KR101006969B1 - Embedded prestressing-steel components in rc core wall of outrigger system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 프리스트레싱된 철골부재를 이용하여 코어벽체 매립부를 구성하는 아웃리거 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 코어 벽체를 관통하는 프리스트레싱된 철골부재를 적용하도록 함으로써 아웃리거층의 코어 벽체의 두께를 감소시키고 시공을 용이하게 하도록 하는 프리스트레싱된 철골부재를 이용하여 코어벽체 매립부를 구성하는 아웃리거 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an outrigger system constituting a core wall buried portion using a prestressed steel member, and in particular, to apply a prestressed steel member penetrating the core wall to reduce the thickness of the core wall of the outrigger layer and An outrigger system for constructing a core wall buried portion using a prestressed steel frame member to facilitate it.
아웃리거 시스템(Outrigger System)은 현재 국내·외 초고층 건물에 다수 적용되고 있는 횡력저항시스템(Horizontal load-resisting system)의 하나로, 코어와 건물의 외주 기둥을 아웃리거 트러스(또는 RC 아웃리거 벽체)로 연결하여 코어의 순수 캔틸레버 거동을 제어하여 건물의 전체적인 횡강성을 증가시키는 구조시스템이다.Outrigger System is one of the horizontal load-resisting systems currently applied to high-rise buildings at home and abroad. The outrigger system connects the core and the outer pillar of the building with an outrigger truss (or RC outrigger wall). It is a structural system that increases the overall lateral stiffness of a building by controlling its pure cantilever behavior.
일반적으로 현재 초고층 건물에 적용되고 있는 아웃리거 시스템은 아웃리거 트러스와 코어 벽체의 접합을 구조물이 횡력에 저항하는‘아웃리거-코어-아웃리거’하중전달 메커니즘을 전제로 한다. 아웃리거의 형태 및 코어와 접합방법은 도 1에 도시된 바와 같이 코어 벽체(1)의 양단에 아웃리거 트러스(3)가 접합되는 방식이다. 이때, 아웃리거 트러스(3)를 코어와 결합을 위해서는 코어(1)에 트러스 부재(5)를 매립하는 데, 트러스 부재(5)를 매립하기 위해서는 해당 층에서 트러스 부재의 정착 및 피복두께 확보, 철근 배근 등에 필요한 코어 벽체 두께를 확보해야 한다. 도면중 미설명 부호인 7은 전단 스터드이고, 9는 아웃리거 트러스가 접합되는 외주 기둥이다.In general, the outrigger system currently used in skyscrapers presupposes the outrigger-core-outrigger load-transfer mechanism, which allows the structure to resist lateral forces from joining the outrigger truss to the core wall. The shape of the outrigger and the joining method with the core are a method in which the
그러나, 이러한 접합 방식은 코어 벽체 두께가 상대적으로 얇은 초고층 건물에서 코어선행으로 ACS(Auto Climbing System) 폼(Form)을 사용할 경우 특히 문제가 된다. 즉, 아웃리거가 위치한 해당층의 코어 벽체 두께 증가로 인해 ACS 폼의 재조립 또는 벽체 분리타설이 요구되고 이는 공기지연의 한 요인이 되는 문제점이 있다.However, this joining method is particularly problematic when using ACS (Auto Climbing System) form as a core lead in a high-rise building with a relatively thin core wall thickness. That is, due to the increase in the thickness of the core wall of the layer where the outrigger is located, reassembly of the ACS foam or wall separation is required, which causes a problem of air delay.
