• 국제초고층학회논문집
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• 제5권4호
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• pp.243-250
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• 2016

Today's architectural design trend based on the recognition of pluralism has led to multiple design directions for all building types including tall buildings. This contemporary design trend has produced many complex-shaped tall buildings, such as twisted, tilted, tapered and freeform towers. Among many different structural systems developed for tall buildings, the diagrid system, with its powerful structural rationale and distinguished aesthetic potential, is one of the most widely used systems for today's tall buildings. This paper studies structural performance of diagrid systems employed for complex-shaped tall buildings. Twisted, tilted, tapered and freeform tall buildings are designed with diagrid structures, and their structural performances are investigated. For the twisted diagrid study, the buildings are twisted up to 3 degrees per floor. In the tilted diagrid study, the angles of tilting range from 0 to 13 degrees. The impact of eccentricity is investigated for gravity as well as lateral loads in tilted towers. In the study of tapered diagrid structures, the angles of tapering range from 0 to 3 degrees. In the study of freeform diagrid structures, lateral stiffness of freeform diagrids is evaluated depending on the degree of fluctuation of free form. The freeform floor plans fluctuate from plus/minus 1.5 meter to plus/minus 4.5 meter boundaries of the original square floor plan. Parametric structural models are generated using appropriate computer programs and the models are exported to structural engineering software for design, analyses and comparative studies.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2011년도 추계 학술논문 발표대회
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• pp.35-36
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• 2011

Recently, an irregular-shaped super tall building has been increased, aiming toward landmarks of cityscape. However, the complex floor plan derived from an irregular shape requires considerable resources including time, cost, and effort to meet complex structural framework. Based on the motivation, the study proposes a table-form system that is variable slab form appropriate to an irregular shaped floor through improving limitations of an existing table-form system. The variable table-form is expected to reduce construction resources and improve constructability on an irregular floor plan of super tall buildings as well.

• 국제초고층학회논문집
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• 제5권1호
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• pp.13-20
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• 2016

Today's architecture can be best understood only through the recognition of pluralism, and, as is true of other building types, multiple design directions are prevalent for tall buildings. This contemporary design trend has produced many complex-shaped tall buildings, such as twisted, tilted and tapered form towers. Among many different structural systems developed for tall buildings, the outrigger system, with its inherent structural efficiency and flexibility in façade design, is widely used for contemporary tall buildings. This paper studies structural performance of outrigger systems employed for complex-shaped tall buildings. Twisted, tilted and tapered tall buildings are designed with outrigger structures, and their structural performance is investigated. For the twisted outrigger study, the buildings are twisted up to 3 degrees per floor. In the tilted outrigger study, the angles of tilting range from 0 to 13 degrees. The impact of eccentricity is investigated for gravity as well as lateral loads in tilted towers. In the study of tapered outrigger structures, the angles of tapering range from 0 to 3 degrees. Parametric structural models are generated using appropriate computer programs for these studies, and the models are exported to structural engineering software for design and analyses.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.79-88
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• 2011

근래에 들어와서 3T (Twisted, Tapered, Tilted)로 대별되는 비정형 초고층 건축물이 다수 계획되고 있다. 이러한 비정형 초고층 건물을 위해서 구조적인 효율성 및 조형성 때문에 다이어그리드 구조시스템이 현재까지 가장 널리 사용되고 있는 구조시스템 중의 하나이다. 건축적인 조형미 등의 이유로 경사진 비정형 초고층 건물에 대한 계획안이 다수 발표되고 있으며 다수의 구조물들이 다이어그리드 구조시스템을 활용하고 있다. 경사진 비정형 초고층 건물은 횡하중뿐만 아니라 자중에 의해서도 횡방향 변위가 발생한다. 따라서 정형적인 초고층 건물보다 횡방향 응답을 저감시카는 젓이 더 중요한 문제로 대두된다. 본 연구에서는 경사진 다이어그리드 비정형 초고층 건물의 지진응답을 저감시키기 위하여 스마트 TMD를 적용하였고 그 제어성능을 평가하였다. 스마트 TMD를 구성하기 위하여 MR 감쇠기를 사용하였으며 스마트 TMD는 그라운드훅 제어알고리즘을 사용하여 제어하였다. 100 층의 예제구조물에 대하여 제어를 하지 않은 경우와, 일반적인 TMD를 사용한 경우, 그리고 스마트 TMD를 사용하여 제어한 경우를 비교 검토하였다. 수지해석결과 스마트 TMD가 변위 응답 제어에는 우수한 성능을 나타냈지만 가속도응답제어에는 효과적이지 못했다.

• 국제초고층학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.221-232
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• 2016

With the booming of construction and property industries in China, the demand for high-rises and mega-scale buildings with more integrated building functions, open- and tailor-shaped outlooks, better connections to municipal infrastructures, and higher grades of building importance has been increasing in the past two decades. The seismic design and engineering of such modern mega-buildings face engineering challenges such as hazard mitigation of extreme actions and surroundings, integrated structural frameworks and building skins, complex connections, and overall construction efficiency. It is the work of a new generation of civil and structural engineers to enhance engineering efficiency and achieve overall engineering, environmental, and economical effectiveness for these high-rise projects. This paper elaborates the above topics through case studies on the design and construction of four such developments in China. Some rethinking is conducted on evolution in modern seismic engineering and design through innovation to achieve an acceptable level of overall sustainability and building effectiveness.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.551-558
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• 2015

