아웃리거 시스템

개념 정의

아웃리거 시스템은 초고층 건물의 횡력 저항 방식이다.

코어와 외곽기둥을 강성이 큰 아웃리거와 벨트 트러스로 잇는다.

전도모멘트를 외곽기둥의 축력으로 저항하는 것이 핵심이다.

구성요소와 원리

코어는 강성이 크지만 상부에서 전도모멘트를 충분히 받기 어렵다.

아웃리거는 코어와 외곽기둥을 잇는 강성 연결 부재다.

외곽기둥은 축력으로 큰 저항 모멘트를 만든다.

벨트 트러스는 외곽기둥을 수평으로 묶어 축력을 나누어 받게 한다.

아웃리거 층에는 벨트 트러스를 함께 둔다.

핵심 원리

바람이 건물을 밀면 코어는 밑에서 휘려고 한다.

외곽기둥은 한쪽은 인장, 반대쪽은 압축을 받아 반력 쌍을 만든다.

아웃리거는 코어의 회전 변형을 외곽기둥의 축력 쌍으로 바꾼다.

그러면 코어 하부의 휨 모멘트가 줄어든다.

외곽기둥 축력은 저항 모멘트를 기둥 사이 간격으로 나눈 값이다.

전단벽·튜브와 비교

아웃리거와 전단벽 시스템은 횡력 전달 경로가 다르다.

아웃리거는 코어 휨 변형을 외곽기둥 축력으로 억제한다.

전단벽은 전단 변형과 휨 변형의 혼합으로 저항한다.

튜브 시스템은 외곽 골조 전체가 부담하며 전단지연이 생긴다.

아웃리거는 고층일수록 효과가 커서 초고층에 적합하다.

비교 문제는 강성 분담 방식과 변형 형상을 함께 적는다.

헷갈리는 점

아웃리거 문제에서 자주 틀리는 세 가지를 짚는다.

첫째, 연결 부재로만 설명하면 감점이다. 축력 쌍의 효과를 적어야 한다.

둘째, 설치 층은 임의로 정하지 않는다. 해석으로 구한다고 적는다.

셋째, 부등축소를 빠뜨리면 안 된다. 계측과 보정이 필요하다.

장단점은 구조, 시공, 경제 세 측면으로 나누어 적는다.

직접 풀기

배운 내용을 직접 적용해 보자.

건물 높이 기준으로 아웃리거를 두는 일반적인 층을 고른다.

정리

아웃리거 시스템을 세 가지로 정리한다.

정의는 코어와 외곽기둥을 아웃리거로 잇는 횡력 저항 시스템이다.

원리는 외곽기둥 축력 쌍으로 전도모멘트에 저항하는 것이다.

전단벽과 비교할 때 강성 분담과 변형 형상을 함께 쓴다.