1. 구조시스템

 

zhongzhou Pahse α 사업지역은 Keyun 국도의 교차로에 위치한 Xingang 동쪽 국도상에 위치하고 있다. 순회용 문형 통로구조가 21층 주빌딩에 연결되어 있어, 이 구조물은 거대한 문형 구조의 형상을 나타내고 있다. (그림 1)에 보는 바와 같이 이 건물은 완성될 경우 Guangzhou 의 상징적인 건물이 될 것이다.

순회 문형 구조물은 2개의 주 빌딩으로 구성되어 있고 이 빌딩의 높이는 86.5m 이다. 또한 각각 상부와 하부에 2개의 회랑 구조물이 연결되어 있다. 상부 회랑구조는 120m 길이를 가지며, 2개의 빌딩과 같은 평면에 위치하고 있고, 바닥에 위치한 회랑 구조물은 90m 의 길이를 가지며 16.5m 의 높이로 2개의 빌딩과 다른 평면으로 돌출되어 위치하고 있다. 비스코스 댐퍼가 장착된 철근 콘크리트 전단벽이 2개의 2개의 빌딩에 적용되고, 비스코스 댐퍼가 적용된 강트러스와 적용되지 않은 강트러스 구조가 상부 및 하부 회랑 구조물에 적용되어 있으며 이러한 형상이 (그림 2) 에 나타나 있다.

상부 회랑구조는 10.5m 비에 9.5m 높이의 구조로 지간-높이의 비는 12.6 이다. 바닥 회랑구조는 7.8m 넓이에 6.2m 높이를 가지며, 지간-높이의 비는 8.7m 이다. 총 12개의 점착력 댐퍼가 상부 회랑구조의 상하면에 장착되었으며 이 댐퍼의 감쇄계수는 C=2500KN(m/s)^α 이고, 이때 α = 0.4 이다. 2개의 빌딩에는 총 22개의 점착력 댐퍼가 적용되었고 이때의 감쇄계수는 C=2500KN(m/s)^α 이며 이때 α = 0.3 이다.

수차례의 구조해석 결과로부터 다음과 같은 구조 보강방안이 도출되었다.: (a) 콘크리트 채움 강관구조를 상부 회랑구조와 2개의 빌딩이 접속하는 구간에 도입하고, 이 구조를 바로 밑의 층까지 연장하여 설치한다. 이 강구조와 상부 회랑구조물의 연결은 상당한 양의 단부 모멘트를 하부 빌딩 구조로 효율적이고 균등하게 전달해야 하므로 동일한 강도와 신뢰할 만한 연결구조가 필요하다. (b) 하부 2개층의 콘크리트 보강 강구조를 도입한다. 이 두층은 이상 지진파하에서도 지지력을 확보하도록 설계기준의 내진등급을 1단계 상향하여 설계한다. 이 콘크리트 보강 강관구조는 반드시 인장력이 발생하지 않는 하부 층까지 연장되게 설치해야 한다. 이 강관구조가 받는 응력은 가장 위험한 상태에서도 200MPa을 초과하지 않도록 설계되어야 하는데, 그 이유는 벽체와 기둥의 균열을 방지하고 사용성 기준을 충족시키기 위해서 이다. (c) 상층부 회랑구조 끝단의 철근 콘크리트 바다판은 다음과 같이 보강되어야 한다: 200mm 두께, 2 방향의 복철근 배근 및 철근비는 적어도 0.3% 이상 적용하여야 한다. (d) 일반적인 사각단면의 주빌딩 구조물은 L 자형의 전단벽을 가능한 설치하여야 한다. 이 전단벽의 두께는 600-800mm를 적용하여 전체 구조물의 비틀림 강성을 확보하여야 한다.

