Abstract
Steel truss outriggers can be replaced by reinforced concrete walls to control the lateral drift of tall buildings. When reinforced concrete outrigger walls are connected to perimeter columns, not only axial forces but also shear forces and moments can be induced on the perimeter columns. In this study, the shear force of the perimeter column due to the rotation of the outer edge of the outrigger wall is derived as analytic equations and the result is compared with the finite element analysis result. In the finite element analysis, the effects of connecting beams at each floor and the effect of modeling shear walls and outriggers with beam element and plane stress element was analyzed. The effect of the connecting beam was almost negligible and the plane stress element was determined to have greater stiffness than the beam element. The inter-story rotation and the shear force of the perimeter column due to the rotation of the outer edge of the outrigger wall was considerably smaller than the allowable value. Therefore, even if the outrigger wall made of reinforced concrete is applied to a tall building, it is considered that there is no need to study the shear force and moment induced in the perimeter columns.
초고층 건물의 횡변위 제어를 위하여 사용되는 아웃리거를 기존의 철골 트러스 대신에 철근콘크리트 벽체로 대체할 수 있다. 철근콘크리트 아웃리거 벽체를 외부 기둥에 연결할 경우에는 축력뿐만 아니라 전단력과 모멘트가 외부 기둥에 유발될 수 있다. 본 연구에서는 아웃리거 벽체 외단부의 회전으로 인한 외부 기둥의 전단력을 수식으로 유도하고 그 값을 유한요소 해석 결과와 비교하였다. 유한요소해석에서는 층별 연결보의 효과와 전단벽과 아웃리거를 보와 평면응력요소로 모델링한 효과를 분석하였다. 층별 연결보의 효과는 거의 없었으며 평면응력요소는 보요소보다 더 큰 강성을 가진 것으로 해석되었다. 아웃리거 벽체의 외단부 회전으로 인한 외부기둥의 층간 회전각과 전단력은 허용값에 비하여 상당히 작은 값이 발생하였다. 따라서 초고층 건물에 철근콘크리트로 된 아웃리거 벽체를 적용할 경우에도 외부 기둥에 유발되는 전단력과 모멘트에 대하여 별도의 검토를 할 필요는 없을 것으로 판단된다.