초고층 건물의 연쇄붕괴는 큰 피해를 발생시키므로 초고층 건물의 설계 단계에서 반드시 고려해야할 사항이다. 유한요소법을 이용한 초고층 건물의 연쇄붕괴 해석은 해석 시간이 지나치게 많이 소요되어 사실상 불가능하다고 할 수 있다. 본 논문에서는 유한 요소법의 대안으로 응용 요소법을 이용한 연쇄붕괴 해석의 유용성을 살펴보았다. 초고층 건물의 연쇄붕괴 해석을 위하여 규모 축소 모델링 방안을 제안하였다. 제안한 규모 축소 모델링 방안은 폭파하중의 직접적인 피해를 받는 부분만 해석모델에 포함하고 제외되는 나머지 부분의 질량과 전달하중 그리고 강성은 하나의 층에 집중시키는 방법이다. 20층 고층 철근콘크리트 건물에 대한 전체 모델과 축소된 모델을 세 가지 연쇄붕괴 시나리오에 대하여 연쇄붕괴 해석을 수행하고 그 결과를 비교하였다. 축소 모델은 전체 모델과 유사한 연쇄붕괴 양상을 보여 주지만 소요된 시간은 전체 모델의 약30%로 줄일 수 있었다. 본 논문에서 제안된 연쇄붕괴 해석 방안은 비정상 하중에 의한 초고층 건물의 연쇄붕괴 해석에 유용하게 사용될 수 있다.
Perception of the public to structural fires is very important because there are only a number of tall timber buildings constructed in the world. People are hesitating to accept tall timber buildings, so it is essential to ensure the first generation of tall timber buildings to a very high standard, especially fire safety. Right now, there are no specific design standards or regulations for fire design of tall timber buildings in Europe. Even though heavy timber members have better fire resistance than steel components, many conditions still need to be verified before considering the use of timber materials, e.g. fire spread, post-fire collapse, etc. This research numerically explores the structural behaviours of a tall Glulam building when one of its internal Glulam (Glued laminated timber) columns fails after sustaining a full 120-min standard fire and is removed from the established finite element building model created in SAP2000. The numerical results demonstrate that the failure and removal of the selected internal Glulam column may lead to the local failure of the adjacent CLT (Cross laminated timber) floor slabs, but will not lead to large disproportionate damage and collapse of the whole building. Here, the building is assumed to be located in Glasgow, Scotland, UK.
High-rise buildings are increasingly viewed as having both technical and economic advantages, especially in areas of high population density. Increasingly taller buildings are being built worldwide. Increased heights entail increasing flexibility, which can result in serviceability problems associated with significant displacements and accelerations at higher floors. The purpose of this paper is to present the concept of a versatile vibration control technology (MR dampers with bracings) that can be used in super tall buildings. The proposed technology is shown to be effective, from a serviceability point of view, as well as resulting in dramatically reduced design wind loads, thus creating more resilient and sustainable buildings.
Kijewski-Correa, T.;Kareem, A.;Guo, Y.L.;Bashor, R.;Weigand, T.
국제초고층학회논문집
/
제2권3호
/
pp.179-192
/
2013
The lack of systematic validation for the design process supporting tall buildings motivated the authors' research groups and their collaborators to found the Chicago Full-Scale Monitoring Program over a decade ago. This project has allowed the sustained in-situ observation of a collection of tall buildings now spanning worldwide. This paper overviews this program and the lessons learned in the process, ranging from appropriate technologies for response measurements to the factors influencing accurate prediction of dynamic properties all the way to how these properties then influence the prediction of response using wind tunnel testing and whether this response does indeed correlate with in-situ observations. Through this paper, these wide ranging subjects are addressed in a manner that demonstrates the importance of continued promotion and expansion of full-scale monitoring efforts and the ways in which these programs can provide true value-added to building owners and managers.
Advances in structural materials and construction methods have resulted in flexible and light tall buildings, making an assessment of structural safety during strong wind and serviceability/habitability during comparable medium/weak wind important design criteria. So far, lots of studies on suppressing the wind-induced responses have been carried out for tall buildings with aerodynamic modification. Most of the studies on aerodynamic modification have forced on the corner modification, while the studies on taper and set-back are limited. Changes of sectional shape through taper and set-back can modify the flow pattern around the models, encouraging more 3-dimensionalities, which results in reducing the wind-induced excitations. This paper discusses the characteristics of overturning moments and wind-induced responses of the tall buildings with height variations. The reduction of mean along-wind and fluctuating across-wind overturning moments are apparent in the suburban area than in urban area. A series of the response analyses, the rms displacement responses of the tall buildings with height variations are reduced greatly, while the rms acceleration responses are not necessarily reduced, showing dependences on wind direction.
Downbursts are transient phenomena that produce wind profiles that are distinctly different from synoptic boundary layers. Wind field data from Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations of isolated downburst-like impinging jets, are used to investigate structural loads of tall buildings due to these high intensity winds. The base shear forces and base moments of tall buildings of heights between 120 and 250 m produced by downburst winds of various scales are compared with the forces from the equivalent boundary layer gust winds, with matched 10-metre wind velocity. The wind profiles are mainly functions of the size of the downburst and the radial distance from the centre of the storm. Wind forces due to various downburst profiles are investigated by placing the building at different locations relative to the storm center as well as varying the size of the downburst. Overall it is found that downbursts larger than approx. 2,000 m in diameter might produce governing design wind loads above those from corresponding boundary layer winds for tall buildings.
