KR101985964B1 - Method of analysis of structure suitability using Variable Correlation of Tall Buildings - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 고층 건물 프로젝트 초기 단계에서 설계도서만을 기반으로 평가대상 고층건물의 중량을 산출하고, 산출된 중량에 형상계수를 적용하여 중량 평가 지표를 산출하고, 상기 중량 평가 지표와 상기 산출된 중량을 비교하여 구조 적정성을 평가할 수 있기 때문에, 시간과 비용이 절감될 수 있다. 또한, 기건축된 고층 건물들의 사례를 기반으로 변수 상관관계를 분석하여 중량 평가 지표를 도출하여 적용하기 때문에, 평가 신뢰성을 확보할 수 있다. The present invention is characterized in that, in an early stage of a high-rise building project, the weight of the high-rise building to be evaluated is calculated based only on the design book, the weight coefficient is applied to the calculated weight, Can be evaluated to evaluate the structural adequacy, so that time and cost can be saved. In addition, since the weight correlation index is derived by analyzing the correlation of variables based on the case of the high-rise buildings built in the past, the evaluation reliability can be secured.
Description
본 발명은 고층건물의 변수 상관관계를 이용한 구조 적정성 검토방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고층 건물 사례들을 기반으로 고층 건물의 높이와 중량사이의 상관관계를 분석하고 이를 이용하여 프로젝트 초기 단계에서 구조 적정성을 평가할 수 있는 고층건물의 변수 상관관계를 이용한 구조 적정성 검토방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for evaluating structural adequacy using variable correlations of high-rise buildings, and more particularly, to analyzing the correlation between height and weight of a high-rise building based on high-rise building examples, And a method for evaluating structural adequacy using variable correlation of a high-rise building capable of evaluating appropriateness.
초고층 건물은 안전성 확보를 위해 일반 건축물과 달리 아웃리거 등 특별한 구조시스템이 적용되며, 이에 대한 검증 및 적절성 평가가 중요하다. In order to secure safety of skyscraper buildings, unlike ordinary buildings, special structural systems such as outriggers are applied, and verification and appropriateness evaluation are important.
그러나, 초고층 건물에 대한 프로젝트 초기에 완벽하지 않은 설계도서를 바탕으로 정해진 시간안에 구조 적정성 및 리스크를 파악하는 것이 매우 어려운 문제점이 있다. However, there is a problem that it is very difficult to grasp structural adequacy and risk within a predetermined time based on a design book which is not perfect at the beginning of a project for a skyscraper.
초고층 건물의 경우 고려해야할 변수가 매우 다양하며, 이로 인해 과거 사례와 비교하더라도 정해진 시간안에 검토하는 것은 매우 어려운 문제점이 있다. In the case of a skyscraper, there are many variables to consider, which makes it difficult to review within a fixed time even when compared with past cases.
본 발명의 목적은, 초고층 건물 프로젝트를 수행하기 이전에 구조 적정성을 쉽게 평가할 수 있는 고층건물의 변수 상관관계를 이용한 구조 적정성 검토방법을 제공하는 데 있다. It is an object of the present invention to provide a structural adequacy review method using a variable correlation of a high-rise building which can easily evaluate the structural adequacy before a skyscraper building project is carried out.
본 발명에 따른 고층 건물의 변수 상관관계를 이용한 구조 적정성 검토방법은, 평가대상 고층건물의 설계 도서를 기반으로 상기 평가대상 고층건물의 중량을 산출하는 단계와; 기건축된 고층건물 사례들을 바탕으로 상기 기건축된 고층건물의 높이와 중량에 대한 변수 상관관계를 분석하여 도출된 중량 평가 지표를 적용하여, 상기 평가대상 고층건물의 높이에 따른 중량 평가 지표를 산출하는 단계와; 상기에서 산출한 중량과 상기 중량 평가 지표를 비교하여, 상기 평가대상 고층건물의 높이에 따른 중량의 적정성을 판단하는 단계를 포함하고, 상기 중량 평가 지표는, 상기 산출된 중량과 상기 평가대상 고층건물의 형상계수에 대한 함수이고, 상기 평가대상 고층건물의 형상계수는, 연면적, 층수 및 기준층 면적의 함수로 설정된다.The structural appropriateness examination method using the variable correlation of the high-rise building according to the present invention includes the steps of: calculating the weight of the high-rise building to be evaluated based on the design book of the high-rise building to be evaluated; Based on the high-rise buildings built in the past, variable correlation between height and weight of the constructed high-rise building is analyzed and a weight evaluation index derived is analyzed to calculate a weight evaluation index according to the height of the high- ; And comparing the calculated weight with the weight evaluation index to determine the appropriateness of the weight according to the height of the evaluation target high-rise building, wherein the weight evaluation index is obtained by comparing the calculated weight with the weight of the evaluation target high- And the shape coefficient of the evaluation target high-rise building is set as a function of the floor area, the number of floors and the area of the reference floor.
