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문제 정의
- 본 기사에서는 최근 주상복합 건축물에서 다양하게 설치되고 있는 스카이 브릿지 주요 구조설계 내용과 시공방안에 대해 기술하였다. 구조설계에서는 브릿지 및 받침부의 부재설계와 E.
- 본 기술기사에서는 최근 완공된 경기도 성남시의 주상복합 건물의 스카이 브릿지의 구조 설계 및 시공계획 사례를 자세히 소개하고자 한다.
제안 방법
- E.J 이격거리는과 같이 구조해석을 수행하여 X,Y 각 방향에 대해 변위를 분석하였다.
- FEM상세 해석을 수행하여 편심에 의한 접합부의 내력 영향 검토를 과 같이 수행하였다.
- 본 기사에서는 최근 주상복합 건축물에서 다양하게 설치되고 있는 스카이 브릿지 주요 구조설계 내용과 시공방안에 대해 기술하였다. 구조설계에서는 브릿지 및 받침부의 부재설계와 E.J. 및 기둥상세 등을 소개하였다. Erection Engineering에서는 시공 단계와 시공 중 주의점을 소개하였다.
- 또한 스카이 브릿지가 건물 내부에 설치되고 <그림 8>과 같이 일부 기둥에 관통되므로 기둥배근 상세를 검토하였다. 기둥배근은 스카이 브릿지 변형을 고려하여 이격거리를 두었다.
- 넷째로 스카이 브릿지 설치에 따른 본 건물에 대한 영향을 검토하였다. 스카이 브릿지 하중은 탄성 받침을 통해 본 건물의 보, 기둥, 기초로 전달되며, 추가 하중에 대한 부재 내력을 검토하였다.
- 둘째 스카이 브릿지의 받침부는 브릿지의 수직하중과 타워동의 횡변형에 따른 수평력을 저항할 수 있는 탄성받침(LRB)을 설치하였다. 탄성받침은 <그림 3>, <그림 4>와 같이 직경 680mm, 높이 334mm 제품을 사용하였다.
- 또한 스카이 브릿지가 건물 내부에 설치되고 과 같이 일부 기둥에 관통되므로 기둥배근 상세를 검토하였다.
- 주요 검토 사항은 스카이 브릿지 구조물과 받침부의 구조설계와 스카이 브릿지 설치에 따른 본 건물의 영향을 검토하였다. 또한 시공사와 시공계획에 대한 검토 및 시공 중 발생된 변형과 접합부의 상세 검토를 수행하였다.
- 철골트러스의 경우 부재 내력과 강성(처짐)을 고려하여 사재를 배치하여 설계하였으며, 경제성을 고려하여 수직재와 사재의 부재 크기를 선정하였다. 또한 풍하중에 대한 Up_ Lift Force에 대한 안정성을 검토하였으며, 본 구조물의 경우 받침부에 인발력이 발생하지 않는다.
- 셋째 타워동의 횡변위를 고려하여 스카이 브릿지와 본건물의 연결부에는 E.J를 적용하였다. E.
- <그림 1>과 같이 2개 타워동의 지상19층(지상 58m)에 설치되는 스카이 브릿지는 주민편의시설과 연결통로 역할을 한다. 스카이 브릿지 구조형식은 철골 트러스 시스템으로 계획하였다. 주요 검토 사항은 스카이 브릿지 구조물과 받침부의 구조설계와 스카이 브릿지 설치에 따른 본 건물의 영향을 검토하였다.
- 넷째로 스카이 브릿지 설치에 따른 본 건물에 대한 영향을 검토하였다. 스카이 브릿지 하중은 탄성 받침을 통해 본 건물의 보, 기둥, 기초로 전달되며, 추가 하중에 대한 부재 내력을 검토하였다. 또한 스카이 브릿지가 건물 내부에 설치되고 <그림 8>과 같이 일부 기둥에 관통되므로 기둥배근 상세를 검토하였다.
- 스카이 브릿지는 지상 58m 높이에 설치되므로 시공사, 철골골조업체와 타워크레인의 적재중량과 현장 조건 등을 고려하여 본 현장에 적합한 시공 계획을 검토 하였다.
