Analytical Study on the Optimum Design of Hybrid Buckling-Restrained Braces

Kim, Myeong Han; Yoon, Sung-Won; Ju, Young-Kyu; Kim, Do-Hyun

Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation 2014;14(2):35-42.
Published online April 30, 2014.

하이브리드 비좌굴가새의 최적설계에 대한 해석 연구

김명한, 윤성원, 주영규, 김도현

Analytical Study on the Optimum Design of Hybrid Buckling-Restrained Braces

Myeong Han Kim, Sung-Won Yoon, Young-Kyu Ju, Do-Hyun Kim

Abstract

Buckling-Restrained Braces (BRBs) are not able to dissipate the energy under minor earthquakes or wind loads. Hybrid Buckling-Restrained Braces (H-BRBs) which are composed of a viscoelastic damper and BRB have been developed to improve the performance of BRBs. In this paper, time history analyses were performed to investigate how the position and range of H-BRBs have an influence on the optimum design of tall buildings. Wind force data (10 year return period) obtained from wind tunnel test was used in the time history analysis. It is concluded that H-BRB applied at the bottom of building is effective to reduce the story displacement and H-BRB applied at the top and bottom of building is able to improve the serviceability of the building. Also it is effective to control serviceability when H-BRBs are installed at the top of the building in the efficiency of H-BRB.

Key Words: buckling-restrained brace(BRB); serviceability; time history analysis; hybrid damper; optimum design

요지

비좌굴가새는 약진이나 바람과 같은 심재탄성영역에서는 에너지를 소산시키지 못하는 단점이 있다. 기존 비좌굴가새의 심재탄성영역에서의 성능을 개선한 하이브리드 비좌굴가새는 비좌굴가새와 점탄성댐퍼로 구성된 복합댐퍼시스템의 일종이다. H-BRB의 최적설계를 위하여 40층 철골조 건물을 대상으로 설치범위와 적용위치에 대한 시간이력해석을 수행하였다. 시간이력해석시 풍동실험결과로부터 산정한 10년 재현주기의 풍하중 자료를 사용하였다. 해석결과 하이브리드 비좌굴가새는 풍변위제어를 위해서는 저층부에 집중배치하는 것이 효과적이다. 또한 풍진동제어를 위해서는 저층부와 상층부에 설치하는 것이 효과적이며, 하이브리드 비좌굴가새 효율을 고려하면 풍진동제어만을 위해서는 상층부에 설치하는 것이 효과적이다.

핵심용어: 비좌굴가새; 사용성; 시간이력해석; 복합댐퍼; 최적설계