• Structural Engineering and Mechanics
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• 제64권2호
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• pp.183-194
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• 2017

This paper presents the experimental investigation into a new type of steel-concrete hybrid outrigger system developed for the high-rise building structure. The steel truss is embedded into the reinforced concrete outrigger wall, and both the steel truss and concrete outrigger wall work compositely to enhance the overall structural performance of the tower structures under extreme loads. Meanwhile, metal dampers of low-yield steel material were also adopted as a 'fuse' device between the hybrid outrigger and the column. The damper is engineered to be 'scarified' and yielded first under moderate to severe earthquakes in order to protect the structural integrity of important structural components of the hybrid outrigger system. As such, not brittle failure is likely to happen due to the severe cracking in the concrete outrigger wall. A comprehensive experimental research program was conducted into the structural performance of this new type of hybrid outrigger system. Studies on both the key component and overall system tests were conducted, which reveal the detailed structural response under various levels of applied static and cyclic loads. It was demonstrated that both the steel bracing and concrete outrigger wall are able to work compositely with the low-yield steel damper and exhibits both good load carrying capacities and energy dispersing performance through the test program. It has the potential to be applied and enhance the overall structural performance of the high-rise structures over 300 m under extreme levels of loads.

• 대한건축학회논문집:구조계
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• 제35권9호
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• pp.183-190
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• 2019

This paper intended to propose the optimal outrigger position in tall building. For this purpose, a schematic structure design of 70 stories building was accomplished by using MIDAS-Gen. In this analysis research, the key variables were the stiffness of outrigger, the stiffness of frame, the stiffness of shear wall, the stiffness of exterior column connected in outrigger and the outrigger location in height. With the intention of looking for the optimum location of outrigger system in high-rise building, we investigated the lateral displacement in top floor. The study proposed the new method to predict the optimal location of outrigger system considering the frame stiffness. And it is verified that the paper results can be helpful in providing the important engineering materials for finding out the optimum outrigger position in tall building.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.41-48
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• 2018

Recently, the concept of an outrigger damper system with a damper added to the existing outrigger system has been developed and applied for dynamic response control of high-rise buildings. However, the study on the structural characteristics and design method of Outrigger damper system is in the early stages. In this study, a 50 story high - rise building was designed and an outrigger damper system with viscoelastic damper was applied for wind response control. The time history analysis was performed by using the kaimal spectrum to create an artificial wind load for a total of 1,000 seconds at 0.1 second intervals. Analysis of the top horizontal maximum displacement response and acceleration response shows that outrigger damper systems are up to 28.33% and 49.26% more effective than conventional outrigger systems, respectively. Also, it is confirmed that the increase of damping ratio of dampers is effective for dynamic response control. However, since increasing the damping capacity increases the economic burden, it is necessary to select the appropriate stiffness and damping value of the outrigger damper system.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.43-51
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• 2017

The demand for skyscrapers is increasing worldwide. Until now, various lateral resistance structures have been used for lateral displacement control of high-rise buildings. An outrigger damper system has been introduced recently to improve lateral dynamic response control performance further. However, a study of outrigger damper system is yet to be sufficiently investigated. In this study, time history analysis was performed to investigate the control performance of an outrigger damper system of high-rise building under eccentric loading. To do this, an actual scale 3-dimensional tall building model with an outrigger damper system was prepared. The control performance of the outrigger damper system was evaluated by varying stiffness and damping values. On the top floor torsional angle response to the earthquake load, was greatly affected by damping value. And the displacement response was affected greatly by the stiffness value and damping value of damper system. In conclusion, it is necessary to select the proper damping and stiffness values of the outrigger damper system.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권5호
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• pp.37-44
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• 2020

본 연구는 오프셋 아웃리거 구조의 최적위치를 예측하는 대표적인 기존식보다 적절한 식을 제안하는데 목적이 있다. 이 연구에서는 79개 기존 오프셋 아웃리거 구조의 해석모델을 검토하였다. 그리고 기존 오프셋 아웃리거 모델에서의 주요한 변수는 전단벽과 오프셋 아웃리거의 강성, 오프셋 아웃리거에 연결된 외곽기둥의 강성, 프레임의 강성, 전단벽-프레임 구조에서 프레임의 수평강성비 등이다. 본 논문은 오프셋 아웃리거 구조의 최적위치를 예측하는 방법을 수정하여 제안하였다. 또한 본 연구의 결과는 초고층 오프셋 아웃리거 구조의 최적위치에 대한 중요한 구조공학자료를 제공한다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.107-115
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• 2016