비정형 고층건물의 경우 편심중력하중에 의해 횡변위가 발생한다. 일반해석은 완공시점에 건물 조건을 기준으로 모든 하중을 고려하기 때문에, 시공중 부재 수직도 확보를 통해 각 단계별 보정량을 반영할 수 없어 골조자중에 의한 횡변위를 과대평가한다. 시공단계해석은 통상적인 시공과정에서 각 층마다 바닥평활도 및 기둥/벽체 수직도를 확보하는 것을 고려하여 타설이전에 발생하는 변형각을 보정하기 때문에 일반해석의 한계를 보완할 수 있다. 또한 계측을 통해 타설시점의 좌표를 설계좌표점으로 시공할 경우 각 시공단계에서 추가적인 횡변위보정(원점보정)이 가능하다. 횡변위는 고층부로 갈수록 급격히 증가하므로, 이러한 사전해석을 통해 합리적인 보정계획 수립이 가능하며, 이러한 보정에도 횡변위 관리기준를 초과하는 경우는 선보정 계획을 수립하여야 한다. 이때 사전해석의 불확실성 측면을 고려하여 선보정량을 결정하고, 실제 건물거동의 모니터링을 통해 선보정계획을 지속적으로 수정하여 건물수직도를 확보할 필요가 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권1호
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• pp.59-67
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• 2013

비정형 초고층 구조물은 골조 직교성이 해제되고, 형상이 복잡해 기존 설계방식보다 많은 문제점이 발생된다. 비정형성으로 인한 문제점은 설계안을 지속적으로 변경시켜 프로젝트의 효율성을 저하시킨다. 또한 해외프로젝트의 경우 해당업체 간 혹은 해당국가 간 의견차로 국내보다 더욱 많은 변경상황이 발생되고 있다. 따라서 지속적인 변경상황에 전산플랫폼을 사용할 경우 효율적으로 설계변경업무에 대처할 수 있다. 파라메트릭 기반의 전산플랫폼인 StrAuto를 이용할 경우 최적의 구조설계대안을 신속히 선정할 수 있다. 특히 StrAuto는 비선형 내진성능평가를 위한 해석 툴 간의 신속한 모델링 연동도 효율적으로 가능하다. 그래서 본 연구에서는 지진하중 변경에 따른 전산플랫폼을 이용한 내진성능평가 프로세스를 현재 구조설계가 진행 중인 몽골지역 최고층 빌딩 프로젝트에 적용하고 검증하려 한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권1호
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• pp.89-97
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• 2013

비정형 초고층 건물의 계획 및 시공이 늘어남에 따라 이 연구에서는 프로토타입 모델에 대한 시공단계해석의 적용을 통하여 비정형 초고층 건물의 시공 중 구조적 거동을 분석하고자 하였다. 비틀림 초고층 건물을 대상으로 횡력저항시스템, 비틀림각도, 공법 조건에 따른 총 18개의 모델을 선정하였다. 횡력저항시스템으로는 다이아그리드 시스템과 가새튜브 시스템을 적용하였으며, 각 횡력저항시스템별로 $0^{\circ}$, $1^{\circ}$, $2^{\circ}$ 비틀림각도를 갖는 세 가지 평면 형태와 외곽 튜브와 내부 골조의 시공순서에 따른 세 가지 공법을 가정하였다. 시공 중인 초고층 건물의 구조적 성능은 시공단계해석의 횡변위 결과를 통하여 분석되었으며, 골조 공기와 최대 양중량과 같은 시공성능이 함께 비교되었다.

• 국제초고층학회논문집
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• 제4권1호
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• pp.85-90
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• 2015

Advances in the technology of computational design are giving architects and engineers the opportunity to analyze buildings with complex geometries. This study explores the optimization and automation process using the parametric design method, and uses digital tools to achieve surface representation and panelization for curved shaped office buildings. In this paper, we propose parametric algorithms of dimensional and geometric constraints using the Knowledge-ware scripts embedded in Gehry Technologies' Digital Project. The knowledge-based design methods proposed in this study can be used to systemize the knowledge possessed by experts in the form of data. Such knowledge is required to promote collaboration between designers and engineers in the process of CAD/CAE/CAM. The aim of this study is to integrate the process into design, which establishes an integrated process. This integration enables two-way feedback between design and construction data by combining the methods used in designing, engineering, and construction.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권6호
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• pp.513-523
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• 2012

본 연구는 횡력저항시스템별로 프로토타입 모델을 선정하고 지진지역과 비정형성에 따른 내진성능 영향력을 검토하였다. 프로토타입 모델은 다이아그리드 시스템과 브레이스튜브 시스템 그리고 아웃리거 시스템을 선정하였다. 또한 각 횡력저항시스템별 평면 비틀림 각도를 $0^{\circ}$, $1^{\circ}$($1.5^{\circ}$), $2^{\circ}$($3^{\circ}$) 씩 변화하여 내진성능을 검토하였다. 지진지역은 강진지역(LA), 약진지역(Boston)을 선정하였다. 선형응답해석은 프로토타입 모델의 풍변위, 고유주기를 검토하였다. Non-Linear Response History(NLRH) 해석에서는 밑면전단력, 층간변위비를 검토하였다. 검토결과 다이아그리드 시스템과 브레이스튜브 시스템 그리고 아웃리거 시스템 모두 평면 비틀림 각도가 증가할수록 건물 전체의 강성이 줄어들었다. 또한 평면 비틀림 각도가 증가할수록 풍변위와 고유주기 결과가 증가하고 건물 전체의 강성이 줄어들어 밑면전단력이 감소하였다. 끝으로, NLRH 해석 결과 강진과 약진지역 모두 Tall Building Initiative(TBI)의 Maximum Considered Earthquake(MCE)수준의 층간변위비 제한값 0.045를 만족하여 허용범위내의 내진성능을 만족하고 있는 것으로 나타났다.