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

• Steel and Composite Structures
• /
• 제38권6호
• /
• pp.671-690
• /
• 2021

Seismic responses of RC core wall with two outriggers are investigated in this study. In the models analyzed here, one of the outriggers is fixed at the top of the building and the second is placed at different levels along the height of the system. Each of the systems resulting from the placement of the outrigger at different locations is designed according to the prescriptive codes. The location of the outrigger changes along the height. Linear design of all the structures is accomplished by using prescriptive codes. Buckling restrained braces (BRBs) are used in the outriggers and forward directivity near fault and far fault earthquake record sets are used at maximum considered earthquake (MCE) level. Results from nonlinear time history analysis demonstrate that BRB outriggers can change the seismic responses like force distribution and deformation demand of the RC core-walls over the height and lead to the new plastic hinge arrangement over the core-wall height. Plasticity extension in the RC core wall occurs at the base as well as adjacent to the outrigger levels. Considering the maximum inter-story drift ratio (IDR) demand as an engineering parameter, the best location for the second outrigger is at 0.75H, in which the maximum IDR at the region upper the second outrigger level is approximately equal to the corresponding value in the lower region.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제33권4호
• /
• pp.237-244
• /
• 2020

본 논문에서는 포스트 텐션으로 보강된 아웃리거 벽체의 부등기둥축소량 저감 효과를 확인하였다. 아웃리거 벽체 시스템을 사용할 경우 콘크리트 부재를 아웃리거로 사용하기 때문에 아웃리거 벽체의 장기거동도 고려해야 한다. 아웃리거 벽체은 깊은 보의 형태로 전단 응력이 지배적이기 때문에 전단 응력을 받는 콘크리트의 장기거동에 대한 이론 연구를 수행하였고 그 결과를 유한요소해석에 적용하였다. 아웃리거의 장기거동 고려 시 부등기둥축소량과 아웃리거에 작용하는 전단력을 확인하였으며, 설계 변수인 아웃리거의 두께를 변경해가며 해석하였다. 해석 결과 부등기둥축소량은 증가하고 아웃리거에 작용하는 전단력은 감소함을 밝혔으며 아웃리거의 강성이 작을수록 그 효과가 크다는 것을 밝혔다. 이후 아웃리거의 장기거동으로 인해 증가한 부등기둥축소량을 감소시키기 위해 포스트 텐션 공법으로 보강하는 방법을 제안하고 그 효과를 확인하였다. 프리스트레스 도입 직후의 프리스트레스 손실과 장기거동에 의한 프리스트레스 손실을 모두 고려하였다. 해석 결과 포스트 텐션 공법의 뛰어난 부등기둥축소량 저감 효과를 확인하였으며, 프리스트레스의 크기가 증가할수록 그 효과가 증가함을 밝혔다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제23권5호
• /
• pp.37-47
• /
• 2019

본 논문은 바닥 격막을 고려한 코어 및 오프셋 아웃리거 구조의 최적위치를 파악하기 위하여 70층 규모의 초고층 아웃리거 건물을 대상으로 MIDAS-Gen을 이용하여 구조설계를 실시하였다. 그리고 본 해석연구의 주요 변수는 슬래브의 강성, 전단벽의 강성, 아웃리거의 평면상 위치이다. 또한 본 해석결과에 근거하여 슬래브의 강성과 전단벽의 강성이 바닥 격막을 고려한 코어 및 오프셋 아웃리거 구조의 최적 위치에 미치는 영향을 분석하였다. 본 해석연구의 결과에서는 슬래브의 강성, 전단벽의 강성, 아웃리거의 평면상 위치가 초고층 아웃리거 구조시스템의 최적위치에 어떤 영향을 주는 지를 분석하여 나타났다. 그리고 본 논문의 결과는 초고층 아웃리거 구조시스템의 최적위치를 조사하는데 필요한 구조공학자료를 얻는데 도움이 된다고 사료된다.

• 한국공간구조학회:학술대회논문집
• /
• 한국공간구조학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집 제3권1호(통권3호)
• /
• pp.110-117
• /
• 2006

This study presents an effective stiffness-based optimal technique to consider floor rigid diaphragm action and a technique to evaluate the structural behavior characteristics and efficiency for tall shear wall outrigger system subject to horizontal loads. To this end, isoparametric plane stress element with rotational stiffness is used for shear wall element and stiffness gradient is calculated. Also, the approximation concept to solve effectively the large scaled problems, member grouping technique and resizing technique are considered. To verify the effectiveness and usefulness of this technique, the efficient evaluation method for three types of 50 story model with core and outrigger system is presented.

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

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
• /
• pp.561-566
• /
• 2009

The outrigger system with a core is widely used for lateral load resisting system of tall building. Recently, structural systems in tall building are adopted to eccentric core and offset outrigger or one-armed outrigger system by trends in planning buildings of irregular type. Therefore, the performance of outrigger system with eccentric core in tall building is evaluated by 50-stories examples which are analyzed for variables such as layout of core and outrigger, arm length of outrigger and depth of outrigger and belt wall.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제63권4호
• /
• pp.521-536
• /
• 2017

Reinforced concrete core-wall structures with buckling-restrained brace outriggers are interesting systems which have the ability to absorb and dissipate energy during strong earthquakes. Outriggers can change the energy demand in a tall building. In this paper, the energy demand was studied by using the nonlinear time history analysis for the mentioned systems. First, the structures were designed according to the prescriptive codes. In the dynamic analysis, three approaches for the core-wall were investigated: single plastic hinge (SPH), three plastic hinge (TPH) and extended plastic hinge (EPH). For SPH approach, only one plastic hinge is allowed at the core-wall base. For TPH approach, three plastic hinges are allowed, one at the base and two others at the upper levels. For EPH approach, the plasticity can extend anywhere in the wall. The kinetic, elastic strain, inelastic and damping energy demand subjected to forward directivity near-fault and ordinary far-fault earthquakes were studied. In SPH approach for all near-fault and far-fault events, on average, more than 65 percent of inelastic energy is absorbed by buckling-restrained braces in outrigger. While in TPH and EPH approaches, outrigger contribution to inelastic energy demand is reduced. The contribution of outrigger to inelastic energy absorption for the TPH and EPH approaches does not differ significantly. The values are approximately 25 and 30 percent, respectively.

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

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제17권6호
• /
• pp.40-49
• /
• 2013

본 연구는 구조해석 프로그램 MIDAS-Gen을 사용하여 80층 건물의 구조분야에 대한 계획설계를 실시한 후에 캡 트러스가 설치된 초고층건물의 아웃리거 구조의 최적위치에 대하여 연구하는 것을 목적으로 하였다. 이 논문에서 구조해석의 주요한 변수는 아웃리거 위치와 주요한 구조요소 (아웃리거, 외곽기둥, 전단벽 등)의 강성이다. 캡 트러스가 설치된 초고층건물의 아웃리거 구조의 최적위치를 찾기 위하여 초고층건물의 구조설계에서 가장 중요하게 고려해야하는 요소의 하나인 최상층의 수평변위를 분석하고 고찰하였다. 본 연구의 결과, 아웃리거 위치와 아웃리거, 외곽기둥, 전단벽과 같은 주요한 구조요소의 강성은 최적의 아웃리거 위치에 영향을 주는 것으로 나타났다. 그리고 본 연구의 결과는 초고층건물의 수평변위를 최소화시키는 최적의 아웃리거 위치를 결정할 수 있는 기본적인 엔지니어링 자료를 제공하는 것으로 나타났다.