• 국제초고층학회논문집
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• 제1권1호
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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).

• 국제초고층학회논문집
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• 제1권1호
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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.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.211-220
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• 2011

다이아그리드 구조시스템은 현재 초고층의 하나의 트렌드로써 미적일뿐 아니라 구조적으로 효율적인 시스템이다. 그러나 이러한 효율적인 다이아그리드가 실제적으로 시공이 어려운 데에는 접합부의 문제가 가장 크다. 접합부는 시공상 어려울 뿐만 아니라, 무엇보다 비용이 많이 들어가기 때문에 실질적으로 다이아그리드 구조를 채택하지 못하고 계획단계에서 그치는 경우가 많다. 본 논문에서는 다이아그리드 노드의 구조적인 물량을 절약하면서 구조적으로 효율적인 다이아 그리드 접합부 모델을 유한요소 해석을 통해서 제안하고 이를 실험에 직접 적용을 시켜 봄으로써 그 효율성을 검증하고자 한다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.91-99
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• 2008

최근의 건물의 동향을 보면 아름다움을 강조하여 비틀리고, 경사지고, 테이퍼형태를 가지고 있다. 이러한 건물에 대응하는 구조시스템으로 대형 대각가새 구조시스템이 등장하였다. 이 구조시스템은 건축적인 요구사항을 만족하면서 구조물량 절감의 가능성이 있지만 다수의 부재가 만나는 접합부에 대한 구조성능 평가가 필요하다. 이에 본 연구에서는 H형 단면을 이용한 대형 대각가새 구조시스템의 접합부에 대한 단조가력 실험을 수행하였으며 하중 및 변형능력을 평가하였다. 주요 변수로는 부위별로 용접방법 및 웨브의 이음길이를 적용하였다. 실험결과 완전용입용접에 대하여 국부적으로 부분용입용접을 사용한 경우와 비교해 보면 구조성능에는 차이가 없었고, 웨브의 중첩길이는 웨브사이 이격거리에 100%에 해당하는 길이가 필요함을 알 수 있었다.

• 국제초고층학회논문집
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• 제5권4호
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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.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권3호
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• pp.257-266
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• 2009

다이아그리드 노드의 지진 및 바람에 의한 반복하중에 대한 구조성능을 해석적으로 평가하는 것은 용접특성의 반영이 어려워서 한계가 있다. 이 연구에서는 횡하중을 받는 다이아그리드 노드의 구조거동을 알아보기 위해 다이아그리드의 노드부를 축소한 모형을 이용해 실험을 수행했다. 실험체는 총 5개이며 실험의 변수는 각 부분의 용접방법, 측면스티프너와 가새 웨브의 겹침길이이다. 한쪽 대각가새에는 인장력을, 다른쪽 대각가새에는 압축력을 가하는 반복가력 실험을 수행하였다. 실험 결과 주요 파괴 원인은 축력과, 방향이 상이한 두 힘의 합력으로 인한 부가적 모멘트에 의한 작용으로 나타났다. 인장력에 의해서 가새 부재의 플랜지가 파단하였고, 압축력에 의해서 가새 플랜지의 국부좌굴이 일어났다. 또한 겹침길이와 용접타입은 초기 강성, 항복 내력 및 에너지 흡수능력에 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권4호
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• pp.375-384
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• 2009

효과적인 횡력저항 시스템중에 하나인 다이아그리드 구조 시스템의 사용이 늘어나고 있다. 하지만 다이아그리드 노드의 바람 및 지진에 대한 구조성능을 해석적으로 평가하는 것은 한계가 있다. 특히 용접특성의 반영이 어려운데, 이 연구에서는 횡하중을 받는 다이아그리드 노드의 구조적 거동을 알아보기 위해 실제부재의 5분의 1로 축소한 모형을 이용해 실험을 수행했다. 주요 부위의 용접방법, 설계상세등 5가지 변수에 대하여 총 네 개의 실험체를 제작했다. 한쪽 가새부재에는 압축력을, 다른 쪽 가새부재에는 인장력을 가하는 반복가력 실험을 수행했다. 실험 결과 주요 파괴 원인은 인장력과 부가모멘트에 의한 파괴와 인장력만에 의한 용접부의 파단으로 나뉜다. 용접방법과 설계상세에 따른 초기강성, 항복강도의 차이는 없었다. 용접방법에 따른 파괴 형상의 차이가 있었으며 설계상세는 에너지 흡수능력에 영향을 미쳤다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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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.