L형 평면 고층건물의 층다이아프렘 가정의 유효성에 관한 연구 (Validation Study of Floor Diaphragm Assumptions in L-Shaped Tall Buildings)

서지정보

· 발행기관 : 대한건축학회
· 수록지 정보 : 대한건축학회논문집 / 40권 / 6호 / 209 ~ 216페이지
· 저자명 : 김윤곤

초록

본 연구의 목적은 L자형 평면을 갖는 고층건물의 층다아이프레임 가정의 타당성을 평가하는 것이다. 실무에서 통상적인 구조설계는 일반적으로 층다아이프레임 가정하에 수행되지만, 이들 건물은 실제로 다아이프레임 가정에 따라 거동하지 않을 가능성이 높다. 이러한 이유로 분절된 슬래브 플레이트 요소를 포함한 단순화된 구조모델을 사용하여 다아이프레임 유무에 따른 지붕층 슬래브의 면내변위(DX, DY, RZ) 및 면내응력, 1층 최외측 벽체의 전단력 등의 해석결과를 비교하였다. 본 연구의 주요 매개변수는 두 개의 수직한 주동과 이를 연결하는 슬래브의 비율이다. 두 개의 수직한 주동에 의한 횡력 하중조합은 두 가지 유형 – 1) 동일한 비틀림방향 횡력에 의한 비틀림변위 유형과 2) 반대되는 비틀림방향 횡력에 의한 슬래브 유형에 대한 응력집중-으로 분류할 수 있다. 연결 슬래브 유형에 응력집중의 하중조합을 적용할 때 다아이프레임 유무에 따른 차이가 크게 나타났다. 연결 슬래브 비율이 감소함에 따라 슬래브에 대한 응력집중은 증가하지만, 평면 비틀림량 자체가 평면 형상에 따라 다르기 때문에 평면 최외각에서의 변위는 비례적으로 증가하지 않는다. 그러나 다아이프레임 유무에 따른 변위 차이는 계속 증가한다. 따라서 다아이프레임 가정은 연결비율이 50% 미만일 때 적용하는 것이 바람직하지 않다.

영어초록

This study evaluated the validity of assuming floor diaphragms in tall buildings with L-shaped plans. Although conventional structural designtypically assumes floor diaphragms, these buildings may not behave as expected. To investigate this, a simplified structural model withmeshed slab plate elements was used to compare results with and without the diaphragm assumption. The comparison included in-planedisplacement (DX, DY, RZ), in-plane stress of the roof slab, and shear force on the exterior wall at the first floor. The main parameter inthis study was the slab ratio connecting two perpendicular sub-units. Load combinations of lateral forces from two perpendicular sub-units canbe categorized into two types: torsional displacement caused by same-direction lateral forces and stress concentration on the slab caused byopposite-direction lateral forces. The differences between models with and without diaphragms were significant when applying the loadcombination that causes stress concentration on the connection slab. As the connecting slab ratio decreased, stress concentration on the slabincreased, but displacement at the outermost corner did not directly increase due to variations in torsion depending on the plan shape.
However, differences in displacement between the models with and without diaphragms continued to grow. Therefore, it is not recommendedto apply the floor diaphragm assumption when the connecting slab ratio is less than 50%.

참고자료

· 없음