본 발명은, 고층 건물 프로젝트 초기 단계에서 설계도서만을 기반으로 평가대상 고층건물의 중량을 산출하고, 산출된 중량에 형상계수를 적용하여 중량 평가 지표를 산출하고, 상기 중량 평가 지표와 상기 산출된 중량을 비교하여 구조 적정성을 평가할 수 있기 때문에, 시간과 비용이 절감될 수 있다. The present invention is characterized in that, in an early stage of a high-rise building project, the weight of the high-rise building to be evaluated is calculated based only on the design book, the weight coefficient is applied to the calculated weight to calculate the weight evaluation index, Can be evaluated to evaluate the structural adequacy, so that time and cost can be saved.
또한, 기건축된 고층 건물들의 사례를 기반으로 변수 상관관계를 분석하여 중량 평가 지표를 도출하여 적용하기 때문에, 평가 신뢰성을 확보할 수 있다. In addition, since the weight correlation index is derived by analyzing the correlation of variables based on the case of the high-rise buildings built in the past, the evaluation reliability can be secured.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고층건물의 구조 적정성 검토방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 기건축된 고층건물 사례들에서 높이와 산출된 중량의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 3은 기건축된 고층건물 사례들에서 높이와 형상계수를 적용한 중량의 관계를 나타낸 그래프이다. 1 is a flowchart illustrating a method for examining structural adequacy of a high-rise building according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a graph showing the relationship between the height and the calculated weight in the case of the high-rise buildings constructed in the past.
FIG. 3 is a graph showing the relation between the height and the weight applied with the shape factor in the high-rise building examples constructed.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고층건물의 구조 적정성 검토방법을 나타낸 순서도이다.1 is a flowchart illustrating a method for examining structural adequacy of a high-rise building according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 고층건물의 구조 적정성 검토방법은, 고층건물의 입찰이나 설계 초기 단계에서 제공되는 설계도서만을 바탕으로 상기 고층건물의 구조 적정성을 평가하는 방법이다.Referring to FIG. 1, the method for evaluating the structural adequacy of a high-rise building according to an embodiment of the present invention is a method for evaluating the structural adequacy of the high-rise building based on only the design book provided at the initial stage of bid or tender of the high-rise building.
먼저, 엔지니어 등 평가자는 컴퓨터를 이용하여 평가하고자 하는 평가대상 고층건물의 설계도서를 기반으로 상기 평가대상 고층건물의 중량을 산출한다.(S1)First, the evaluator of the engineer calculates the weight of the high-rise building to be evaluated based on the design book of the high-rise building to be evaluated using the computer (S1)
상기 평가대상 고층건물의 중량을 산출하는 방법은 로드 테이크 다운(Load Take Down,LTD) 방법을 사용한다. 상기 로드 테이크 다운 방법은, 설계도서 및 설계기준을 고려하여 해석 이전에 시트를 활용하여, 구조물의 중량을 계산하는 방법이다. A method of calculating the weight of the high-rise building to be evaluated uses a load take down (LTD) method. The load take-down method is a method of calculating the weight of a structure by utilizing a sheet prior to analysis in consideration of a design book and a design standard.
상기 설계도서는, 공사의 시공에 필요한 설계도와 시방서 및 이에 따르는 구조계산서와 설비관계의 계산서를 말한다.The design book refers to the design drawings and specification required for the construction of the construction, and the statement of the structure and the equipment relationship.
상기 설계기준은, 건축구조기준(KBC: Korean Building Code), ASCE 7(Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures) 등을 포함한다.The design criteria include KBC (Building Building Code), ASCE 7 (Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures), and the like.