한편, 코어 벽체 두께가 트러스 부재의 매립에 충분하더라도 전단 스터드 설치, 철근 배근의 간섭 등 고려해야 하는 문제들은 여전히 남아 있으므로, 시공 난이도가 높아지고 공기에 영향을 미치는 것은 피하기 어려운 문제점이 있다.On the other hand, even if the core wall thickness is sufficient for embedding the truss member, there are still problems to be considered, such as the installation of shear studs, the reinforcement of the reinforcement bar, the difficulty of construction is high and difficult to avoid affecting the air.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 초고층건물에서 코어의 벽체에 프리스트레싱된 철골부재를 매립시킴으로서 매립되는 철골부재의 크기를 축소하고, 시공시 현장 프리스트레싱을 생략하거나 최소화하여 공정의 효율성을 높이고, 시공 난이도가 낮아지며, 공기를 단축시킬 수 있도록 하는 프리스트레싱된 철골부재를 이용하여 코어벽체 매립부를 구성하는 아웃리거 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, by filling the pre-stressed steel member in the wall of the core in the ultra-high-rise building to reduce the size of the embedded steel member, and skip or minimize the field prestressing during construction to reduce the efficiency of the process An object of the present invention is to provide an outrigger system for constructing a core wall buried portion by using a prestressed steel frame member to increase height, reduce construction difficulty, and shorten air.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,Features of the present invention for achieving the above object,
벽체로 이루어지는 코어와, 외주 기둥과, 상기 코어의 벽체와 일단이 고정 설치되고, 타단이 상기 외주 기둥에 접합되는 아웃리거 트러스로 이루어지는 아웃리거 시스템에 있어서, 상기 아웃리거 시스템은 상기 코어의 벽체의 양단 내부에서 길이 방향으로 설치되고, 상기 아웃리거 트러스가 외측면에 각각 고정 설치되는 포스트와; 상기 코어의 벽체에 매립되되, 상기 포스트의 내측면과 결합되고, 프리스트레싱 요소에 의해 프리스트레싱이 도입된 철골부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.An outrigger system comprising a core made of a wall, an outer circumferential column, and an outrigger truss fixedly provided with a wall and one end of the core and joined to the outer circumferential column, wherein the outrigger system is provided at both ends of walls of the core. Posts are installed in the longitudinal direction, the outrigger truss is fixed to the outer surface respectively; It is characterized in that it further comprises a steel member embedded in the wall of the core, coupled to the inner surface of the post, the prestressing is introduced by the prestressing element.
여기에서, 상기 철골부재는 상기 코어의 벽체를 수평으로 관통하는 상현 철골부재와; 상기 상현 철골부재와 일정 거리 이격되어 상기 코어의 벽체를 수평으로 관통하는 하현 철골부재; 및 상기 상현 철골부재와 하현 철골부재 사이에서 상기 코어의 벽체를 대각으로 관통하는 대각 철골부재로 이루어진다.Here, the steel frame member is a standing steel frame member horizontally penetrates the wall of the core; A lower steel frame member spaced apart from the upper steel frame member by a predetermined distance and penetrating horizontally through the wall of the core; And a diagonal steel frame member penetrating diagonally through the wall of the core between the upper steel frame member and the lower steel frame member.
여기에서 또한, 상기 상현 철골부재 및 상현 철골부재는 상기 아웃리거 트러스와 동일 선상에 설치된다.Here, the standing steel frame member and the standing steel frame member is installed on the same line as the outrigger truss.
여기에서 또, 상기 프리스트레싱 요소는 상기 포스트에 고정된 정착구와 커플러에 의해 연결된다.Here, too, the prestressing element is connected by a coupler and an anchorage fixed to the post.
상기와 같이 구성되는 본 발명인 프리스트레싱된 철골부재를 이용하여 코어벽체 매립부를 구성하는 아웃리거 시스템에 따르면, 코어의 벽체에 프리스트레싱된 철골부재를 매립시킴으로서 매립되는 철골부재의 크기를 축소하고, 시공시 현장 프리스트레싱을 생략하거나 최소화하여 공정의 효율성을 높이고, 시공 난이도가 낮아지며, 공기를 단축시킬 수 있다.According to the outrigger system constituting the core wall buried portion using the prestressed steel member of the present invention configured as described above, by reducing the size of the steel member to be embedded by embedding the prestressed steel member in the wall of the core, the site prestressing during construction By omitting or minimizing, the efficiency of the process can be increased, the construction difficulty is reduced, and the air can be shortened.