 

< 그림 1. zhongzhou Pahse α 건물의 컴퓨터 그래픽 전경 >

 

< 그림 2. 구조물의 3차원 개요도 >

 

2. 하중 및 하중조합

 

2.1 자중

 

주 빌딩의 자중에 의한 과도한 응력을 방지하기 위하여 상층부 회랑구조의 바닥판에는 경량재료가 적용되었다. 바닥판에 적용되는 추가 고정하중은 1.5N/m² 이며, 바닥, 중간 및 지붕 슬래브의 활하중은 각각 3.5, 2.5 및 0.5N/m² 이다. 유리벽체의 하중은 1.0KN/m²을 적용한다. 빌딩에 도입되는 엘리베이터와 계단구조에 대한 하중은 설계기준에 따라서 적용한다.

 

2.2 지진하중

 

지진하중에 대한 설계계수는 다음과 같다; 설계 재현주기는 50년; 지진 강도는 7; 내진 분류는 C 등급; 구조 안전등급은 2등급; 설계지반 가속도는 0.1g; 설계지진 분류는 1등급; 현지등급은 α; 지반진동의 특성주기는 0.35초 이다. 지진설계기준 및 지진 안전 평가보고서에 의한 내진설계 계수는 <표 1> 에 나타내었다.

축소모형 진동대 시험 결과에 의해 각 등급별 감쇄비는 0.035로 적용하였다. 2개의 인공지진파와 5개의 실제 지진가속도 값이 시간이력 해석에 적용 되었는데 이 지진파는 원래 총 20개의 2방향 기록 지진파를 시험적으로 ETABS 소프트웨어의 탄성모델에 적용한 후, 이중 지진 설계기준에 부합하는 결과를 도출한 지진파 기록을 채택한 것이다. 이때의 조건은 다음과 같다: 시간이력 해석으로 인한 저면 전단력 결과치가 응답 스펙트럼 해석 결과치의 65% 이상의 값을 나타내고, 이 결과값의 평균치가 응답스펙트럼 해석 평균치의 80% 이상이 되는 지진파이다.

 

<표 1 지진해석의 해석 계수>

 

 

<그림 3 설계기준, 지진파 및 응답스펙트럼 비교>

 

(그림 3) 에 각 그룹별 지배하는 지진파의 응답 스펙트럼과 지진설계기준에 제시된 응답스펙트럼이 나타나 있다. 여기서 지반진동의 증폭주기 (T=0.35 초) 와 구조물의 고유주기를 알 수 있는데 (T=2.46 초) 전체 응답스펙트럼의 평균치는 설계기준의 응답스펙트럼 수치와 잘 일치하는 것을 알 수 있다. 이 구조물은 형상이 복잡하기 때문에 장지간의 상층 회랑구조물은 수직 진동에 대해서도 검토할 필요가 있다. 따라서 3차원 지진파가 해석 입력 자료로 필요하다. 좀 더 정확한 지진해석 결과를 얻기 위해서는 4가지 방향의 수평지진 데이터가 필요한데, 그것은 각각 x-방향, Y-방향, 45 도방향, 135도 방향의 지진스펙트럼이다.

 

2.3 풍하중

 

Guangzhou의 기본적인 풍하중은 : 지지력 해석에서 재현주기 100년의 W0 = 0.6KN/m²을 적용하고, 강도 해석시는 재현주기 50년의 W0 = 0.5KN/m²을, 사용성 검토시에는 재현주기 10년의 W0 = 0.3KN/m²을 적용한다. 이때 지표조도는 C 등급이다.

 

                                 < 그림 4. 풍동실험 모델 >

 

                                  < 그림 5. 바람방향도 >

  

복잡한 형태로 인해 구조물은 풍하중에 매우 민감하므로 축척모형에 의해 풍동실험이 제안되었다. 풍하중 하에서의 구조물의 안전성과 경제적 타당성 확보를 위하여 풍동실험에 의한 풍압변동 시간이력을 기초로 한 풍동 시간이력해석을 수행한다. 풍동실험에서는, 연결구조물을 제외한, 기존에 이미 건설한 주변 구조물도 포함되었다.(그림 4 참조) 축척 비율은 1/30 이며, 지반 조도는 B 등급으로 조도계수는 0.16이 적용되었다. 구조물의 비정형성으로 인해 바람의 방향 및 좌표계가 (그림 5) 에 표현되어 있다.

