초고층 건물의 구조계획 및 설계

소개글

초고층 건물의 개요(현황, 정의, 발전과정 등) 및 하중에 따른 구조계획 및 설계, 초고층 건물의 구조시스템에 대해 연구한 자료입니다.

목차

Ⅰ. 초고층 건물의 개요
1. 일반사항
1.1 초고층 건물의 역사적 배경
1.2 초고층 건물이란 무엇인가?
1.2.1 초고층 건물의 현황
1.2.2 초고층 건물의 재료사용에 따른 변천사
1.2.3 초고층 건물의 사례
☞ 참고자료 - 국내의 고층 건축물 (철골조 건축물)
1.3 초고층 건물의 발전과정 (Evolution of Skycraper)
1.3.1 The First Skycraper Period
1.3.2 The Second Skycraper Period
1.3.3 The Third Skycraper Period
1.3.4 The Fourth Skycraper Period
1.4 초고층 건물의 일반적 고찰
1.4.1 초고층 건물의 정의
1.4.2 초고층 건물의 구성요소
1.4.3 초고층 건물의 경제성

Ⅱ 초고층 건물의 구조계획 및 설계
1. 일반적인 사항
1.1 구조물의 수평하중에 대한 강도와 강성
1.2 구조물의 수평하중에 대한 변형능력
2. 초고층 건물의 내풍 구조계획 및 설계
2.1 Design Considerations
2.2 바람의 특성 (Characteristic of Wind)
2.2.1 Wind Road (풍하중)
2.2.2 Variation of wind velocity with height
2.2.3 Turbulent nature of wind
2.2.4 Probabilistic approach to wind load determination
2.2.5 Vortex Sheding phenomenon
2.2.6 Dynamic nature of wind
2.3 바람에 의한 구조물의 진동
2.4 풍동실험 (Wind Tunnel Test)
2.4.1 풍동실험의 대상
2.4.2 풍동실험 실시여부
2.4.3 풍동실험용 건물모형
2.4.4 풍동실험의 범위(종류)
2.4.5 풍동실험과 주거성
3. 초고층 건물의 내진 구조계획 및 해석
3.1 지진에 대한 일반사항
3.1.1 지진하중
3.1.2 지진의 발생원인
3.1.3 지진관련 용어
3.1.4 지진 발생시 일어나는 현상
3.2 지진 발생시 구조물의 거동
3.3 지진에 대한 구조해석
3.3.1 등가 정적 해석법 (Static Equivalent Force Analysis)
3.3.2 동적 해석법 (Dynamic Analysis)
3.4 내진성을 고려한 구조계획
3.4.1 내진성능 향상
3.4.2 구조체 변형능력
3.4.3 내진 구조방식
☞ Structures with many degrees of freedom
4. 새로운 내풍 및 내진 구조계획 (제진·면진 구조)
4.1 일반사항
4.1.1 면진, 방진, 제진 구조의 분류
4.1.2 진동원과 진동제어의 기본원리
4.2 제진구조
4.2.1 제진구조의 목적
4.2.2 입력진동과 구조물의 동적특성
4.2.3 제진구조의 요구성능
4.2.4 제진구조의 분류
☞ 참고자료 - 제진구조 계획에 대한 내용
4.3 면진구조
4.3.1 면진구조의 개념과 원리
4.3.2 면진구조의 특징
4.3.3 면진구조의 해석모델방법
4.3.4 면진구조의 설계
4.3.5 면진장치 시스템의 분류
☞ 참고자료 - 면진구조 계획에 대한 내용
Ⅲ 초고층 건물의 구조시스템
1. 연직하중 저항구조방식
1.1 일반사항
1.2 철근콘크리트구조에서의 바닥구조형식
1.2.1 보 또는 벽체로 지지되는 일방향 슬래브 형식
1.2.2 일방향 조이스트-보 형식
1.2.3 작은보와 큰보로 지지되는 일방향 슬래브
1.2.4 이방향 플래트 플레이트 형식
1.2.5 이방향 플래트 슬래브 형식
1.2.6 워플 슬래브 형식
1.2.7 이방향 슬래브와 보 형식
1.2.8 헌치달린 조이스 형식
1.3 철골구조에서의 바닥구조형식
1.3.1 일방향 보 형식
1.3.2 이방향 보 형식
1.3.3 삼방향 보 형식
1.4 합성구조에서의 바닥구조형식
1.4.1 합성보 형식
1.4.2 합성 조이스트-트러스 형식
1.4.3 합성 헌치-보 형식
1.5 프리텐션과 프스트텐션을 적용한 합성콘크리트 바닥구조 형식
2. 횡력저항 구조방식
2.1 초고층 건물의 구조형식 일반론
2.1.1 구조형식의 중요성
2.1.2 구조형식의 선정
2.2 철골조의 구조형식
2.2.1 강접구조 (Rigid Frames)
2.2.2 가새구조 (Braced Frames)
2.2.3 가새·강접의 혼합구조 (Interacting System of Braced and Rigid Frames)
2.2.4 아우트리거 및 밸트트러스 구조 (Outrigger and Belt Truss Systems)
2.3 튜블러 구조 (Tubular System)
2.3.1 골조형 튜블러 구조 (Framed tube System)
2.3.2 가새 튜블러 구조 (Braced tube System)
2.3.3 이중 튜블러 구조
2.3.4 묶음 튜블러 구조 (Bundled Tube, Modular Tube)
3. 설계시 특별 고려사항
3.1 기둥의 상이한 재장축소 (Differential Column Shortening)
3.2 바닥의 수평 유지 (Floor Leveling)
3.3 바닥의 진동 (Floor Vibration)
3.4 패널존 문제
3.5 커튼월 시스템
3.6 감쇠 시스템 (Mechanical Damping System)
3.7 기초 형식 (Foundation)
3.8 다이아프램의 내진설계 (Seismic Design of Diaphragms)
3.9 면진기술 (Earthquake Hazard Mitigation Technology)
3.9.1 지진과 분리차단 방식 (Seismic base isolation)
3.9.2 에너지 방출 방식 (Energy dissipation)
3.10 용접 모우멘트 접합부의 비탄성 거동