도 1은 종래의 아웃리거 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 프리스트레싱된 철골부재를 이용하여 코어벽체 매립부를 구성하는 아웃리거 시스템의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 프리스트레싱된 철골부재를 이용하여 코어벽체 매립부를 구성하는 아웃리거 시스템의 구성을 나타낸 정면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 프리스트레싱된 철골부재를 이용하여 코어벽체 매립부를 구성하는 아웃리거 시스템중 철골부재의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명에 따른 프리스트레싱된 철골부재를 이용하여 코어벽체 매립부를 구성하는 아웃리거 시스템의 구조적 거동을 평가한 결과를 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing the configuration of a conventional outrigger system.
Figure 2 is a perspective view showing the configuration of the outrigger system constituting the core wall buried portion using the prestressed steel frame member according to the present invention.
Figure 3 is a front view showing the configuration of the outrigger system constituting the core wall buried portion using the prestressed steel frame member according to the present invention.
Figures 4a and 4b is a perspective view showing the configuration of the steel frame member of the outrigger system constituting the core wall buried portion using the prestressed steel frame member according to the present invention.
5 to 8 is a view showing the results of evaluating the structural behavior of the outrigger system constituting the core wall buried portion using the prestressed steel frame member according to the present invention.
이하, 본 발명에 따른 프리스트레싱된 철골부재를 이용하여 코어벽체 매립부를 구성하는 아웃리거 시스템의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration of the outrigger system constituting the core wall embedded portion using the prestressed steel frame member according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to the intentions or customs of the user, the operator, and the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.
도 2는 본 발명에 따른 프리스트레싱된 철골부재를 이용하여 코어벽체 매립부를 구성하는 아웃리거 시스템의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 프리스트레싱된 철골부재를 이용하여 코어벽체 매립부를 구성하는 아웃리거 시스템의 구성을 나타낸 정면도이며, 도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 프리스트레싱된 철골부재를 이용하여 코어벽체 매립부를 구성하는 아웃리거 시스템중 철골부재의 구성을 나타낸 사시도이다.Figure 2 is a perspective view showing the configuration of the outrigger system constituting the core wall buried portion using the prestressed steel frame member according to the present invention, Figure 3 is an outrigger constituting the core wall buried portion using a prestressed steel frame member according to the present invention 4A and 4B are perspective views showing the structure of the steel frame member in the outrigger system constituting the core wall embedded part using the prestressed steel frame member according to the present invention.
도 2 내지 도 4b를 참조하면, 본 발명에 따른 프리스트레싱된 철골부재를 이용하여 코어벽체 매립부를 구성하는 아웃리거 시스템(100)은, 포스트(110)와, 철골부재(120)로 구성된다.2 to 4B, the
먼저, 포스트(110)는 코어 벽체(1)의 양단 내부에서 길이 방향으로 설치되고, 아웃리거 트러스(3)가 외측면에 각각 고정 설치된다. 여기에서, 포스트(110)는 철골 부재가 적용된다. 또한, 포스트(110)는 코어 벽체(1)의 타설전에 설치되는 것이 바람직하다. 이때, 포스트(110)와 아웃리거 트러스(3)의 결합은 통상의 철골 구조물의 결합 방식에 따른다.First, the
그리고, 철골부재(120)는 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 코어 벽체(1)에 매립되어 포스트(110)의 내측면과 결합되고, 프리스트레싱 요소(130)에 의해 프리스트레싱이 도입된다. 여기에서, 철골부재(120)는 코어 벽체(1)를 수평으로 관통하는 상현 철골부재(121)와, 상현 철골부재(121)와 일정 거리 이격되어 코어 벽체(1)를 수평으로 관통하는 하현 철골부재(123)와, 상현 철골부재(121)와 하현 철골부재(123) 사이에서 코어 벽체(1)를 대각으로 관통하는 대각 철골부재(125)로 이루어진다. 여기에서 또한, 프리스트레싱 요소(130)의 양단은 포스트(110)에 고정되는 정착구(133)와 커플러(131)에 의해 고정되는 것이 바람직하며, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 I형이나 土자형과 같이 설계될 수도 있고, 선택에 따라 H형, T형 등 프리스트레싱 요소(130)가 결합된 어떠한 형태의 것도 적용이 가능하다. 그리고, 철골부재(120)와 포스트(110)의 결합은 통상의 철골 구조물의 결합 방식에 따른다. 또한, 프리스트레싱 요소(130)는 강선, 텐던, 로드, 바, 강봉 등의 모든 프리스트레싱 요소를 통칭한다. 또한, 프리스트레싱 요소(130)는 쉬스관(미도시) 내부에 삽입되고, 쉬스관 내부에 그라우팅재가 주입되어 프리스트레싱 요소(130)를 정착시킬 수도 있다.