상기 평가대상 고층건물의 중량을 산출한 후, 상기 평가대상 고층건물의 중량 평가 지표를 산출한다.(S2)The weight evaluation index of the high-rise building to be evaluated is calculated after calculating the weight of the high-rise building to be evaluated (S2)
상기 중량 평가 지표는, 기건축된 고층건물 사례들을 바탕으로 상기 기건축된 고층건물의 높이와 중량에 대한 변수 상관관계를 분석하여 도출한 지표이다. 상기 기건축된 고층건물 사례들은, 국내 및 해외의 고층 건물들에 대한 정보를 포함한다. 상기 기건축된 고층건물들의 높이와 중량에 대한 변수 상관관계를 분석하여, 상기 높이와 상기 중량의 관계에 후술하는 형상계수의 영향이 있는 것을 도출하였다. The weight evaluation index is an index derived by analyzing the variable correlation of the height and weight of the high-rise building built on the basis of the high-rise buildings built in the past. The above-mentioned high-rise building examples include information on high-rise buildings domestically and overseas. The variable correlations of the height and weight of the constructed high-rise buildings were analyzed and it was found that the relationship between the height and the weight influences the shape coefficient described later.
상기 중량 평가 지표는, 상기 산출된 질량과 상기 평가대상 고층건물의 형상계수의 함수로 나타낼 수 있다. The weight evaluation index can be expressed as a function of the calculated mass and the shape coefficient of the evaluation target high-rise building.
상기 중량 평가 지표는 수학식 1을 통해 산출할 수 있다. The weight evaluation index can be calculated through Equation (1).
(수학식 1)(1)
중량 평가 지표 = f(height) = (상기 산출된 중량) * (상기 평가대상 고층건물의 형상계수)Weight evaluation index = f (height) = (calculated weight) * (shape coefficient of the evaluation target high-rise building)
상기 평가대상 고층건물의 형상계수는, 상기 평가대상 고층건물의 연면적(GFA, Gross Floor Area), 층수(Total number of stories) 및 기준층 면적(Typical floor area)의 함수이다. The shape factor of the high-rise building to be evaluated is a function of the total floor area (GFA), the total number of stories and the typical floor area of the high-rise building to be evaluated.
상기 평가대상 고층건물의 형상계수는, 수학식 2를 통해 산출할 수 있다. The shape coefficient of the high-rise building to be evaluated can be calculated through the equation (2).
(수학식 2)(2)
평가대상 고층건물의 형상계수 = root{(연면적/(층수 * 기준층 면적)}The shape factor of the high-rise building to be evaluated = root {(total floor area / (number of floors *
여기서, 상기 층수는, 지하층수와 지상층수를 합한 전체 층수이다. Here, the number of floors is the total number of floors plus the number of ground waters and the number of ground waters.
상기와 같은 방법으로 산출한 중량과 상기 중량 평가 지표를 비교한다.(S3)The weight calculated by the above method is compared with the weight evaluation index (S3)
상기 산출한 중량과 상기 중량 평가 지표를 비교하여, 상기 평가대상 고층건물의 높이에 따른 중량의 적정성을 판단할 수 있다.(S4)The calculated weight can be compared with the weight evaluation index to determine the appropriateness of the weight according to the height of the evaluation target high-rise building. (S4)
예를 들어, 상기 산출한 중량과 상기 중량 평가 지표의 차이가 미리 설정된 설정값 이하이면, 상기 평가대상 고층건물의 높이에 따른 중량이 적정하다고 판단할 수 있다. For example, when the difference between the calculated weight and the weight evaluation index is equal to or less than a predetermined set value, it can be determined that the weight according to the height of the evaluation target high-rise building is appropriate.
한편, 상기 산출한 중량과 상기 중량 평가 지표의 차이가 상기 설정값을 초과하면, 상기 평가대상 고층건물의 높이에 따른 중량이 적정하지 않다고 판단할 수 있다. On the other hand, when the difference between the calculated weight and the weight evaluation index exceeds the set value, it can be determined that the weight according to the height of the evaluation target high-rise building is not appropriate.
상기 평가대상 고층건물의 높이에 따른 중량이 적정하지 않다고 판단되면, 구조적 리스크를 제거할 수 있는 방안이나 대안을 생성할 수 있다.(S5)If it is determined that the weight according to the height of the high-rise building to be evaluated is not proper, it is possible to create a measure or alternative for eliminating the structural risk (S5)
한편, 상기 설계 도서의 원안과 상기 대안에 대한 구조 해석을 각각 실시하여, 비교 검토를 통해 상기 대안을 검증하는 것도 가능하다.(S6)Meanwhile, it is also possible to verify the alternative through the comparative examination by carrying out the original design of the design book and the structural analysis of the alternative, respectively (S6)
한편, 도 2는 기건축된 고층건물 사례들에서 높이와 산출된 중량의 관계를 나타낸 그래프이고, 도 3은 기건축된 고층건물 사례들에서 높이와 형상계수를 적용한 중량의 관계를 나타낸 그래프이다. FIG. 2 is a graph showing the relationship between the height and the calculated weight in the case of the high-rise buildings constructed in the past, and FIG. 3 is a graph showing the relationship between the height and the weight by applying the shape coefficient in the constructed high-rise buildings.
