횡력지지 시스템(Out rigger) 전단벽(Shear wall) | 건축시공기술사

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횡력지지 시스템(Out rigger)

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정의

• 건물내부에 있는 폐쇄형 평면구조의 코어는 지반을 지점으로 한 캔틸레버 거동을 하므로 코어만으로 수평하중을 저항하려면 하부층의 벽두께는 상당히 커야 한다.
• 캔틸레버 거동으로 나타난 코어의 전도모멘트를 감소시키면서 인장, 압축, 우력 등의 방법으로 코어 외부기둥에 그 응력을 전달하는 벨트모양의 구조체를 OUTRIGGER라고 한다.
• OUTRIGGER는 보통 코어와 외부기둥 사이에 트러스 형태로 구성된다.

Core 와 Outrigger

1. Core : 수평전단력 지지
2. Outrigger : 수직전단력을 코어로부터 외주부의 기둥에 전달
3. 벨트 트러스 : Outrigger truss와 직접적으로 연결되지 않은 외부기둥들의 수평강성전달참여 유도

분류

• 집중 out rigger system,
• 등분포 out rigger system

Outrigger 트러스 구조물의 구조적 거동

1. 코어만으로 횡저항을 지지하는 구조보다 횡적처짐과 모멘트를 감소시킴
2. 구조체의 축강성 증대
3. Outrigger와 외주부 기둥의 접합부는 hinge로 처리하여 기둥모멘트 유발 방지
4. 바닥보와 외부기둥의 접합도 hinge로 처리하여 연직하중에 의한 기둥 모멘트 발생 방지
5. 건물사용상 문제 최소화를 위해 중간층 기계실층에 위치

효과

1. Out rigger 보가 위치한 곳에서 구속력에 의해 변위의 불연속점 발생
2. Out rigger 보와 기둥의 강성이 클수록 횡하중에 대한 저항성 증가
3. Out rigger 보가 최적의 위치에 있을 경우 지진에 대한 효율성 유지
4. 구조적 효율성 및 횡강성 증대
5. 층간변위에 대한 제어 기능

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전단벽(Shear wall)

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정의

• 벽체는 매우 견고한 구조요소로서 계단실이나 E/V실 등의 견고한 구조가 되며,
• 횡력에 저항하는 구조로서 아주 유용한 구조이다.
• 전단벽 (Shear Wall)이란, 지진력 등의 수평력에 저항하는 벽체를 말한다.

전단벽의 배치

1. 2차원 벽체는 일반적으로 벽체의 길이 방향으로는 큰 강성을 가지고 있으나 두께 방향으로는 취약
2. 벽체의 배치계획에 있어 가장 중요한 요소는 벽체와 벽체를 직교하게 배치
3. 벽체의 두께 방향으로 횡력을 부담하는 경우를 최소화
4. 비틀림으로 직교하는 전단저항의 중심이 건물에 작용하는 횡하중의 중심과 거의 일치할 때 가장 좋은 구조계획이 될 수 있음
5. 전단벽과 골조를 함께 사용하면 전단벽은 휨 변형 모드로 거동하고 골조는 전단 변형 모드로 거동
6. 변형이 같아지기 위해서는 상부에서는 인장력이 발생하고 하부에서는 이와 반대로 압축력이 발생
7. 전단벽을 유효적절하게 사용하면, 횡력이나 상부하중 또는 휨응력 등에 대한 건물의 내력 증가

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