 

2.4 온도하중

내부 및 외부의 온도변화에 대한 국부 구조부재의 영향은 절연장치등으로 감소할 수 있다. 전체 구조물의 온도변화에 대한 영향은 즉, 주 빌딩의 다른 온도하에서 최상층 회랑구조의 온도에 대한 영향의 검토가 필요하다. 이러한 전체 빌딩의 온도변화는 ？ 30？C를 적용한다.

 

2.5 하중조합

 

모든 구조물 부재들은 가장 위험한 하중조합 하에서 안전성이 검토되어야 한다. 하중의 부분계수, 내력 확대계수와 부재 및 구조물의 보정계수등이 설계기준에 맞게 적용되어야 한다. 중간크기의 지진하중하에서는 구조부재는 탄성영역 즉, 비항복상태에서 설계되어야 한다. 대단히 큰 지진하중 하에서는 전단벽과상층 회랑구조의 기둥과 같은 대단히 중요한 구조부재들의 전단강도와 횜강도는 여전히 탄성영역에서 설계되어야 하고 전단벽과 기둥들은 보강영역에 포함되지 않는 것인 만큼 이 부재들의 전단저항력은 비항복상태로 설계되어야 한다. 반면 이 부재들의 휨저항력과 골조 보의 휘 및 전단저항력은 항복상태의 설계를 수행할 수 있다. 그러나 반드시 설계 후 ASCE 규정에 의한 변위 검토는 수행되어야 한다.

 

3. 구조 해석

 

설계 프로세스의 주요 포인트는 다음과 같다: (a) 각 각 다른 방향에 대한 지진 및 풍하중에 대한 구조 거동; (b) 전체 구조물의 안정성; (c) 풍하중 및 군중하중에 의해 유발되는 진동에 대한 사용성 검토; (d) 주 빌딩과 상층부 회랑구조의 연결부 설계 및 상층부 시공방법 및 이 구조물에 의한 주 빌딩의 영향해석

앞에서 언급한 최 극한상황 및 구조물의 비정형성으로 인해 성능에 기초한 해석방법이 구조물의 설계 및 해석에 적용된다. 관련 설계기준을 취하여 부재 연성도의 성능수준에 따라; 성능수준을 다음과 같이 정의하였다: (a) 운용(OP); (b) 긴급사용 (IO); (c) 인명 안전(LS); 그리고 (d) 붕괴방지 (CP)

각 부재의 3가지의 다른 지진 수준에 대한 지진성능 목표가 다음 (표 2) 에 나타나 있다.

 

< 표 2. 각 부재의 지진 성능목표 >

 

< 표 3. 각 모델별 지진해석 결과 >

 

< 표 4. 지진발생 하에서의 주요 성능 >

 

3가지의 구조해석 소프트웨어를 이용하여 구조해석을 수행하였다. 해석모델의 신뢰도를 높이기 위해 (표 3) 에 각 소프트웨어를 사용하여 모드별 동적분석을 실시한 결과를 비교하였다.

 

3.1 응답 스펙트럼 해석

 

다발성의 또는 중간 규모급의 지진에서는 구조물은 탄성거동을 보인다. 따라서 탄성 구조모델이 ETABS 와 SATWE의 응답스펙트럼 해석에 적용되었다. 댐퍼의 감쇄효과가 반영되지 않은 상기 지진에 대한 결과치가 (표 4) 에 수록되었다.

