• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.14 no.3
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• pp.49-57
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• 2010

Most previous research on the seismic response of structures with plan irregularities have focused on the relationship between the eccentricity and the amount of torsion. This approach cannot provide the direct relationship between the irregularity and the damage. Therefore, an investigation on the relationship between the eccentricities of buildings with plan irregularities and the damage index was performed. Inelastic dynamic time-history analyses were performed on one-story buildings with various eccentricities. For the damage assessment, a 3D damage index was adopted to reflect the effect of the bi-directional response and torsion. Based on the analysis results, buildings with eccentricities of 10%, 20% and 30% will suffer 3~5%, 13~18%, and 33~47% more damage than their regular counterparts, respectively.

• Computational Structural Engineering
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• v.11 no.4
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• pp.287-294
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• 1998

입면의 형태가 임의의 층에서 큰 차이를 보이는 3차원 비정형 setback 구조물의 동적 거동 특성과 이들 구조물의 동적 거동에 미치는 바닥 슬래브의 면내 변형 효과를 분석하였다. 비정형 setback 구조물의 전반적인 동적 거동특성을 분석하기 위하여 베이스 부분의 평면적과 타워 부분의 평면적 비(R?), setback 발생위치(L?)등을 매개 변수로 사용하였다. 48개의 비정형 setback 구조물들에 대한 해석 수행 결과 setback 구조물은 정형 구조물에 비해 횡방향 1차 모드의 유효 모드 중량(effective modal weight)이 작게 나타나는 경향을 보이기 때문에 setback 구조물의 동적 거동을 파악하기 위해서는 등가 정적 해석법 대신에 동적 해석을 수행할 필요가 있음을 알 수 있었다. 바닥슬래브의 면내 변형은 보다 긴 구조물의 고유 진동 주기값을 가져오며 모드 순서 및 모드 형상에도 변화를 준다. 이러한 사실은 바닥슬래브의 면내 변형으로 인하여 횡방향 저항 요소들간의 전단력 분포와 층 변위가 영향을 받을 수 있다는 것을 의미한다. 이러한 현상은 횡방향 저항 요소들간의 강성 차가 심한 프레임-전단벽 시스템에서 두드러지게 나타난다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.14 no.7
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• pp.3528-3537
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• 2013

Evaluation indices of the panelizing optimization for Architectural freeform surfaces are proposed for quantitative evaluation through the case studies on panelizing optimization and evaluation index for Architectural freeform surfaces. Proposed evaluation items are adherence to original design intent, production ease, and continuity. The evaluation index for adherence to original design intent is surfaces fitness, the evaluation indices for production ease are planarity, planar panel ratio, and the evaluation indices for continuity are tangent continuity, and divergence. Algorithms are also suggested to compute the proposed evaluation indices.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.13 no.1
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• pp.105-113
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• 2000

Seismic behavior of 3-dimensional setback structures showing abrupt reductions of the floor size within the structure height and the effect of in-plane deformations of floor slabs on the seismic behavior of those structures are investigated. To find out general seismic behavior of 3-dimensional setback structures two parameters, level of setback(L/sub s/) and degree of setback(R/sub s/) are used. Analysis results obtained from forty eight setback structures show that a sudden change in story shear near setback level is occurred for irregular setback structures. The effect of in-plane deformation of floor slabs on the seismic behavior of setback structures is greatly influenced by the arrangement of lateral load resisting elements and it is more pronounced for frame-shear wall system showing large difference in stiffness among the lateral load resisting elements. The in-plane deformation of floor slabs results in reduced base shear, especially for FW-type structures with L/sub s/=1.0. Also, it brings about reduced story shear for the lateral load resisting element with shear wall and increase in story shear lot the lateral load resisting element without shear wall. The in-plane deformation of floor slabs at the base portion and/or tower portion due to difference in stiffness among the lateral load resisting elements brings about increment of floor displacements at all floor level.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.23 no.2
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• pp.189-198
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• 2011

