실제 건설 중인 sky-bridge로 연결된 고층건물(49층 및 42층)을 대상으로 구조물의 변위, 가속도 및 베어링반력, sky-bridge의 응력 등을 해석적인 방법으로 검토하였다. 이를 위하여 역사지진, 인공지진 및 풍동실험을 통해서 얻은 풍하중 시간이력을 사용하였다. 해석결과 sky-bridge를 사용하여 고층건물의 풍응답 및 지진응답을 효과적으로 줄일 수 있는 것을 확인하였다.

Dynamic Wind Response of Twin Tall Buildings Linked by a Skybridge

Lim Juntack 한국풍공학회 2019 한국풍공학회지 Vol.23 No.3

스카이브릿지로 연결된 쌍둥이 초고층건물은 두 가지 종류의 연동성-스카이브릿지로 인해 두 건물의 거동 동기화를 유발하는 구조적 연동성과 작용하는 풍하중의 높은 상관성으로 인한 공기역학적 연동성-이 나타난다. 단일 건물에 널리 적용되는 전통적인 풍력실험 방법으로는 이런 연동성과 영향들을 완벽히 파악할 수 없는 실정이다. 그런 이유로 보다 발전된 동적 풍응답 해석법이 요구된다. 이 논문은 스카이브릿지로 연결된 쌍둥이 건물에서 발생하는 구조적 및 공기역학적인 연동성을 다룰 수 있는 듀얼 풍력실험 방법을 자세히 다루었다. 제안된 방법을 적용하여 건물의 풍가속도에 대한 구조적 및 공기역학적 연동성의 영향을 평가하였다. 건물의 풍응답 산정에 스펙트럼 적분법과 백색 소음 근사법을 적용하였다. 실험 및 결과로 볼 때 동적 풍응답에 상당한 영향이 있음을 확인할 수 있었다. 여러 개의 풍력 측정센서를 활용한 풍력실험 기술은 구조적으로 연결된 초고층건물에 대한 풍동실험에 유용하게 사용될 것으로 판단된다. Twin tall buildings linked a skybridge involve two types of coupling: the structural coupling, developed by a skybridge, synchronizing the motions of vibration of the two building and the aerodynamic coupling resulting from high cross-correlations of the components of wind loading. From the wind engineering viewpoint, an understanding of these couplings and their impacts on the wind-induced response of the buildings can not be fully accounted for when using the traditional high-frequency force balance (HFFB) approach tailored for single tall buildings, and thus this requires utilization of advanced dynamic wind response analysis. This paper addresses the dual- HFFB approach accounting for correlated wind loading and structurally coupled response of twin buildings with a skybridge. The proposed method is subsequently used to investigate the effects of aerodynamic and structural couplings on the rooftop accelerations of the buildings. Spectral integration and white-noise approximation approaches are employed in calculations of the building responses. The presented results show significant effects of both the aerodynamic and structural couplings. The multi-HFFB technique would be useful for wind tunnel study of structurally connected tall buildings.

스카이브릿지로 연결된 구조물의 진동에 관한 연구

이의현(Lee Ui-Hyun),이동근(Lee Dong-Guen),박용구(Park Yong-Koo),김민균(Kim Min-Gyun) 대한건축학회 2009 대한건축학회 학술발표대회 논문집 - 계획계/구조계 Vol.29 No.1(구조계)

Since vibration problems in high-rise structures are increased, a sky-bridge is used not only for emergency services but also as a vibration control device. The purpose of this study is to investigate the possibility of vibration control of structures using the sky-bridge connecting two high-rise buildings and to propose the optimum conditions for the sky-bridge. Time history analyses of example structures, 40-story and 50-story structures connected by sky-bridge were performed to investigate the dynamic response of structures with various locations of the sky-bridge and the natural frequency ratio of two structures.

응답재생법을 통한 고층건물 스카이브릿지의 풍응답 평가 - 두 타워의 개별적인 거동으로 발생하는 풍응답을 중심으로 -

박범희(Park, Beomhee),임준택(Lim, Juntack) 대한건축학회 2022 대한건축학회 학술발표대회 논문집 Vol.42 No.2

스카이브릿지로 연결된 300층규모 초고층 건물의 예비해석

이정해(Yee, Jung-Hae),채재우(Chae, Jae-Woo),방중석(Bang, Joong-Suk),염경수(Yeom, Kyung-Soo),최성모(Choi, Sung-Mo) 대한건축학회 2010 대한건축학회 학술발표대회 논문집 - 계획계/구조계 Vol.30 No.1(구조계)

고층 스카이브리지의 변위 허용치 산정에 대한 연구

김윤곤(Kim, Yun Gon) 대한건축학회 2020 大韓建築學會論文集 : 構造系 Vol.36 No.4

The new method for evaluating the displacement tolerance of sky-bridges with pin-roller type supports was proposed considering both return period of phase difference between connected buildings and geometrical characteristics of skybridge. Because displacement tolerance is relative value, which is most affected by the phase difference of the connected buildings, the dynamic response of these building with time history analysis should be evaluated. However, the initial phase could not be specified, so the result of displacement tolerance would be varied with respect to initial value. Thus, the tolerance can be reasonably evaluated SRSS calculation with design displacements based on statistical approach and of each building. In addition, the geometrical characteristics of sky-bridge should be considered because the transverse displacement of sky-bridge span causes the shear deformation of the bridge and longitudinal displacement tolerance cannot release the shear deformation. Therefore, the some pin-end support in sky-bridge should have longitudinal displacement tolerance to accommodate the shear deformation. By resolving this shear deformation, it is possible not only to accommodate transverse displacement, but also to avoid the complicated joint details such as both pot bearing and guided supports with shear key.

공동주택 특화계획에 관한 연구 - 스카이브릿지 계획사례를 중심으로 -

김정수(Kim, Jung Soo),김경순(Kim, Kyoung Soon) 대한건축학회 2022 대한건축학회 학술발표대회 논문집 Vol.42 No.2

In Korea, due to rapid urbanization, high-rise apartment houses are active to solve housing problems and increase land efficiency. The value varies greatly depending on the environment and the efficiency of the living space. The external form of the initial apartment houses is often uniformized through the combination of unit household floor plans. In most cases, this was made according to the sales profitability for the value of the land and the standardized legal system. In Korean society, multi-unit housing is recognized as an asset, and as a means to increase its value, special designs are being attempted in various ways to differentiate it from other complexes in the design process.