• International Journal of High-Rise Buildings
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• v.1 no.1
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• pp.21-28
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• 2012

Diagrid system has been in the spotlight for its superiority in terms of the resistance to lateral force when applied to skyscrapers. In diagrid system, most of columns can be eliminated because vertical loads (gravity loads) and horizontal loads (lateral loads) are delivered simultaneously thanks to the triangular shape of diagrid. However, lack of studies on connection shape and node connection details makes it hard to employ the system to the buildings. In this study, the structural safety of the node connections in circular steel tube diagrid system which has been considered in the Cyclone Tower in Korea (Seven stories below and fifty-one above the ground) was evaluated using the 4 full-scale specimens. The parameters are the extended length (20 mm, 40 mm & 60 mm), thickness (40 mm & 50 mm).

• International Journal of High-Rise Buildings
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• v.1 no.1
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• pp.29-36
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• 2012

The diagrid structural system is considered to be not only the best structural system for constructing free form structures, but also a very effective system in resisting lateral load. As a newly investigated structural system, its complicated node has not yet been completely investigated and minimal experimentation of manufacturing and constructing the system have been conducted. Therefore, the constructing cost of the diagrid structural system is still comparatively high. In this paper, the cyclic performance of a diagrid node with an H-section brace will be discussed. Design details that consider productivity were proposed and their structural performances were assessed through experimental and analytical investigation.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.23 no.2
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• pp.211-220
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• 2011

The diagrid structure is now one of the trends in tall-building structures. It is preferred not only because of its distinctive appearance but also because of its structural advantages. There are few diagrid buildings that actually exist, however, because of the nodes, which are difficult to make and cost too much. In this study, a node-type diagrid building material with a more efficient structure but with fewer diagrid nodes, fabricated using the finite element method, was proposed and validated via experimentation.

• Journal of Korean Association for Spatial Structures
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• v.8 no.3
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• pp.91-99
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• 2008

As number of the buildings increases, it shows new trends such as twisted, tilted, taperer shape. As a structural solution for the new trend buildings, diagonal grid (Diagrid) structure was developed. Though a few buildings was built using diagird system, the structural performance of the corresponding node was not clearly identified. Therefore, experimental evaluation is needed to apply diagrid for higher buildings. In this study, the node was tested depending on the amounts of welding materials. As a result, the partial welding can provide enough strength for the node as required in the full penetration welding under monotonin compressive loadings.

• International Journal of High-Rise Buildings
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• v.5 no.4
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• pp.293-304
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• 2016

The diagrid structural system for constructing tall buildings is a recent invention. Debuting in 2004 with the construction of the Swiss Re Tower in London, this aesthetically driven structural system has centered the perfecting of its technology on the development of the nodes that form its innovative deviation from standard steel tall framing methods. The paper examines variations in node design, understanding the linked dependence the modularity and the choice to expose the steel in the building, as well as on advances in digital modelling that allow an increasingly seamless line of communication from the engineering design through to the actual fabrication of the nodes. This advanced design and fabrication technology will be seen to have resulted in the expanded use of the technical term "node" to inform the design and construction of a range of other applications in the structuring of tall buildings, including the use of steel castings.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.21 no.3
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• pp.257-266
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• 2009

The results of the analysis of the structural behavior of diagrid nodes that were subjected to cyclic loads such as wind and earthquakes was not fully understood due to difficulties in considering the welding type. In this study, diagrid nodes were tested to determine their behavior when they are subjected to seismic or wind loads. Five specimens were designed and fabricated. The corresponding test parameters were the welding type for each point and the length of the overlap of the side stiffener and the brace web. Tensile force was applied to one diagrid brace member, and compression force was applied to the other diagrid brace member. Cyclic loading was applied until the failure. The test showed that failures are due to axial stress from axial force and the additional bending moment of the two combined axial forces that have different directions. Tensile failure was observed from the tensile force, and local buckling was observed from the compressive force at the flange of the brace member. In addition, the welding type and the length overlap affected the initial stiffness, the yielding stress, and the energy absorption of the diagrid node.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.21 no.4
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• pp.375-384
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• 2009

The application of the diagrid structural system has increased of late, but cyclic loadings such as winds and earthquakes cannot be fully understood through only an analytical study due to the difficulty of considering its welding property. In this study, diagrid nodes that had been scaled down to 1/5 of their full sizes were tested to find out their structural behavior under seismic or wind loads. Four specimens were used with five parameters, including the welding method and the design details. Cyclic loading tests were carried out, where a tensile load was applied to one brace member and a compression load to the other. The major failure modes in the tests were only failure of bending with tensile stress and tension failure. The welding method and the design details had no effect on the initial stiffness and yielding stress but play a significant role in the failure mode and energy dissipation, respectively.

• 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.