선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 이번 프로젝트는 발주처의 촉박한 기념 행사일정에 맞추어 공사가 진행되어야 했기에 공사기간이 절대적으로 부족하였다. 따라서 당사는 당초 발주처가 제시한 One Way Truss에 대한 대안으로 Space Frame을 제시하여 공사비를 대폭 절감하고, Upper Bowl Raker에 기존 Precast Concrete 대신 Steel Raker와 Sandwich Plate System(SPS)을 제안하여 발주처로부터 공기 준수에 대한 신임을 얻음으로써 프로젝트 수주에 성공하였다<;표 1>.
- 각 블럭의 무게는 약 130 ton(Purlin, Cat Walk, Tension Pipe 포함)에 이르며, 필리핀에서 조달할 수 없는 550 ton과 750 ton 크롤러 크레인 장비는 한국에서 수입하여 공사에 투입하였다<사진 3>. 또한, 철골공사에서 널리 쓰이고 있는 Tekla 프로그램을 활용하여 Steel Raker 및 Space Frame의 철골 접합부에 대한 상세 모델링을 수행하여 시공오차를 최대한 줄이고자 하였다<;그림 3>.
제안 방법
- SPS의 특성상 모든 부품이 사전 공장제작 가능하므로 Steel Raker와 SPS를 함께 3차원 디자인하여 체결되는 볼트까지 사전 제작을 진행하여 시공하였다.
- 건물의 사용목적에 맞는 최적의 잔향시간과 명료도를 실현하기 위하여 공연장에 음향 시뮬레이션을 실시하였다. 이 음향분석을 바탕으로 지붕 하부면을 다중 타공하고 흡음재를 충진하여 NRC 8.
- 참고로 대공간 구조설계 전문업체인 Geiger Engineers사의 구조설계 Peer Review를 통해 지붕구조의 Static & Dynamic 안정성 평가와 지진 대비 안정성 평가(Seismic Isolator 적합성 평가) 및 부가적인 Value Engineering을 수행하였다. 그 밖에 LRB의 요구 성능에 대한 Pre-qualification Test를 실시하였다<;사진 4>.
- 1방향 트러스 적용시 고소용접 부위가 과다하고 트러스 간격이 33 m에 달해 공조덕트, 조명, 지붕 및 천정의 설치가 어려울 뿐만 아니라 경간을 줄이기 위해 아레나 내부에 기둥을 설치하여야 하므로 좌석손실이 발생한다. 대안으로 당사는 스페이스 프레임을 제안하여 고소 작업을 최소화하고 공기를 단축하였으며, 내부 기둥으로 인한 좌석 손실 및 사각 발생을 최소화 하였다. 스페이스 프레임 적용으로 철골 물량은 총 9,100 ton(Raker 3,100 ton, Space Frame 6,000 ton)으로 대폭 줄여 공사비 절감 및 수주에 결정적인 역할을 하였다.
- 필리핀은 지진 발생이 잦은 나라다. 따라서 내진설계를 적용하였으며, 특히 지진 발생시 지붕 구조와 그 밖의 구조체가 독립적으로 거동하여 Lateral Force가 경감될 수 있도록 지붕 구조와 하부 구조의 접점에 변위가 400 mm인 Isolator(LRB, Lead Rubber Bearing)를 설치하였다. 참고로 대공간 구조설계 전문업체인 Geiger Engineers사의 구조설계 Peer Review를 통해 지붕구조의 Static & Dynamic 안정성 평가와 지진 대비 안정성 평가(Seismic Isolator 적합성 평가) 및 부가적인 Value Engineering을 수행하였다.
- 필리핀은 태풍이 자주 오는 지역이다. 따라서 지난 50여 년간의 태풍 데이터 자료를 바탕으로 최대풍속 57.9 m/s 기준으로 풍동 테스트를 실시하고 지붕설계에 반영하였다. 풍동 테스트 결과 지붕의 Wind Load는 정압+3.