And, the
이하, 본 발명에 따른 프리스트레싱된 철골부재를 이용하여 코어벽체 매립부를 구성하는 아웃리거 시스템의 작용을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the outrigger system constituting the core wall buried portion using the prestressed steel member according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 5 내지 도 8은 본 발명에 따른 프리스트레싱된 철골부재를 이용하여 코어벽체 매립부를 구성하는 아웃리거 시스템의 구조적 거동을 평가한 결과를 나타낸 도면이다.5 to 8 is a view showing the results of evaluating the structural behavior of the outrigger system constituting the core wall buried portion using the prestressed steel frame member according to the present invention.
먼저, 본 발명에 따른 프리스트레싱된 철골부재를 이용하여 코어벽체 매립부를 구성하는 아웃리거 시스템을 적용하기 위하여 프로토타입 건물을 모델링하고, 실험안의 구조적 거동을 분석하여 효율성을 평가하였다.First, in order to apply the outrigger system constituting the core wall buried portion using the prestressed steel member according to the present invention, the prototype building was modeled, and the structural behavior of the experiment was analyzed to evaluate the efficiency.
1. 프로토타입(Prototype) 및 검토안 모델링1. Prototype and Review Modeling
검토안(ALT-2)은 표 1에서 정리하였고, 실험안에 대한 비교 기준으로서 프로토타입 건물의 개요와 해석모델은 각각 표 2에 나타낸 바와 같다. 비교 대상인 실험안(ALT-2)의 해석모델은 표 3에 정리하였다.The review proposal (ALT-2) is summarized in Table 1, and the outline of the prototype building and the analysis model are shown in Table 2, respectively. The analytical model of the experimental proposal (ALT-2) to be compared is summarized in Table 3.
2. 해석 결과 2. Analysis Results
아웃리거 외에 동일한 조건의 초고층 건물을 대상으로 비교 기준과 ALT-2의 구조적 거동을 개략적으로 평가한 결과를 표 4에 정리하였다. 도 5 내지 도 8은 각 결과를 도식적으로 나타낸 것으로 도 5는 변위(Displacement), 도 6은 축력(Axial Force), 도 7은 모멘트(Moment), 도 8은 전단력(Shear Force)을 나타낸 것이다.In addition to the outriggers, the results of the rough evaluation of the structural criteria of the ALT-2 and the comparative criteria for skyscrapers under the same conditions are summarized in Table 4. 5 to 8 show each result graphically, FIG. 5 shows displacement, FIG. 6 shows axial force, FIG. 7 shows moment, and FIG. 8 shows shear force.
3. 결과분석3. Result Analysis
상기와 같이 본 발명에 따른 프리스트레싱된 철골부재를 이용하여 코어벽체 매립부를 구성하는 아웃리거 시스템을 해석한 결과 비교 기준인 종래의 아웃리거와 동일하거나 향상된 해석 결과를 얻어 적용이 가능함을 알 수 있다.As a result of analyzing the outrigger system constituting the core wall buried portion using the prestressed steel frame member according to the present invention as described above, it can be seen that the same or improved analysis results as the conventional outrigger can be obtained.