Many new structural systems have been developed to build free-form structures, which is the new architectural trend for aesthetic beauty. The diagrid system resists both gravity and later loads, with its perimeter-diagonal columns. In the current seismic-design provisions, however, a seismic-performance factor for a new structural system has not yet been provided. ATC-63 provides a new methodology for defining various seismic-performance factors, including the response modification factor. In this paper, nonlinear static and dynamic analyses were conducted for the 3D diagrid frame, with each load applied at $0-180^{\circ}$ degrees. Through these analyses, the seismic performance of the diagrid system was evaluated.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.1 no.3
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• pp.37-44
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• 1997

In this paper, the inelastic behavior of an asymmetric tall building is investigated. The asymmetry in rigidity caused by the structural asymmetry induces torsional as well as lateral deformation. The inelastic analysis of such an asymmetric structure is difficult to carry out with a planar model and thus requires a full three dimensional model. In this paper a 102 story unsymmetric tall building is analized by static push-over procedure and its behavior is investigated. The analysis are performed with and without floor rotation to compare the results. According to the results the static behavior of the model building, as expected, turned out to be dependent heavily an the asymmetry of the plan shapes of the building.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.14 no.6
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• pp.67-74
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• 2010

Because of the difference between the actual and computed eccentricity of buildings, symmetrical buildings will be affected by torsion. In provisions, accidental eccentricity is intended to cover the effect of several factors, such as unfavorable distributions of dead- and live-load masses and the rotational component of ground motion about a vertical axis. The torsional amplification factor is introduced to reduce the vulnerability of torsionally imbalanced buildings. The effect of the torsional amplification factor is observed for a symmetric rectangular building with various aspect ratios, where the seismic-force-resisting elements are positioned at a variable distance from the geometrical center in each direction. For verifying the torsional amplification factor in provisions, nonlinear reinforced concrete models with various eccentricities and aspect ratios are used in rock. The difference between the maximum displacements of the flexible edge obtained between using nonlinear static and time-history analysis is very small but the difference between the maximum torsional angles is large.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.153-153
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• 2011