해석결과를 보면 전단벽과 기둥의 최대 축하중 비가 0.59 및 0.72로 나타나 있다. 또한 강구조물의 최대 응력비는 0.48 로 나타났다. 이 결과치에는 1층구조에는인장력을 받는 전단벽과 기둥이 없고 항복부재가 나타나 있지 않다. 이러한 소규모의 지진파 하에서의 전체 구조물은 성능수준을 만족한다. 중간규모의 지진파 하에서는 전단벽과 기둥의 최대 압축응력비가 0.76과 0.85 로 나타났다. 상층부의 보강영역에서의 전단벽과 기둥은 아직까지는 탄성영역하에 있으며, 다른 부재들은 전단저항력이 탄성영역에 있다. 일부 전단벽은 탄성영역안에 있지만 항복상태를 나타내고 있다. 강구조의 최대 응력비는 0.58 이며, 항복상태를 나타내는 부재도 보인다. 또한 1층 부재는 인장을 받는 기둥과 전단벽이 없는 것으로 나타났다. 중간규모의 지진파에서는 전체 부재 및 구조물이 성능수준을 만족하는 것으로 나타났다.

 

3.2 전체 안정성 해석

 

OpenSEES, 즉 PEER에서 개발된 지진 해석 연구프로그램이 이 구조물의 비선형 해석에 사용되었다. 전체 구조계의 안정성 해석은 매우 복잡한 절차이다. 따라서 해석 순서는 다음과 같이 수행된다: (a) 강성, 질량, 좌표 및 절점조건 등의 등가규칙에 SAP2000 모델을 단순화 한다. 이 모델을 기존 모델과 대응되도록 기계적 특성치를 조정하여 기존의 모델의 안정특성치가 개략모델에 잘 반영되도록 한다.

 

<그림 6. 선형 좌굴 모드해석 >

 

(b) OpenSEE 프로그램을 이용하여 개략모델을 가지고 각각 다른 조건하에서 기하 비선형 해석을 수행하여 구조물의 전체 안정성을 확인한다. 원 모델과 개략모델의 선형좌굴 모드에 대한 결과가 <표 5> 에 나타내었다.

초기하중은 정적하중으로 그리고 점증하중은 두 번째 하중으로 적용하여 좌굴에 도달할 때 까지 적용한다. 하중계수-상층 변위곡선이 (그림 7) 에 나타나 있다. 전체 안정성 결과는 구조물의 Out-Plane 안정성 해석에 의해 결정되는데, 안정계수는 32.2 가 도출되어 전체 안정성은 확보된 것으로 나타났다.

 

< 표 5. 기하 비선형 해석 >

 

 

< 그림 7. 좌측 주 빌딩의 하중계수와 상층 변위 곡선 >

 

3.3 Push-Over 해석

 

내구성 모델을 기반으로 하는 비선형 해석 프로그램인 PERFORM-3D 가 각 주빌딩의 Push-Over 해석에 사용되었다. 역시 점착성 댐퍼는 고려되지 않고 상층과 하단부의 회랑구조가 Push-over 해석에 적용되었다. 역삼각형의 하중분포가 해석에 적용되었고 (그림 8) 에 상층 변위와 저면 전단력 곡선이 나타나 있다.

이 구조물은 2개의 주 빌딩으로 구성되어 있고 상부에는 장지간의 트러스 구조가 있다는 사실은 단일 빌딩의 해석결과를 참조할 수 있다는 뜻이다. 좌측의 빌딩에 대한 Push-Over 해석결과 저면 전단력은 심한 지진력 작용 시 탄성영역에서 12700 과 10301 KN 로 나타났다. 상기에 언급한 저면 전단력과 비교해 볼 때 두 빌딩의 충분한 수평강성과 재료 저항성은 심한 지진력에 대해 충분히 만족할 만한 성능을 가지고 있다고 판단할 수 있다.

