Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

강구조 사례

No description
by

Jungyu Lee

on 2 December 2012

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of 강구조 사례

- 세계속 강구조 건축물 강구조 사례분석 건축철골구조설계
건축공학과
윤태호 교수님
20053626 이준규 Home Insurace Building (Chicago, 1885)
미국 최초의 강구조 고층 건축물
1913년 해체.
6층 까지는 주철재의 기둥, 연철재의 보를 사용
그 이상 10층까지는 압연형강 사용 Eiffel Tower
(Paris, 1889)
높이 324m, 7,300톤의 연철 Flatiron Building
(New York, 1902)
87m 22층 높이
가장 좁은 곳의 폭 2m
각 25도 <- Chrysler Builing
(New York, 1930)


Empire States Building
(New York, 1931) -> H형강의 생산과
구조시스템의 개발로 인한 고층화 촉진

철골기둥보로 구성 리벳에 의한 기둥-보 접합부 적용 Sears Tower
(Chicago, 1974)
110층 443m
(1) 구조내용
① 튜브의 성능을 증가하기 위하여 하부에는 9개 구획으로 시작, 상부층은 2개 구획으로
묶음 튜브로 하여 기둥에 종방향으로 보강판(stiffner)을 넣은 것과 같은 구조이다.
② 높아질수록 계단형태의 입면은 미적이 아니라 풍동시험의 최적형태이다.
③ 건물의 폭이 크고 건물 속 기둥이 유효하게 축력을 부담할 수 없을 때 유효한 시스템이다.
④ 22.9m x 22.9m bundle tube, 주요 span 4.5m (15`)
⑤ belt truss 총 4개 층 도입 Torre latinoamericana
(Mexico City, 1955)
지하 2층 지상 44층
182m
지진지역에 건설된 강구조 고층 건축물
1957년 7.9, 1985년 8.1, 7.9강도의 지진을 이겨냄 Yokohama Landmark Tower
(Yokohama, 1993)

철골조 및 철골찰근 콘크리트에 일부 철근 콘크리트 구조

연면적 39만 2885㎡,
건축면적 2만 3208㎡,
지하 4층 지상 70층, 옥상 3층,
최고 높이 296m 63빌딩 (서울, 1984)

지상 높이 249m(해발 264m),
지상 60층, 지하 3층.
연건축면적 16만 6100㎡(5만 200평) Commerzbank Tower
(Frankfurt, 1997)

259m 65층
유럽에서 두번째로 높은 빌딩 진마오 타워
(상하이, 1998)
88층의 초고층 복합빌딩. 높이 421m
건물의 설계에서부터 시공에 이르기까지 모든 것이 숫자 8과 관련되어 있는데, 층수 88층, 높이와 너비의 비 8대 1, 전단벽 코어(core) 8면체, 외곽 복합기둥 8개, 완공일 1998년 8월 8일 등이 그것이다. 이는 중국인들이 숫자 가운데 8을 선호하기 때문으로, 건축주가 중국 문화의 상징이자 중화사상의 표상이 되기를 희망했기 때문이다. Petronas Tower
(쿠알라룸푸르, 1998)
88층, 452m
지상으로부터 170미터 높이에 있는 41층과 42층 사이에 난 58미터 길이의 '스카이브릿지'로 연결

주로 강철을 이용하도록 설계되었지만, 강철의 자체 공급력도 턱없이 부족하고, 그렇다고 수입에 의존하기에는 그 비용이 더욱 만만하지가 않았다. 그래서 선택한 대체 재료가 바로 철근 콘크리트였다. 이는 높은 건축물의 흔들림을 줄여주는 이점이 있었지만, 실제로는 강철보다 두 배 더 무겁다는 단점이 있기도 했다. Taipei 101
(Taipei, 2003)
101층 508m
세계에서 가장빠른 엘리베이터 CCTV 본사 사옥
(베이징, 2008) 높이 234m
두 개의 건축구조물이 공통의 프로덕션 플랫폼에서 시작해서 수직에서 약 15도 정도 기울어진 상태로 솟아오르고, 이 둘은 꼭대기 상층부에서 서로 만나 외팔보에 의해 지지 2008베이징 올림픽 주경기장
(베이징, 2008) 길이 300 m, 너비 220 m, 높이 69.2m,
총 연면적 약 25만 제곱미터
총 길이 36 km, 총 중량 4만 5천 톤의 강철이 쓰였다 한진빌딩
(서울, 1969)
H형강을 사용한
우리나라 최초의 강구조 고층건물 SIFC(서울국제금융센터)
(서울, 2012)
서울의 금융지구가 있는 여의도의 새로운 랜드마크

