초고층건물 튜브식구조 전단지연 -아키타운

초고층건물 튜브식구조
전단지연

-아키타운

전단지연 현상은 박판(Thin-Walled)구조물이나, 시어스타워에 적용된 초고층건물에서의 튜브식 구조에서 볼 수 있다.

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초고층건물의 튜브식 구조에서 풍하중과 같은 횡하중이 작용할 때 관측되는 전단지연 현상은, 박스형 거더에서 일반적인 하중이 재하될 때 발견되는 전단지연 현상과 같다고 볼 수 있다.

튜브구조의 ​​각 부분의 응력이 이상적인 경우와 같이 일정하지 않고 코너부에서는 크고, 중앙부에서는 작아지면서 위 그림과 같이 비선형적인 응력분포를 일으키며, 이는 전체적인 횡변위를 증가시키는 결과를 낳는다.

즉, 이는 ​​기둥에 비선형적인 응력을 집중시켜, 구조체의 변형이 휨변형보다 커지기 때문에, 횡강성이 감소하며, 횡변위가 급격히 증가하게 된다.

따라서 시어스타워는 이 현상을 방지하기 위하여 하나의 큰 튜브를 9개의 튜브로 분할 및 연결시켜 번들튜브구조(bundled-tube)를 적용하여

평면내에서도 전단흐름이 일어나게 하여 전단지연 현상을 최대한 감소시키고자 하였다.