 

< 그림 8. 2 빌딩의 상층 변위와 저면 전단력 곡선 >

 

3.4 풍압에 의한 진동 시간이력 해석

 

풍압에 의한 지동 시간이력 해석은 풍동실험에서 제시된 풍압 시간이력을 가지고 수행된다. : (a) 유한요소 해석 프로그램으로 탄성 모델을 수립한다. (b) 풍하중 시간이력을 결정한다. 필요한 지점의 풍압시간이력은 구조물 지점의 풍압 시간이력 하중으로 변환한다. 이 하중을 구조모델에 가하여 해석 프로그램을 수행한다. (c) 해석의 매개변수를 결정한다. 직접 적분법 또는 급속비선형 해석이 적용될 수 있으며, 시간간격 및 시간이력을 결정한다. (d) 시간이력해석과 확률해석을 수행한다. 풍하중에 의한 자유진동 해석결과는 건물의 층 변위. 층간 전단력, 에너지 소산, 진동 가속도등으로 확인할 수 있다.

 

 

< 그림. 9 바람 방향에 따른 최대 층간 변위 >

 

< 그림. 10 바람 방향에 따른 최대 층간 전단력 >

  

점착력 댐퍼는 바람의 불규칙성에 의한 진동을 제어하기 위해 도입된다. 여기서는 3가지의 다fms 해석 조건을 가지고 분석한다: 평균 풍속에 의한 정적해석, 점착력 댐퍼가 있는 경우 및 없는 경우에 대한 풍하중 유발 진동해석 이다. 해석결과는 최대 층변위가 바람방향 120도 일 경우에서 발생하는 것으로 나타났다.(그림 9) 최대 층간 전단력은 (그림 10)에서 보는 바와 같이 330도일 때 Y 방향을 따라 발생한다. 점착력 댐퍼에 의해서 층간 변위와 층간 전단력은 감소될 수 있다. 에너지 소산은 점착력 댐퍼에 의해 진동발생시 (그림 11)에서 보는 바와 같이 서서히 증가한다. 점착력 댐퍼에 의해 도입된 에너지와 소산된 에너지의 비는 약 70% 에 달하는 것을 알 수 있다.

상층부 회랑구조의 최대 가속도는 중간 부분에서 발생하며, 수평최대 가속도가 수직가속도에 비해 매우 큰 것으로 나타났다. 점착력 댐퍼는 주로 구조물의 Y 축 방향으로 설치되어 Y 방향의 가속도를 거의 90% 나 감소시키는 것으로 나타났다. X 방향에 대해서는 구조물의 가속도를 50% 정도 감소시키는 것으로 나타났다. 따라서 풍하중에 의한 진동 사용성은 확보되는 것으로 나타났다.

 

 

< 그림 11. 0 도 방향의 풍하중에 대한 구조 에너지 소산 곡선 >

 

3.5 동적 비선형 해석

 

구조물의 지진 시 극한 거동의 영향에 대한 분석은 일반적으로 동적 비선형 해석을 통해 검토한다. 전체 구조계 및 상층부 회랑구조의 대규모 지진하에서의 거동과 파괴유발 부재에 대한 즉, 최 저면층의 기둥구조와 주요 연결부재 등이 검토된다. 일부 부재들은 비선형거동을 나타내는데 이때 비선형 거동 해석 소프트웨어인 PERFORM-3D를 써서 분석한다.

GM2Y로 명명된 상태에서 그림 12(a) 에 보는 바와 같이 점착력 댐퍼에 의해 왼쪽 주 빌딩에 대한 비선형 해석 상층부 변위는 탄성해석 결과에 근접한 수치를 나타내고 있는데 이것은 구조물이 아직 비탄성 손상을 받지 않았음을 나타낸다. 왼쪽 주빌딩의 GM3Y 상태에서 상층부 변위가 마찬가지로 그림 12(b) 에 나타나 있다. 처음 6초 동안 두 모델의 결과는 거의 같은 것을 알 수 있는데, 이것은 구조물이 아직 탄성 상태에 있는 것을 말해 준다. 하지만 6초 이후 이 두 모델의 결과는 분리되기 시작하며 이는 구조물이 명백하게 비탄성 손상을 받았음을 나타낸다. 그림 12(b)를 보면 최대 수치간의 간격이 시간이 지날수록 점점 벌어지는 것을 알 수 있는데 이것은 구조물의 비탄성 손상으로 인하여 줄어든 강성으로 인해 구조물의 고유주기가 줄어들었기 때문이다.

