나선형 초고층건축물의 공력감쇠 특성

Abstract

CTBUH 보고서(1)에 의하면 2000년 이후, 200m 이상의 고층건축물의 건설이 급격히 증가하고 있으며, 건설기술의 발전과 함께 300m 이상의 초고층건축물이 세계 여러 도시에서 건설되고 있는 추세이다. 또한 초고층건물은 도시를 대표하는 랜드 마크로서의 상징성과 더불어 도시 이미지 향상 및 관광자원화 등의 효과를 기대할 수 있기 때문에 다른 경쟁 도시와의 차별성을 위해 다양하고 복잡한 형상을 갖는 비정형의 초고층건축물이 건설되고 있다. 이러한 초고층건축물에 대한 응답 및 풍력 특성에 관한 연구는 지난 수십여 연간 많은 연구자에 의해 수행되었다(2-7). 그러나 주로 정방형, 모따기(Corner chamfering), 모서리 절단(Corner cutting) 또는 테이퍼(Tapering) 등의 단순한 형태의 초고층건축물에 대해서 연구가 수행되었고, 최근 동공공예대학의 Tamura 연구실을 중심으로 복잡한 형상을 갖는 비정형 초고층건축물의 풍력 및 압력특성에 대한 연구 결과가 보고되고 있다(8-10). 그들의 연구결과를 살펴보면, 다양한 형상 중에서도 나선형(Helical) 형상의 초고층건축물이 공기역학적으로 풍응답 저감에 있어 매우 효과적인 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서는 풍응답 저감효과가 우수한 나선형 초고층건축물에 대해 공력진동실험을 수행하여 공력불안정 진동의 유무를 검토하였고, 공력감쇠와 풍응답의 상관에 대해서 조사하였다.징성과 더불어 도시 이미지 향상 및 관광자원화 등의 효과를 기대할 수 있기 때문에 다른 경쟁 도시와의 차별성을 위해 다양하고 복잡한 형상을 갖는 비정형의 초고층건축물이 건설되고 있다. 이러한 초고층건축물에 대한 응답 및 풍력 특성에 관한 연구는 지난 수십여 연간 많은 연구자에 의해 수행되었다(2-7). 그러나 주로 정방형, 모따기(Corner chamfering), 모서리 절단(Corner cutting) 또는 테이퍼(Tapering) 등의 단순한 형태의 초고층건축물에 대해서 연구가 수행되었고, 최근 동공공예대학의 Tamura 연구실을 중심으로 복잡한 형상을 갖는 비정형 초고층건축물의 풍력 및 압력특성에 대한 연구 결과가 보고되고 있다(8-10). 그들의 연구결과를 살펴보면, 다양한 형상 중에서도 나선형(Helical) 형상의 초고층건축물이 공기역학적으로 풍응답 저감에 있어 매우 효과적인 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서는 풍응답 저감효과가 우수한 나선형 초고층건축물에 대해 공력진동실험을 수행하여 공력불안정 진동의 유무를 검토하였고, 공력감쇠와 풍응답의 상관에 대해서 조사하였다.