- 0 이상의 성능을 확보하였으며, 무대 뒷면에는 340 g/m2 무게의 Separation Curtain 커튼을, 무대 좌우 Front wall과 상/하 Bowl의 Rear Wall에는 흡음 판넬을 설치하여 잔류시간을 제어할 수 있도록 하였다. 또한 저주파대역 음향 잔류 조절을 위해 천정 가장자리는 흡음 판넬을 계획하였다.
- 대안으로 당사는 스페이스 프레임을 제안하여 고소 작업을 최소화하고 공기를 단축하였으며, 내부 기둥으로 인한 좌석 손실 및 사각 발생을 최소화 하였다. 스페이스 프레임 적용으로 철골 물량은 총 9,100 ton(Raker 3,100 ton, Space Frame 6,000 ton)으로 대폭 줄여 공사비 절감 및 수주에 결정적인 역할을 하였다.
- 스페이스 프레임은 총 46개 블록으로 분할하여 지상에서 선조립 후에 크레인을 이용하여 양중 설치하였다. 각 블럭의 무게는 약 130 ton(Purlin, Cat Walk, Tension Pipe 포함)에 이르며, 필리핀에서 조달할 수 없는 550 ton과 750 ton 크롤러 크레인 장비는 한국에서 수입하여 공사에 투입하였다<사진 3>.
- 3층에는 개별 공연관람이 가능한 VIP Suite와 공연과는 별개로 Conference 개최를 위한 대공간이 준비되었다. 외부 개념의 2층, 4층 Concourse의 바닥은 내구성 확보를 위해 에폭시 계열의 하드너를, 벽체는 수지미장 위에 싸 인물을 중심으로 액센트 페인팅을 하는 것으로 계획하였다<;그림 5>.
- 건물의 사용목적에 맞는 최적의 잔향시간과 명료도를 실현하기 위하여 공연장에 음향 시뮬레이션을 실시하였다. 이 음향분석을 바탕으로 지붕 하부면을 다중 타공하고 흡음재를 충진하여 NRC 8.0 이상의 성능을 확보하였으며, 무대 뒷면에는 340 g/m2 무게의 Separation Curtain 커튼을, 무대 좌우 Front wall과 상/하 Bowl의 Rear Wall에는 흡음 판넬을 설치하여 잔류시간을 제어할 수 있도록 하였다. 또한 저주파대역 음향 잔류 조절을 위해 천정 가장자리는 흡음 판넬을 계획하였다.
- 6 m로 커져 Bowl 하부의 공간이 협소해지는 문제가 있었다. 이에 주로 선박데크 보수용으로 사용되고 있는 SPS(Sandwich Plate System)를 PC Stand 대체재로 검토하여 PC 무게 대비 1/5 수준이지만 PC와 유사성능 발현이 가능한 SPS를 Upper Bowl 부분에 적용하였다. SPS 채택으로 시공 순서에 대한 유연성을 확보하고 Steel Raker의 크기 및 중량을 줄이는 효과를 가져왔다.
- 5 m의 원형기둥은 3 ~ 4회에 걸쳐 타설하였고, 슬래브는 시스템 서포트를 사용하여 거푸집을 설치하고, 공기단축을 위해 7일 재령의 4,000 PSI 콘크리트가 사용되었다. 지진대에서는 Shear Wall 및 기둥의 일체화 거동이 요구되므로 이를 확보하기 위해 기둥과 옹벽이 연결된 부위에는 동시 타설을 실시하였다. 1층 슬래브는 Engineering Fill을 실시하여 지내력을 100 kN 이상 확보하였고, SOG 개념의 슬래브를 도입하였다<그림 2>.
- 참고로 대공간 구조설계 전문업체인 Geiger Engineers사의 구조설계 Peer Review를 통해 지붕구조의 Static & Dynamic 안정성 평가와 지진 대비 안정성 평가(Seismic Isolator 적합성 평가) 및 부가적인 Value Engineering을 수행하였다.
- 철골공사에서 필히 고려되어야 할 것 중에 하나가 장비계획인데, 이 현장은 타워크레인 4대 이외에도 50 ton, 150 ton, 250 ton, 320 ton, 550 ton, 750 ton 크레인 등 총 10여대 이상의 장비가 철골공사를 위해 투입되었다. 아레나 내/외부는 장비가 이동 가능한 공간이 제한적이어서 치밀하고 세부적인 동선계획이 요구되었고, 우기철 지반약화로 인한 작업 위험을 줄이고 효율적인 작업을 위한 대규모 지반정지 작업을 실시하였다.