구조물의 대형 지진하에서의 일반거동 응답은 (표 6) 에 나타내었다. 댐퍼가 설치된 모델에서의 최대 층 변위는 1/398 이며 지진설계기준을 만족한다. 댐퍼가 설치된 모델과 설치되지 않은 모델에 대한 해석 결과값을 비교해 볼 때 이 점착력 댐퍼는 구조물의 지진 거동에 상당한 효과가 있는 것으로 결론지을 수 있다.

 

 

< 그림 12, 죄측 빌딩의 비탄성 및 탄성 해석에서의 상층부 변위량 >

 

< 표 6. 대형 지진하에서의 일반사항 결과치 >

 

부재들의 기록된 내력의 최대치를 바탕으로 각각의 구조부재에 대한 예상 성능 즉, 전단벽의 휨 및 전단 능력등 이 검증되었다.

항복 가능한 부재들에 대해서는 변위 검토가 이루어졌다. 예를 들어 GM3Y 경우들 들면 전단벽의 변위성능을 그림 13(a) 에 나타내었으며, 이로부터 빌딩의 하부 전단벽의 취약부분을 판단할 수 있다. 저면층의 전단벽은 LS 수준이며 가장 약한 부재는 이미 CP 수준에 도달한 것을 알 수 있다. 전단벽의 휨변형 거동은 일반적으로 항복 제한상태에 있다.

기둥부재는 OP 상태에 있다: 강 보강재는 LS 상태에 있고: 그림 13(b)에 보이는 바와 같이 강 기둥과 바닥회랑구조는 IO 상태에 있다. 가장 취약한 부재는 왼쪽 빌딩의 3~12 층의 보로 나타났다. (그림 13(c) 참조) 골조 보의 최대 휨 변형량은 거의 LS 상태의 극한치에 다다랐다. 따라서 이러한 항복 부재에 대한 변위 성능은 대규모 지진하의 성능수준에 맞추어야 한다.

해석결과를 통해 상층부 보강부분과 아래충의 지진 응답은 목표 성능수준 이내에 있는 것으로 보인다. 주요 부분에 대한 손상정도는 허용치 이내로 나타났다. 상층 트러스 구조의 허용응력을 초과하거나 안정성이 미 확보된 구조부재는 없는 것으로 나타났고, 대규모 지진하 에서도 안정과 부재 항복기준에 만족하는 것으로 나타났다.

전체 구조물의 에너지 소산수치는 (그림 14)에 나타내었다.

(그림 14)에서 보는 바와 같이 댐퍼를 반영하지 않을 경우 전체 구조물에 대해 비탄성 에너지 소산치와 총 에너지 소산 수치의 비는 8.5% 로 나타났고, 댐퍼를 고려할 때 이 수치는 3.0% 로 떨어지며 구조물 전체의 에너지 소산에 대한 댐퍼의 에너지 소산의 비는 23% 에 달한다. 이는 댐퍼에 의한 풍하중 진동 억제효과가 반영되었기 때문이다.

 

3.6 온도 변화 해석

 

최상층부의 강트러스 구조에 온도변화로 인해 발생되는 압축응력의 최대치는 745KN 이며 이는 1.0D+1.0L 의 하중조건 하에서 나타나는 결과치의 8.5% 에 불과하며, 또한 이는 트러스부재에 별다른 영향을 미치지 않는다. 상층 강트러스 부재의 작용력은 870KN 으로서 주 빌딩에 별다른 영향을 주지 못한다.