☞ 참고문헌 목록

본문내용

I. 초고층 건물의 개요
1. 일반사항
1.1 초고층 건물의 역사적 배경
인류의 역사를 되돌아보면, 유사 이래로 거대한 구조물의 건설에 대한 사람들의 욕구는 끊임없이 이어져 왔음을 알 수 있다. 고대사회에서는 종교적인 이유, 자연이나 타집단으로 부터의 보호를 위한 수단, 혹은 자신들의 권위과시 등의 이유로 인하여 거대구조를 건설하였다. 예를 들면 바벨탑, 만리장성, 피라미드 등과 같은 구조들을 들 수 있다. 그러므로 이 당시의 거대구조는 실용적인 면보다는 보호적인, 그리고 상징적인 의미가 보다 더 컸었다는 것을 알 수 있다. 그리고 중세에는 주로 종교적인 건물들이 주류를 이루었는데 유럽의 거대한 교회들이 여기에 속할 것이다. 현대 사회의 경우는 도시지역의 땅에 대한 부가가치 증가나 높은 인구 밀도와 같은 사회적, 경제적 요소들이 전세계적으로 초고층 빌딩의 증가를 부추기는 큰 원인이라 할 수 있겠다.

1.2 초고층 건물이란 무엇인가?
1.2.1 초고층 건물의 현황
최근 미국 동남아를 중심으로 초고층 건물의 계획과 건설이 활발히 추진되고 있다. 1890년대에는 10층 높이의 건물도 초고층 건물이라고 생각되었지만 40년이 지난 1931년에는 102층의 Empire State Building(381m, 뉴욕)이 완성되었다. 수십년동안 이 건물은 더 이상 높아질 수 없는 최후의 초고층 건물로 생각되어 왔으나, 다시 40년이 지난 1970년대에 들어와 세계무역센타(417m, 뉴욕), 시어즈 타워(443m, 시카고) 등의 더 높은 건물에 최고의 자리를 내주었다. 1세기가 지나는 동안, 이러한 초고층 건물은 10층에서 110층으로 발전하였고, 거의 모든 대도시의 스카이라인을 주도할 만큼 커다란 비중을 차지하게 되었다.
초고층 건물의 출현은 도시의 지가상승에 따른 최대용적률의 확보라는 측면 이외에도 동시대의 경제적 풍요와 성장의 상징이라는 차원에서도 의미가 있다. 그러나 초고층건물 건설에 있어 국내의 기술력은 단순한 시공차원에만 머무르고 있고 고부가가치의 설계나 엔지니어링은 미국과 같은 선진외국에 의존하고 있어 이 부분에 대한 기술확보가 시급하다고 할 수 있다.

참고 자료

초고층 건물의 구조계획 및 설계 - 한국 전산구조 공학회
구조 계획 - 대한 건축학회 편
내진설계 MANUAL (제 1권) - 등가정적해석법
구조 동역학 개론 - 홍갑표 역
구조물의 내진설계 - 한국 전산구조 공학회
건축물의 내진설계자료 - 과학기술 편집부 역
건축물의 구조기준 등에 관한 규칙 - 건교부
Structural Analysis and Design of tall buildings - Bungale S. Taranath
The Vertical Building Structure - Schueller
Steel, Concrete & Composite Design of tall Buildings - Bungale S . Taranath
Structural systems for tall building - council on tall buildings and urban habitat committee3
http:// eve.skku.ac.kr
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http:// nyctourist.com/wtc_new1.htm