총 4동으로 업무동 3동과 호텔동인 콘드래호텔으로 구성

프랑스의 보물 "블루다이아몬드"를 건축에 재해석시켜 디자인

가장 높은동의 최고높이는 284M
현재 여의도에서 가장 높은 마천루이다.

블루다이아몬드를 재해석했지만 한강과 자연스럽게 조화 강구조는?
구조용 강재로 압연된 강판 및 각종 형강을 볼트, 용접 등의 접합방법을 이용한 구조 또는 건축의 총칭이며, 철근 콘크리트구조와 함께 현대의 대표적인 건축구조 강구조 건축물의 문제점 및 보안점
부식이 쉬움 : 내구성 확보 – 재도장 기술로 20년 이상 유지 도장 Hiatest강재(표면조직 미세화를 통한 취성파괴 저항성을 향상), anticorrosion강재 (내부식성을 향상)

내화성이 약함 – 연소는 되지 않지만 고열로 인한 급격한 인장강도 감소 – 소방설비, 내화설계에 의한 내화피복 합금첨가를 통한 내화강

강도가 큼으로써 부재의 단면이 얇아짐. (세장) - 압축재나 휨재의 좌굴 위험성 – 기둥 등의 주요부재를 CFT구조로 사용

반복하중에 의한 피로발생이 강도의 감소 또는 파괴 – 설계시 고려 FCA(fatigue crack arrest)피로균열 전파속도를 크게 감소 다양한 형상과 치수를 가진 부재
설계자가 설계시 창의려을 발휘 할 수 있다.
사용하중하에서 탄성거동을 나타내므로 부재 및 시스템의 거동을 이해하기 쉽다. 콘크리트에 비해 강도/중량의 비가 매우 크다.
강구조물은 대경간, 고층건축물 일수록 유리한 장점을 가진다.
리사이클링이 뛰어나 친환경적자원, 에너지절약 측면도 우수하다 CFT(Concrete Filled Steel Tube) 기둥시스템은 강관 내부에 콘크리트를 충전한 구조로서 콘크리트의 재료적 특성과 철의 재료적 특성을 효율적으로 조합한 기둥시스템
국내에서 CFT 구조를 최초로 적용한 건물은 1996년에 건설된 삼성건설 기술 연구소 (1) 구조내용
기초
◦ 파일(pile) 104개 : 1.2~1.8m 장방형의 마찰 말뚝으로 충진하고 콘크리트 강도는 45Mpa 를 사용
◦ 매트(mat) 4.5m
◦ 60Mpa 강도의 콘크리트 타설
◦ 주요 기둥 규격
◦ 13,200 ㎥ 면적을 44 ~ 50시간 동안 연속 타설
◦ 온도 차이를 최소화하기 위하여 냉수를 사용하고 상부를 스티로폼 패널로 단열하였으며, 한 달 동안 양생
16개 기둥과 보는 RC조 이며, 하부기둥이 2.4m에서 상부층으로 가면서 줄어들어 주요 구조부가 쉽게 접합
수평력에 우수한 단면성능을 가지는 시스템

본 구조는 말레이시아와 같이 풍력은 있으나 지진이 없는 나라에 적합한 구조이다.
통상 RC조는 강성이 크기 때문에(건물주기가 짧기 때문에) 풍력에 대해서는 강하나 지진에 대해서는 약하며, 철골조는 유연성이 커서 지진에 대해서 장점이 있으나 풍력에 약하다. 그러므로 철골조의 경우는 풍력에 대항하는 제진시스템에 필요하기도 하다.