현대 건축은 기능적이고 합리적이었지만 획일적이었던 박스형 건축에서 탈피해 형태와 공간에 있어서 다양한 변화를 시도하고 있다. 특별한 건축물의 실현을 위해 각 나라의 기술력은 급속한 발전을 이루었고, 보다 더 독특한 건축물에 대한 관심은 비정형 건축물에 대한 관심의 증대로 이어지고 있다. 이러한 비정형 건축물에 적합한 구조로써 프리폼(Free-Form) 구조가 있다. 프리폼 구조로 입체골조(Double Layered Structure)를 많이 사용하였으나, 최근 유리로 되어 투명하고 기하학적 모양의 건축물을 추구함에 따라 평면골조(Single Layered Structure)가 증가하고 있는 추세이다. 평면골조는 축력 지배형과 모멘트 지배형으로 분류할 수 있고 프리폼 구조의 구성 요소 중 가장 취약하고 중요한 부분은 노드이다. 본 연구에서는 프리폼 구조 중 가장 큰 관심이 고조되고 있는 평면골조 모멘트 지배형의 노드에 대한 국내외 기술 분석을 통해 향후 연구 방향성을 제시하고자 한다. 입체골조는 하나의 노드에 여러개의 부재가 3차원으로 결합되어야 하기 때문에 다른 골조 시스템에 비해 노드부가 복잡하지만, 건축물의 외관을 유리로 하여 투명하게 하고 비틀리고 구부러진 구조물에 대한 건축적 요구가 많아짐에 따라 평면골조의 인기가 높아지고 있다. 이러한 시대의 흐름에 발맞추어 건물의 구조적, 기하학적 요구를 충족시키기 위해 다양한 노드 시스템이 개발 중이며, 가해지는 하중의 특성에 따라 축력 지배형과 모멘트 지배형으로 구분하여 노드의 양상을 분류할 수 있다. 축력 지배형의 대표적인 시스템은 다이아그리드(Diagrid)이다. 축력 지배형 프리폼 구조의 노드는 전체 구조물의 하중을 축력으로 받아 모두 전달해야 하기 때문에 크기가 크고 가새가 2~4개층에 걸쳐서 설치되기 때문에 중량이다. 모멘트 지배형 노드를 갖는 프리폼 구조의 형태는 대부분 지붕 구조로써 지붕 자체의 하중만을 견디도록 설계된다. 따라서 노드부와 노드에 붙는 부재들이 가볍기 때문에 사람이 들 수 있고 노드의 크기가 작아 시공성이 좋으며 대량 생산이 가능하다는 장점이 있다. 노드의 형태는 힘의 흐름과 쓰임에 따라 다양하다. 평면골조 모멘트 지배형의 노드는 접합방식에 따라 Splice node connection과 End-Face node connection 두 가지로 분류할 수 있다. Splice node connection은 각 부재의 종축으로 노드와 구조부재 사이에 이음재를 두어 연결하고, 연결 형태에 따라 전단력을 전달할 수 있는 1~2개의 접촉면이 생긴다. 전단응력을 받는 볼트로 이음재를 이어 조립하거나 용접으로 접합할 수 있다. 대표 노드로, SBP-1, SBP-2와 POLO-1 등이 있다. End-Face node connection은 각 연결된 부재의 단부와 노드 사이의 연결면은 종축방향의 수직이고, 인장응력을 받는 볼트를 사용하거나 용접에 의해 접합할 수 있다. 대표 노드로 SBP-4, WABI-1, MERO-1(Cylinder), MERO-2(Block), MERO-4(Double Dish) 등이 있다. 본 기술 현황 분석을 통해 현재 개발된 노드를 분류하고 가장 관심이 높은 Single Layer 모멘트 지배형 노드를 비교, 분석하였다. 최근 건물의 경향을 반영한 프리폼 구조를 실현하기 위해서 필수적인 노드의 개발은 국외에서 활발히 연구되고 있지만 그 기술이 개방되어 있지 않다. 국내에서는 동대문 디자인 플라자에 새로운 노드를 적용하고 고려대학교에서 모멘트 지배형 노드를 개발하는 등 발전 가능성을 보이고 있지만 국외 사례들에 비하면 아직 초기 단계라 할 수 있다. 따라서 현장 용접을 지양하고 공장 제작하여 현장에서 조립하며, 프로젝트 별로 상이한 노드를 사용하는 것이 아닌 다양한 요구를 효과적으로 수용하는 구조 효율성을 향상시킨 노드 상세의 개발이 이루어져야 할 것이다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.25 no.6
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• pp.513-523
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• 2012

The objective of this research is to examine how the lateral resisting system of selected prototypes are affected by seismic zone effect and shape irregularity on its seismic performance. The lateral resisting systems are divided into the three types, diagrid, braced tube, and outrigger system. The prototype models were assumed to be located in LA, a high-seismicity region, and in Boston, a low-seismicity region. The shape irregularity was classified with rotated angle of plane, $0^{\circ}$, $1^{\circ}$, $2^{\circ}$. This study performed two parts of analyses, Linear Response and Non-Linear Response History(NLRH) analysis. The Linear Response analysis was used to check the displacement at the top and natural period of models. NLRH analysis was conducted to invest base shear and story drift ratio of buildings. As results, the displacement of roof and natural period of three structural systems increase as the building stiffness reduces due to the changes in rotation angle of the plane. Also, the base shear is diminished by the same reason. The result of NLRH, the story drift ratio, that was subject to Maximum Considered Earthquake(MCE) satisfied 0.045, a recommended limit according to Tall Building Initiative(TBI).

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.26 no.1
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• pp.89-97
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• 2013

With regard to complex-shaped tall buildings whose plans and constructions have been gradually on the increase, this study was aimed to analyze their structural behaviors during construction by applications of construction sequences analyses to prototype models. For twisted tall buildings, total 18 models of with three conditions of a lateral load-resisting system, a twisting angle, and a construction method were selected. A diagrid system and a braced tube system were applied as a lateral load-resisting system. For each lateral load-resisting system, three types of plan with $0^{\circ}$, $1^{\circ}$, and $2^{\circ}$ twisting angles and three construction methods with construction sequences of exterior tube and interior frame were assumed. The structural performances of tall buildings under constructions were analyzed with results of lateral displacements from construction sequence analyses. Also, construction performances of the construction period and the maximum lift weight were compared.