- Step5는 브릿지 철골부재 설치가 완료된 후 데크슬래브의 콘크리트를 타설하며, 본 건물내부에 설치된 가설 철골을 철거하였다. 시공 계획 검토에서는 각 Step 조건에 대한 부재 내력과 처짐을 검토하여 캠버량을 산정하였다. 시공에는 각 Step의 처짐을 계측하였으며, 시공 오차를 보정하여 설치하였다.
- 시공 계획 검토에서는 각 Step 조건에 대한 부재 내력과 처짐을 검토하여 캠버량을 산정하였다. 시공에는 각 Step의 처짐을 계측하였으며, 시공 오차를 보정하여 설치하였다.
- 본 현장은 대지 주변이 협소하여 브릿지 설치를 위한 별도의 가설구조물 설치하는 방법은 불가능하며, 설치되어 있는 타워크레인 중량으로는 지상층에서의 조립 후 양중하는 방법도 불가능하였다. 이에 따라 타워크레인 중량을 고려하여 트러스를 분할 공장제작하고 공중에서 조립하는 방안을 채택하였다.
- 탄성받침은 <그림 3>, <그림 4>와 같이 직경 680mm, 높이 334mm 제품을 사용하였다. 재원 특성으로는 최대 15cm변형 흡수가 가능하도록 설계하였으며, 연직하중은 최대 2,000kN까지 지지할 수 있다. 설치 위치는 <그림 5>와 같이 스카이 브릿지 단부 4개소이며, 1개소에 작용하중은 총하중(D+L)은 각각 1,427kN이다.
- 스카이 브릿지 구조형식은 철골 트러스 시스템으로 계획하였다. 주요 검토 사항은 스카이 브릿지 구조물과 받침부의 구조설계와 스카이 브릿지 설치에 따른 본 건물의 영향을 검토하였다. 또한 시공사와 시공계획에 대한 검토 및 시공 중 발생된 변형과 접합부의 상세 검토를 수행하였다.
- 철골 재료강도는 SM490이며 데크슬래브 두께 150mm이다. 철골트러스의 경우 부재 내력과 강성(처짐)을 고려하여 사재를 배치하여 설계하였으며, 경제성을 고려하여 수직재와 사재의 부재 크기를 선정하였다. 또한 풍하중에 대한 Up_ Lift Force에 대한 안정성을 검토하였으며, 본 구조물의 경우 받침부에 인발력이 발생하지 않는다.
대상 데이터
- E.J 설치 위치는 건축마감을 고려하여 과 같이 스카이 브릿지 양 단부로 선정하였다.
- 본 건축물은 경기도 성남시에 위치하고 있으며, 건물 규모는 지하3층, 지상23층, 2동이다. 건물의 용도는 지하3~지하1층 주차장, 지상1,2층은 근린생활시설이며, 지상3~5층 오피스텔과 지상6층부터는 공동주택이다.
- 설치 위치는 와 같이 스카이 브릿지 단부 4개소이며, 1개소에 작용하중은 총하중(D+L)은 각각 1,427kN이다.
- 스카이 브릿지는 구조평면도와 단면도같이 경간은 약28m, 폭 9m, 높이 5m이며, 철골부재를 사용하여 트러스로 계획하였다.
- 주요 구조설계 고려 사항은 첫째 철골트러스 프레임과 데크 슬래브이다. 철골 재료강도는 SM490이며 데크슬래브 두께 150mm이다. 철골트러스의 경우 부재 내력과 강성(처짐)을 고려하여 사재를 배치하여 설계하였으며, 경제성을 고려하여 수직재와 사재의 부재 크기를 선정하였다.
- 탄성받침은 , 와 같이 직경 680mm, 높이 334mm 제품을 사용하였다.
이론/모형
- 95cm 발생하므로 15cm로 산정하였다. 지진하중에 대한 비탄성변위 합은 기준 KBC2009 0306.8.6 건물간의 거리 규정에 따라 SRSS조합으로 산정하였다.
성능/효과
- 2개 타워동의 변위 해석결과는 과 같으며, 풍하중에 대한 최대 변위는 Y방향 각각 7.4cm, 7.9cm이며, 지진하중에 대한 최대 비탄성변위 변위는 Y방향으로 각각 18.0cm, 18.6cm이다.
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