즉, 도 2는 실제 산출된 중량과 높이의 관계를 나타낸 것이고, 도 3은 상기 형상계수를 적용하여 재 산정된 중량과 높이의 관계를 나타낸 것이다. That is, FIG. 2 shows the relationship between the actually calculated weight and height, and FIG. 3 shows the relationship between the weight and height re-calculated by applying the shape coefficient.
도 2에서 상기 사례들을 실효값(Root mean square)으로 산출해보면, 상기 높이(H)와 상기 산출된 중량(W1)에 따른 실효값(R1 2)은 0.7381이다.2, the height H and the effective value R 1 2 according to the calculated weight W 1 are 0.7381.
도 3에서는, 상기 높이(H)와 상기 형상계수를 적용해 재 산정된 중량(W2)에 따른 실효값(R2 2)은 0.7467임을 알 수 있다. In FIG. 3, it can be seen that the effective value R 2 2 according to the recalculated weight W 2 by applying the height H and the shape factor is 0.7467.
따라서, 도 2와 도 3을 비교해보면, 상기 형상계수를 적용한 경우 실효값(R2 2)이 1에 가까우므로, 고층 건물의 높이와 중량 사이의 상관관계를 보다 명확하게 검증할 수 있다.Therefore, comparing FIG. 2 and FIG. 3, since the effective value R 2 2 is close to 1 when the shape coefficient is applied, the correlation between the height and the weight of the high-rise building can be more clearly verified.
상기와 같이 본 발명에서는, 고층 건물 프로젝트 초기 단계에서 설계도서만을 기반으로 구조 적정성을 평가할 수 있기 때문에, 시간과 비용이 절감될 수 있다. As described above, in the present invention, since the structural adequacy can be evaluated based on only the design book in the early stage of the high-rise building project, time and cost can be reduced.
또한, 기건축된 고층 건물들의 사례를 기반으로 변수 상관관계를 분석하여 중량 평가 지표를 도출하고, 상기 중량 평가 지표를 산출하여 상기 산출된 중량과 비교하여 구조 적정성을 판단함으로써, 평가 신뢰성을 확보할 수 있다.
In addition, a weight evaluation index is derived by analyzing a variable correlation based on the case of the built high-rise buildings, the weight evaluation index is calculated, and the calculated weight is compared with the calculated weight to determine structural adequacy, .
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
Claims (7)
상기 컴퓨터는 기건축된 고층건물 사례들을 바탕으로 상기 기건축된 고층건물의 높이와 중량에 대한 변수 상관관계를 분석하여 도출된 중량 평가 지표를 적용하여, 상기 평가대상 고층건물의 높이에 따른 중량 평가 지표를 산출하는 단계와;
상기 컴퓨터는 상기에서 산출한 중량과 상기 중량 평가 지표를 비교하여, 상기 평가대상 고층건물의 높이에 따른 중량의 적정성을 판단하는 단계를 포함하고,
상기 중량 평가 지표는, 상기 산출된 중량과 상기 평가대상 고층건물의 형상계수에 대한 함수이고,
상기 평가대상 고층건물의 형상계수는, 연면적, 층수 및 기준층 면적의 함수로 설정된 고층 건물의 변수 상관관계를 이용한 구조 적정성 검토방법.The evaluator calculating the weight of the high-rise building to be evaluated based on the design book of the high-rise building to be evaluated using a computer;
The computer analyzes the variable correlation of height and weight of the constructed high-rise building on the basis of the constructed high-rise buildings, and calculates a weight evaluation index according to the height of the evaluation target high- Calculating an indicator;
The computer compares the weight calculated in the above with the weight evaluation index to determine the appropriateness of the weight according to the height of the evaluation target high-
The weight evaluation index is a function of the calculated weight and the shape coefficient of the evaluation target high-rise building,
The shape coefficient of the high-rise building to be evaluated is a structural adequacy review method using a variable correlation of a high-rise building set as a function of the floor area, the number of floors and the reference floor area.