본 건물의 횡력저항 시스템으로는 아웃리거를 가진 전단벽 구조 아웃리거의 효과 중 가장 큰 것은 무엇보다도 횡강성의 증가에 있다. 본 건물과 같이 세장한 건물의 경우에는 아웃리거를 기계실에 설치함으로써 여타 다른 횡력저항 시스템보다 경제적으로 횡강성 증가의 효과를 볼 수 있다. (1) 구조내용
① 평면 콘크리트가 내어민 정방형 형상으로 상부층으로 갈수록 기준층이 작아진다.
② 외측 튜브는 각면 중앙부의 연직부분과 건물 내측을 향해 있는 코너부분으로 되어 있다.
③ 외측 튜브는 외주부 연직하중지지, 횡력에 대하여 안전성 확보
④ 9층 이상은 Steel조, 8층 이하는 SRC조로써 강성이 높은 구조
⑤ CFT(Conc` Filled Steel Tube) 저층부 도입
⑥ 지지 지반은 토단층으로 불리는 강도가 높은 안정된 지층이며, 그 위에 직접 5m 두께의 매트기초가 타설되었다.
⑦ 철골의 최대 판두께는 박스 단면 및 H형 단면의 기둥이 100t, 강관기둥은 90t이다.
⑧ 건물 코너부분의 기둥에는 특히 거대한 축력이 작용한다. 이 부분에는 통상의 초고층 건
축에 사용되는 강재보다 1.3배의 내력을 가진 60Grade 강(SM 570Q재)을 사용하였다.
⑨ 평면계획은 고층동 8.0m x 15.0m, 저층동 9.0m x 9.0m 이다.
⑩ 층고는 호텔부 3.55m, 오피스 4.0m, 쇼핑몰 4.5m (1) 빌딩의 기초
① RC 매트 기초 8각형, 60m x 60m x 4m
콘크리트 강도 : 50Mpa
② 파일공사
매트 기초는 파일 Ф914x20t - 429본으로 지지한다. 65m를 15m마다 연결하여 사밀층(dense sand layer)까지 항타하였다.
③ 토질 주상도
파일링과 연관시켜 보면 파일 최하부 레벨이 해발 78.5m로 중국 상하이에서 시도된 가장 심층의 깊이까지 파일링 된 것이다.

(2) 구조개요
① 코어 : RC조, 8각형 모양, 40~60Mpa, 벽두께 45~85cm 직경 27m로 내부는 [#]형태의 웨브(web)보강
② 큰기둥 : 8개소(1.5m x 5m ~ 1m x 3.5m, SRC built up)
③ 아웃리거 : 2개 층 높이의 철골 트러스 3개소 설치 (24~25층, 51~52층, 86층)
④ 외부 8개의 큰 기둥과 8각형 RC mega core가 3등분한 높이에서 아웃리거 트러스로 일체로 연결되어 수평력에 대응한다. (건축가의 디자인 의도 : 50층 범주 내에서 강도 증진과 동적거통에 응답)
⑤ 빌딩의 고유한 동적특성을 높이고 적정한 동적거동을 하게하며 제진장치 없이 안전한 구조 시스템이 되도록 설계했다. 횡변위(drift)를 H/900로 산정하였다.
⑥ 건물 전체가 탄성적으로 지진이나 파괴시에 인성을 발휘할 수 있도록 SRC, RC구조로 하여 중량감과 강성, 고유 진동감쇠 성능을 최대한 유지하고 철골 및 합성 프레임구조로 인장 응력에 대응하도록 설계했다.
(3) 풍하중 규준
설계기본 풍속을 32.5m/sec으로 하여 풍압을 계산하였다. 설계풍압은 빌딩의 최하부는 70 kgf/㎡, 첨탑 꼭대기는 360 kgf/㎡가 된다.
건물의 성능 검증에서 보다 실질적이고 사용 가능한 합리적인 현지의 바람에 대한 풍동실험 연구를 실시하였다. 이를 위하여 풍동실험 연구는 현재 있는 그대로의 상태와 풍동실험 지역이 개발이 완료된 상황에서의 상태 두 가지로 구분하여 실시하였다. Thanks.
Full transcript