In recent years, an outrigger damper system has been proposed to reduce dynamic responses of tall buildings. However, a study on outrigger damper system is still in its early stages. In this study, time history analysis was performed to investigate the dynamic response control performance of outrigger damper. To do this, a actual scale 3-dimensional tall building model with outrigger damper system has been developed. El Centro earthquake was applied as an earthquake excitation. The control performance of the outrigger damper system was evaluated by varying stiffness and damping values. Analysis results, on the top floor displacement response to the earthquake load, was greatly effected by damping value. And acceleration response greatly was effected by stiffness value of damper system. Therefore, it is necessary to select that proper stiffness and damping values of the outrigger damper system.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.16-24
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• 2017

본 논문은 오프셋 아웃리거의 최적위치를 알기 위하여 우선 아웃리거 구조시스템이 설치된 80층의 초고층건물을 대상으로 MIDAS-Gen을 이용하여 계획설계 수준의 구조설계를 실시하였다. 그리고 본 연구에서는 기둥의 강성, 아웃리거의 평면상 위치, 아웃리거의 설치 높이 등을 주요한 변수로 선택하여 구조해석을 진행하였다. 또한 초고층건물의 오프셋 아웃리거에 대한 최적위치를 찾는 것을 목적으로 초고층건물의 구조설계에서 가장 필수적인 최상층에서 발생하는 수평변위를 분석하였다. 본 연구의 결과, 기둥의 강성, 아웃리거의 평면상 위치, 아웃리거의 설치 높이는 아웃리거 구조시스템의 최적위치에 영향을 주는 것으로 나타났다. 또한 본 연구의 결과는 초고층건물의 오프셋 아웃리거 구조시스템의 최적위치를 알려주는 구조설계 자료로 유용하다고 사료된다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.95-104
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• 2016

Recently, the concept of damped outrigger system has been proposed for tall buildings. But, structural characteristics and design method of this system were not sufficiently investigated to date. In this study, the dynamic response control performance of outrigger damper has been analyzed. To this end, a simplified analysis model with outrigger damper system has been developed. Use the El Centro seismic(1940, NS) analysis was performed. Analysis results, on the top floor displacement response to the earthquake response, did not have a big effect. However, acceleration response control effect was found to be excellent. The increase of outrigger damper capacity usually results in the improved control performance. However, it is necessary to select that proper stiffness and damping values of the outrigger damper system because, the outrigger damper having large capacity is result in heavy financial burden.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.45-52
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• 2018

본 논문은 바닥 격막을 고려한 초고층 아웃리거 구조시스템의 수평거동을 파악하기 위하여 80층 규모의 초고층 아웃리거 건물을 대상으로 MIDAS-Gen을 이용하여 계획설계 수준의 구조설계를 진행하였다. 그리고 본 해석의 주요한 변수는 아웃리거의 평면상 위치, 슬래브의 강성, 아웃리거의 강성, 다이어프램의 종류이다. 또한 본 연구의 목적을 위하여 최상층에서 발생하는 수평변위, 층간변위, 슬래브에 발생한 응력을 분석하였다. 본 연구의 결과, 아웃리거의 평면상 위치, 슬래브의 강성, 아웃리거의 강성, 다이어프램의 종류는 초고층 아웃리거 구조시스템의 수평거동에 영향을 주는 것으로 나타났다. 그리고 본 연구의 결과는 초고층 아웃리거 구조시스템의 수평거동을 파악하는데 필요한 구조설계 기본자료를 얻는데 도움이 된다고 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.139-145
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• 2018

아웃리거 시스템은 지진이나 풍하중에 의한 동적 응답을 줄이기 위하여 고층 건물의 횡방향 강성을 증가시키는데 널리 사용되고 있다. 풍하중과 지진하중의 동적 특성은 매우 다르기 때문에 스마트 진동 제어 시스템이 아웃리거 시스템과 함께 사용된다면 두 가지 동적 하중에 대해서 효과적으로 사용될 수 있을 것이다. 본 논문에서는 아웃리거 댐퍼 시스템 기반 멀티 해저드 적응형 스마트 구조 제어 시스템에 대한 연구를 수행하였다. 스마트 아웃리거 댐퍼 시스템을 개발하기 위하여 MR 댐퍼를 사용하였다. 수치 해석을 위해 미국에 있는 LA, 찰스턴, 앵커리지의 세 도시에 대한 멀티 해저드 지진하중과 풍하중을 생성하였다. 스마트 아웃리거 댐퍼 시스템의 최적 설계를 위하여 MR 댐퍼 용량에 대한 파라메터 연구를 수행하였다. 유전자 알고리즘으로 최적화된 퍼지 논리 제어기를 이용하여 스마트 제어 알고리즘을 개발하였다. 해석결과를 통하여 아웃리거 댐퍼 시스템 기반 적응형 스마트 구조제어 시스템이 풍하중과 지진하중의 멀티 해저드에 대해서 우수한 제어성능을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.