그리고, 코어 벽체 내부의 철골부재의 긴장력 증가에 따른 횡변위 제어효과는 경미한 것으로 나타나므로, 코어의 강성에 미치는 프리스트레싱의 영향이 적다는 것을 알 수 있다.In addition, since the lateral displacement control effect according to the increase in tension of the steel member inside the core wall is shown to be slight, it can be seen that the influence of prestressing on the rigidity of the core is small.
본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. It is to be understood, however, that the present invention is not limited to the specific forms referred to in the description, but rather includes all modifications, equivalents, and substitutions within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Should be.
1 : 코어 벽체 3 : 아웃리거 트러스
110 : 포스트 120 : 철골부재
121 : 상현 철골부재 123 : 하현 철골부재
125 : 대각 철골부재 130 : 프리스트레싱 요소
131 : 커플러 133 : 정착구1: core wall 3: outrigger truss
110: post 120: steel member
121: steel member of the upper hyeon 123: steel member of the lower side
125: diagonal steel member 130: prestressing element
131: coupler 133: anchorage
Claims (4)
상기 아웃리거 시스템은,
상기 코어의 벽체의 양단 내부에서 길이 방향으로 설치되고, 상기 철골 아웃리거 트러스가 외측면에 각각 고정 설치되는 포스트와;
상기 코어의 벽체에 매립되되, 상기 포스트의 내측면과 결합되고, 프리스트레싱 요소에 의해 프리스트레싱이 도입된 철골부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프리스트레싱된 철골부재를 이용하여 코어벽체 매립부를 구성하는 아웃리거 시스템.In the outrigger system which consists of a steel core outrigger truss by which the core which consists of a wall, an outer peripheral pillar, and the wall and one end of the said core are fixedly installed, and the other end is joined to the said outer peripheral pillar,
The outrigger system,
Posts installed in the longitudinal direction in both ends of the wall of the core and fixed to the outer side of the steel outrigger truss;
An outrigger system embedded in the wall of the core, the steel frame member being coupled to the inner surface of the post, wherein the prestressing is introduced by a prestressing element. .
상기 철골부재는,
상기 코어의 벽체를 수평으로 관통하는 상현 철골부재와;
상기 상현 철골부재와 일정 거리 이격되어 상기 코어의 벽체를 수평으로 관통하는 하현 철골부재; 및
상기 상현 철골부재와 하현 철골부재 사이에서 상기 코어의 벽체를 대각으로 관통하는 대각 철골부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 프리스트레싱된 철골부재를 이용하여 코어벽체 매립부를 구성하는 아웃리거 시스템.The method of claim 1,
The steel frame member,
An upper steel frame member penetrating horizontally through the wall of the core;
A lower steel frame member spaced apart from the upper steel frame member by a predetermined distance and penetrating horizontally through the wall of the core; And
An outrigger system constituting the core wall buried portion by using a prestressed steel frame member, characterized in that made of a diagonal steel frame member diagonally penetrating the wall of the core between the upper and lower steel members.
상기 상현 철골부재 및 상현 철골부재는,
상기 아웃리거 트러스와 동일 선상에 설치되는 것을 특징으로 하는 프리스트레싱된 철골부재를 이용하여 코어벽체 매립부를 구성하는 아웃리거 시스템.The method of claim 2,
The standing steel frame member and the standing steel frame member,
An outrigger system constituting a core wall buried portion using a prestressed steel frame member, characterized in that it is installed on the same line as the outrigger truss.
상기 프리스트레싱 요소는,
상기 포스트에 고정된 정착구와 커플러에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 프리스트레싱된 철골부재를 이용하여 코어벽체 매립부를 구성하는 아웃리거 시스템.The method of claim 1,
The prestressing element,
An outrigger system constituting the core wall buried portion by using a prestressed steel frame member, characterized in that connected by the fixing unit and the coupler fixed to the post.
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