고층건물에서의 바람영향(3) (출처 : 역학및하중시스템)

고층건물에서의 바람영향(3) (출처 : 역학및하중시스템)

 

3. 바람에 대한 영향을 감소시킬 수 있는 방법

1) 설계단계

(1) 공기역학적 디자인

가. 건물 모서리의 기하학적 형상

건물 모서리의 기하학적 형상

 

건물모서리의 기하학적 형상

 

건물평면에서 모서리가 둥근 형태를 가질수록 풍방향 및 풍직각방향 반응이 감소


나. 건물높이에 따라 단면적 감소

높이에 따라 평면에 변화를 주거나 상부로 올라갈수록 평면의 크기가 줄어드는 경우, 풍직각방향 성능이 증가한다.(Tapering Effect)

다. 개구부의 추가

건물 높이에 따른 단면적 감소 및 개구부 추가

건물의 상층부에 건물을 완전히 통과하는 개구부를 두는 경우 와려진(Vortex Shedding)에 의한 힘과 풍직각방향의 동적반응이 줄어들계 된다. 그러나, 하부에 개구부를 두게 되면 거주성에 안좋은 영향을 미친다.



(2) 질량, 강성, 감쇠의 조정

가. 건물의 질량증가

건물의 질량이 증가하면 고유진동수는 감소시킬수 있지만 건물의 질량을 증가시키는 것은 현실적으로 힘들다.(지진하중 증가)

나. 건물 수평방향 강성 증가

건물의 수평방향 강성을 증가시키면 지동의 크기를 감소시킬 수는 있지만 가속도에는 영향을 주지 못한다.

다. 감소의 증가

감쇠의 조정은 저속도 반응을 가장 효과적으로 제어할 수 있는 방법이다. 부가적인 댐퍼를 설치하여 감쇠를 증가시킨다.

라. 건물의 구성재료 

- 철근콘크리트구조의 경우가 철골구조보다 감쇠 및 고유진동수가 크기 때문에 변위응답이 철골구조보다 작으며, 가속도 응답도 철골구조에 비해 유리하다. 이러한 이유로 초고층 건축물의 주재료는 주로 철골과 콘크리트가 동시에 사용된다.



2) 건물 완공 후

- 건물이 완공된 다음에 발생하는 사용성의 문제는 부가적 감쇠기구를 사용하는 방법 외에는 효과적인 방법이 없을 것으로 판단된다. 

 

제진장치를 설치하여 건물의 감쇠비를 높이는 방법에는 TMD, Viscous Damper, AMD 등의 방법이 있다.


출처 : 역학및하중시스템