| 연구개발개요 |
대지의 효율적 이용 및 각 국가의 랜드마크로서 초고층건축물 시장은 지속적으로 확대되고 있다. 특히 최근 초고건축물의 그 형태에 있어서 새로운 단계로 진화하고 있다. 크게 “Tapered, Twisted, Tilted"로 대변될 수 있는데 저층에 비해서 고층으로 갈수로 평면이 감소하는 Tapered 형태는 기존의 형태에서도 다수 발견되고 있지만, Twisted는 최근에 급부상한 형태이다. 또한 Tilted 형태도 기존의 구조개념으로 해결하는데 많은 노력이 필요한 형태라고 할 수 있다.최근의 건축물의 형태 변화에 부응하기 위해 기둥이 수직보다는 경사지게 배치되고 이를 구조적으로 해결하기 위해 또 다른 경사재를 추가한 대형 대각가새 (Diagrid)형태의 구조가 발생하게 되었다. 기둥이 없이 2개의 대형 대각가새가 수직력 및 수평력에 저항하는 구조로 형성되기 위해서는 부재의 크기가 증대되며 이를 해결하기 위해서 고강도 재료들이 사용되게 된다. 대형 대각가새의 경우 기존의 중소규모 가새에 비해서 가새와 가새의 접합부, 가새와 보와의 접합부, 모서리 부분에서의 접합부 등 특별한 고려가 필요하다. 국내에서도 잠실 롯데 슈퍼 타워, 여의도 Y22 프로젝트, 아산 배방 오피스 빌딩 등에 초대형 대각가새 구조 적용이 검토되었다. 여의도 Y22의 경우 접합부의 내진성능 및 시공방법에 대하여 다각도의 논의가 있었고, 잠실 롯데 슈퍼 타워 및 아산 배방 오피스 빌딩의 경우 구조설계 및 시공기술에 관한 검토를 하고 있으나 많은 어려움을 겪고 있는 실정이다. 따라서 대형 대각가새 접합부를 초고층 건축물에 적용하기 위해 필요한 가새의 공장제작, 용접성능 확보방안, 접합부의 구조성능, 접합부에 대한 구조해석 및 설계, 경제성 및 시공성 분석을 통한 효율적인 접합상세 개발 및 이를 현장(롯데 잠실 슈퍼 타워)에 적용하고 현장 적용시 발생될 수 있는 제반기술에 대한 모니터링 및 Feedback을 통한 대형 대각가새 접합부 기술 개발은 국가적으로 중요하며 시기적으로 시급하다고 할 것이다.
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| 최종목표 |
최근의 Twisted 초고층건축물에 적용되고 있는 초대형 대각가새(Diagrid)에 대한 공장 제작방법, 시공방법, 구조해석 및 설계방법에 대해서 구조성능 평가실험을 통한 기술을 개발하고 실제 프로젝트에 적용하여 기술을 완성한다. 세부 목표는 다음과 같다.1) 초대형 대각가새 제작 기술 개발 : 부재 제작, 제작 기간, 용접물량을 기존 방법 대비 10 % 절감2) 초대형 대각가새 구조설계 기술 개발 : 구조물량 10% 절감, 접합상세도 및 설계 시방(안) 작성3) 초대형 대각가새 시공설계 기술 개발 : 공사기간 및 공사비용 10% 절감 및 시공 시방(안) 작성4) 초대형 대각가새 구조성능 평가기술 개발 : 사용 재료의 인장강도 등 특성 만족 및 구조성능 평가에 의한 내진성능 10% 향상
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| 연구내용 및 범위 |
제1세부과제 : 시공 프로세스 개발 및 현장 적용 1) 가새 제작 방법 개발 : 초대형 대각가새(Diagrid)는 일반 가새에 비하여 중량물이며, 일반적으로 사용하지 않는 TMC570 강재를 사용하는 등 제작상세가 복잡하고 성능이 우수한 가새의 효율적인 판재가공, 용접 및 현장운반을 위한 효율적인 분할 방법을 개발한다. 2) 현장 시공방법 및 경제성 분석 : 분할 제작되어 현장으로 운송된 부재들을 현장에서 효과적으로 양중 설치하는 방법 및 현장 용접 방법을 개발하고, 제작/운반/설치를 포괄하는 시공성 및 경제성을 분석한다. 3) 현장적용 : 잠실 제2롯데월드 프로젝트 롯데 잠실 슈퍼 타워, 아산 배방 싸이클론 타워, 대전 퓨쳐엑스 프로젝트 횡력저항시스템에 개발된 가새접합부를 적용하여 적용결과를 Feedback하여 초대형 대각가새(Diagrid)에 대한 시공 시방(안)을 작성한다.제2세부과제 : 초대형 대각가새(Diagrid) 구조성능 평가 1) 정적하중에 대한 구조성능 평가 : 초대형 대형가새(Diagrid)의 재료 특성 실험, 제작에 필요한 용접 성능 평가 실험 및 정적하중에 대한 가새와 가새의 접합부, 가새와 보의 접합부에 대한 실험을 수행하여 구조성능을 평가한다. 2) 내진성능 평가 : 가새와 가새 접합부 및 가새와 보의 접합부에 대한 내진성능을 평가한다 . 3) 현장 모니터링 : 현장에 적용될 가새 접합부에 대한 모니터링 및 용접에 대한 성능 평가를 수행한다. 제3세부과제 : 초대형 대각가새(Diagrid) 구조 상세 개발 1) 1차 주요부재 접합 상세 개발 : 가새와 가새의 접합부 및 가새와 보 사이의 접합부에 대한 상세를 개발한다. 2) 2차 주요부재 접합 상세 개발 : 건축물 평면상 모서리 부분에 위치한 가새와 가새의 접합부 및 높이에 따라 단면이 변경되는 부분에 있어서 접합 상세를 개발한다. 3) 구조설계 지침(안) 개발 : 초대형 대형가새(Diagrid)와 만나게 되는 주요부재의 접합상세를 시공성, 경제성 및 구조성능을 검토하여 개발하고, 실무에 적용하기 위한 구조설계 지침(안)을 개발한다.현장적용(3차년도) 1) 1차 대상 프로젝트 : 잠실 롯데 슈퍼 타워 2) 2차 대상 프로젝트 : 아산 배방 싸이클론 타워 3) 3차 대상 프로젝트 : 대전 퓨쳐엑스 프로젝트
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