Weber, Felix;Huber, Peter;Spensberger, Simon;Distl, Johann;Braun, Christian
국제초고층학회논문집
/
제8권2호
/
pp.117-123
/
2019
Tall buildings are prone to wind-induced vibrations due to their slenderness whereby peak structural accelerations may be higher than the recommended maximum value. The common countermeasure is the installation of a tuned mass damper (TMD) near the highest occupied floor. Due to the extremely large modal mass of tall buildings and because of the narrow to broad band type of wind excitation the TMD mass may become inacceptable large - in extreme cases up to 2000 metric tons. It is therefore a need to develop more efficient TMD concepts which provide the same damping to the building but with reduced mass. The adaptive TMD concept described in this paper represents a solution to this problem. Frequency and damping of the adaptive TMD are controlled in real-time by semi-active oil dampers according to the actual structural acceleration. The resulting enhanced TMD efficiency allows reducing its mass by up to 20% compared to the classical passive TMD. The adaptive TMD system is fully fail-safe thanks to a smart valve system of the semi-active oil dampers. In contrast to active TMD solutions the adaptive TMD is unconditionally stable and its power consumption on the order of 1 kW is negligible small as controllable oil dampers are semi-active devices. The adaptive TMD with reduced mass, stable behavior and lowest power consumption is therefore a preferable and cost saving damping tool for tall buildings.
Throughout history, buildings have been interrelated with certain indigenous characteristics such as regional climate, culture and religions. In particular, the control of regional climate has been primarily a concern for compatibility with nature. In our modern age, technologies to control climate have been successfully developed in architecture but the consumption of large quantities of natural resources can also produce environmental problems. This study is based on the proposition that this negative trend can be minimized with architectural design that is motivated to coexist with a regional climate. This study develops these design strategies for tall office buildings by analyzing various combinations of building design configurations based on regional climates. The objective is to determine the optimum architecture of tall office buildings during the initial design process that will reduce energy consumption for regional climatic conditions. The eQUEST energy simulating program based on DOE-2.2 was used for this comparative analysis study of the energy use in tall office buildings based on architectural design variables and different regional climates. The results are statistically analyzed and presented in functional architectural design decision-making tables and charts. As a result of the comparison of architectural design consideration for tall office buildings in relation to regional climates, buildings physically need less energy consumption when the architecture is concerned with the regional climate and it produces a more reasonable design methodology. In reality, imbalanced planning which is architectural design's lack of regional characteristics requires additional natural resources to maintain desired comfortable indoor conditions. Therefore, the application of integrated architectural design with regional nature should be the first architectural design stage and this research produces the rational. This architectural design language approach must be a starting point to sustaining long-term planning.
Based on the empirical formulas for power spectra of generalized modal forces and local fluctuating wind forces in across-wind and torsional directions, the wind-induced lateral-torsional coupled response analysis of a representative rectangular tall building was conducted by setting various parameters such as eccentricities in centers of mass and/or rigidity and considering different torsional to lateral stiffness ratios. The eccentricity effects on the lateral-torsional coupled responses of the tall building were studied comprehensively by structural dynamic analysis. Extensive computational results indicated that the torsional responses at the geometric center of the building may be significantly affected by the eccentricities in the centers of mass and/or rigidity. Covariance responses were found to be in the same order of magnitude as the along-wind or across-wind responses in many eccentricity cases, suggesting that the lateral-torsional coupled effects on the overall wind-induced responses can not be neglected for such situations. The calculated results also demonstrated that the torsional motion contributed significantly to the total responses of rectangular tall buildings with mass and/or rigidity eccentricities. It was shown through this study that the framework presented in this paper provides a useful tool to evaluate the wind-induced lateral-torsional coupled responses of rectangular buildings, which will enable structural engineers in the preliminary design stages to assess the serviceability of tall buildings, potential structural vibration problems and the need for a detailed wind tunnel test.
Tall buildings under wind action usually oscillate simultaneously in the along-wind and across-wind directions as well as in torsional modes. While several procedures have been developed for predicting wind-induced loads and responses in along-wind direction, accurate analytical methods for estimating across-wind and torsional response have not been possible yet. Simplified empirical formulas for estimation of the across-wind dynamic responses of rectangular tall buildings are presented in this paper. Unlike established empirical formulas in codifications, the formulas proposed in this paper are developed based on simultaneous pressure measurements from a series of tall building models with various side and aspect ratios in a boundary layer wind tunnel. Comparisons of the across-wind responses determined by the proposed formulas and the results obtained from the wind tunnel tests as well as those estimated by two well-known wind loading codes are made to examine the applicability and accuracy of the proposed simplified formulas. It is shown through the comparisons that the proposed simplified formulas can be served as an alternative and useful tool for the design and analysis of wind effects on rectangular tall buildings.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.