상기 중량 평가 지표는, 수학식 1을 통해 산출되고,
수학식 1 = (상기 산출된 중량) * (상기 평가대상 고층건물의 형상계수)인 고층 건물의 변수 상관관계를 이용한 구조 적정성 검토방법.The method according to claim 1,
The weight evaluation index is calculated through Equation (1)
A method for examining the structural adequacy using the variable correlation of the high-rise building (Equation 1 = (the calculated weight) * (the shape coefficient of the high-rise building to be evaluated).
상기 형상계수는 수학식 2를 통해 산출하고,
수학식 2 = root{(연면적/(층수 * 기준층 면적)}인 고층 건물의 변수 상관관계를 이용한 구조 적정성 검토방법.The method according to claim 1,
The shape coefficient is calculated through Equation (2)
A method for examining the structural adequacy using variable correlation of high-rise buildings with the following formula (2) = root {(floor area / (number of floors *
상기 층수는, 지하층수와 지상층수를 합한 값인 고층 건물의 변수 상관관계를 이용한 구조 적정성 검토방법.The method of claim 3,
The number of stories is a structural adequacy review method using the variable correlation of high-rise buildings, which is the sum of the number of underground waters and the number of ground waters.
상기 컴퓨터는 상기에서 산출된 중량과 상기 중량 평가 지표의 차이가 미리 설정된 값을 초과하면,
상기 평가대상 고층건물의 설계 도서를 수정하여, 대안을 생성하는 단계를 더 포함하는 고층 건물의 변수 상관관계를 이용한 구조 적정성 검토방법.The method according to claim 1,
If the difference between the calculated weight and the weight evaluation index exceeds a predetermined value,
A method for reviewing structural adequacy using variable correlation of a high-rise building, further comprising modifying a design book of the high-rise building to be evaluated and generating an alternative.
상기 컴퓨터는 상기 설계 도서의 대안과 상기 대안에 대한 구조 해석을 실시하여, 상기 대안을 검증하는 단계를 더 포함하는 고층 건물의 변수 상관관계를 이용한 구조 적정성 검토방법.The method of claim 5,
Wherein the computer is further configured to perform an alternative of the design book and a structural analysis of the alternative to verify the alternative.
상기 컴퓨터는 기건축된 고층건물 사례들을 바탕으로 상기 기건축된 고층건물의 높이와 중량에 대한 변수 상관관계를 분석하여 도출된 중량 평가 지표를 적용하여, 상기 평가대상 고층건물의 높이에 따른 중량 평가 지표를 산출하는 단계와;
상기 컴퓨터는 상기에서 산출한 중량과 상기 중량 평가 지표를 비교하여, 상기 평가대상 고층건물의 높이에 따른 중량의 적정성을 판단하는 단계와;
상기 컴퓨터는 상기에서 산출된 중량과 상기 중량 평가 지표의 차이가 미리 설정된 값을 초과하면, 상기 평가대상 고층건물의 설계 도서를 수정하여, 대안을 생성하는 단계를 포함하고,
상기 중량 평가 지표는, 수학식 1을 통해 산출되고,
상기 수학식 1 = (상기 산출된 중량) * (상기 평가대상 고층건물의 형상계수)이고,
상기 평가대상 고층건물의 형상계수는 수학식 2를 통해 산출하고,
수학식 2 = root{(연면적/((지하층수+지상층수) * 기준층 면적)}인 고층 건물의 변수 상관관계를 이용한 구조 적정성 검토방법.The evaluator calculating the weight of the high-rise building to be evaluated based on the design book of the high-rise building to be evaluated using a computer;
The computer analyzes the variable correlation of height and weight of the constructed high-rise building on the basis of the constructed high-rise buildings, and calculates a weight evaluation index according to the height of the evaluation target high- Calculating an indicator;
The computer compares the calculated weight with the weight evaluation index to determine the adequacy of the weight according to the height of the evaluation target high-rise building;
Wherein the computer modifies the design book of the evaluation target high-rise building to generate an alternative if the difference between the weight calculated in the step and the weight evaluation index exceeds a predetermined value,
The weight evaluation index is calculated through Equation (1)
The above equation 1 = (the calculated weight) * (the shape coefficient of the evaluation target high-rise building)
The shape coefficient of the evaluation target high-rise building is calculated through the equation (2)
A method for examining structural appropriateness using variable correlation of high-rise building with total floor area = {(floor area / (ground water + ground water number) * reference layer area)}.
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