 

3.7 바닥 슬래브 진동 및 구조해석

 

상층부 회랑구조는 120m 의 장지간을 가지며 183KN/m (D+L) 의 분포하중을 지지한다. 이 구조의 장지간과 경량화로 인해 군중하중에 의한 수직 진동발생으로 인한 사용성 문제가 발생한다. 바닥판 진동은 사람의 보행, 춤, 운동, 기계작동 및 건물 내부차량 등에 의해 발생된다. 이들에 대해서는 충분한 자료나 연구가 없는 실정이다. 따라서 ATC에서 제안한 자료를 적용하였으며, 결과는 최대 바닥판 진동가속도는 0.015g 로서 바닥슬래브 진동에 대한 기준을 만족하는 것으로 나타났다.

모드 중첩 응답스펙트럼 해석법이 바닥판의 응력해석에 적용되어 결과를 도출하였다. 바닥판의 전단력은 구조모델의 가장 취약부의 단면을 사용하여 합산 후 구할 수 있고 이 값은 지진 설계기준에 의해 검토한다.

 

 

< 그림 14. 에너지 소산 >

 

3.8 일반 사용하중 상태의 처짐해석

 

상층부 회랑구조는 120m 의 길이와 높이 9.5m로서 지간 높이의 비가 12.6 에 이른다. 이 구조물의 자중은 분포하중으로 환산하면 183KN/m² (D+L) 이 된다. 이러한 표준 하중 조합에 다른 이 구조물의 처짐은 시공단계를 고려하지 않으면 1/870 으로 나타난다.

회랑구조물의 인양 작업 시 단순지지로 가정할 때 변위량은 1/760 으로 계산된다. 따라서 인양 작업전 회랑구조물은 1/760 의 역방향 솟음량을 미리 부과하여 가설 하여 인양시에는 처짐이 없도록 계획하였다. 인양작업이 끝나면 시공단계를 포함한 총 회랑구조물의 변위량은 다른 모든 하중조건을 고려해도 1/1290 으로 감소한다. 이 결과는 사용성 기준을 만족한다.

 

4. 결론

 

Zhongzhou Phase 프로젝트에 장지간의 회랑구조가 연결된 두 개의 빌딩은 새롭고 특이한 구조물이다. 이 구조물의 해석 및 설계는 일반적인 구조물에 비해 매우 복잡하다. 이 프로젝트에 대한 연구를 기반으로 다음과 같은 결론을 얻었다.

 

(1) 좌굴해석을 위해 개략모델을 적용하였고 해석결과 충분히 적용할 수 있는 결과를 얻었다.

 

(2) 소규모 또는 중규모의 지진해석 결과 모든 구조물 및 구조부재가 탄성영역 안에서 설계기준치를 만족하였다.

 

(3) 대규모 지진하에서의 전단에 대한 Push-Over 해석결과 주 빌딩의 수평방향 성능이 충분한 것으로 규명되었다.

 

(4) 탄성 및 비탄성 해석 결과치의 비교검토 후 이 결과치들은 충분히 신뢰할 만한 것으로 판명되었으며 점착력 댐퍼를 사용할 경우 구조물의 비선형 손상을 상당량 감소시킬 수 있다는 것을 규명하였다.

 

(5) 점착력 댐퍼가 있는 경우와 없는 경우에 대한 해석결과 점착력 댐퍼가 구조물의 내진성능을 상당히 향상시키는 것을 알 수 있었다.

 

(6) 풍동실험에 의한 풍하중 진동 시간이력 해석결과 각 설계기준에 대해 만족할 만한 결과를 얻었고, 댐퍼도 진동감소에 효과가 있는 것으로 분석되었다. 다만 풍하중의 변동치가 전체 풍압크기에 대비하여 그리 크지 않기 때문에 변위와 부재내력에 대한 감소치는 그리 크게 나타나지 않았다.

 

(7) 온도변화를 감안한 전체구조물의 온도하중 해석은 무시할 만큼 작으며 따라서 온도변화는 부재설계에 지배인자가 아닌 것을 확인하였다. 상층부 회랑구조의 바닥판 진동 및 처짐 해석 결과 모두 사용성 설계기준을 만족하는 것으로 나타났다.

 

▣ 원문제목 : Research summary on Long-Span Connected Tall building structure with viscous dampers