- 철근콘크리트 구조는 지진대 Zone4에 해당하는 강진 지역 특성을 반영하여 Shear Wall과 Moment Frame의 Dual System을 적용하고, 보와 기둥에는 기본적으로 연성 상세를 반영하였으며, 모든 부재에 Special Moment 상세가 적용되어 한정된 구간에서만 철근이음이 가능하여 철근 길이를 주문 제작하여 시공하였다.
- 9 m/s 기준으로 풍동 테스트를 실시하고 지붕설계에 반영하였다. 풍동 테스트 결과 지붕의 Wind Load는 정압+3.0 kPa, 부압 -8.6 kPa에 달해 FM Approval을 만족하는 사양을 채택하였고, 단방향 187 m를 1장의 Sheet로 압출 성형하므로 최대 12 cm의 신축 팽창이 발생하여 이를 흡수하기 위해 Sliding Clip을 적용하고 Gutter 부분에서 이를 흡수할 수 있는 디테일을 설계하였다<;사진 6>.
대상 데이터
- 2011년 4월 필리핀, 중국, 대한민국의 각 1개 업체를 대상으로 Design-Build 제안 경쟁 입찰이 실시되었다. 이번 프로젝트는 발주처의 촉박한 기념 행사일정에 맞추어 공사가 진행되어야 했기에 공사기간이 절대적으로 부족하였다.
- 스페이스 프레임은 총 46개 블록으로 분할하여 지상에서 선조립 후에 크레인을 이용하여 양중 설치하였다. 각 블럭의 무게는 약 130 ton(Purlin, Cat Walk, Tension Pipe 포함)에 이르며, 필리핀에서 조달할 수 없는 550 ton과 750 ton 크롤러 크레인 장비는 한국에서 수입하여 공사에 투입하였다<;사진 3>. 또한, 철골공사에서 널리 쓰이고 있는 Tekla 프로그램을 활용하여 Steel Raker 및 Space Frame의 철골 접합부에 대한 상세 모델링을 수행하여 시공오차를 최대한 줄이고자 하였다<그림 3>.
- 과 철근 7,900 ton이 사용되었다. 각 층의 층고는 9 ~ 12.7 m로, 직경 1.2 ~ 1.5 m의 원형기둥은 3 ~ 4회에 걸쳐 타설하였고, 슬래브는 시스템 서포트를 사용하여 거푸집을 설치하고, 공기단축을 위해 7일 재령의 4,000 PSI 콘크리트가 사용되었다. 지진대에서는 Shear Wall 및 기둥의 일체화 거동이 요구되므로 이를 확보하기 위해 기둥과 옹벽이 연결된 부위에는 동시 타설을 실시하였다.
- 우리 현장 발주처이며, 필리핀 제2의 종교단체인 Iglesia Ni Cristo의 100주년 기념행사 개최를 위해 기획된 이번 프로젝트는 51,000석 규모로 지붕면적만 36,000 m2에 달하는 세계 최대 실내 집회 및 공연장이다. 필리핀 아레나의 장변 방향의 길이는 243 m로 상암 월드컵 경기장 220 m보다 크며, 좌석 규모로는 국내에서 가장 큰 실내 공연장으로 활용되는 올림픽 체조경기장(15,000석)의 3배보다 크다<사진 1>.
- 지붕구조와 Upper Bowl 관람석의 토대가 되는 철근 콘크리트 구조물에는 콘크리트 약 55,000 m3과 철근 7,900 ton이 사용되었다. 각 층의 층고는 9 ~ 12.
성능/효과
- 이에 주로 선박데크 보수용으로 사용되고 있는 SPS(Sandwich Plate System)를 PC Stand 대체재로 검토하여 PC 무게 대비 1/5 수준이지만 PC와 유사성능 발현이 가능한 SPS를 Upper Bowl 부분에 적용하였다. SPS 채택으로 시공 순서에 대한 유연성을 확보하고 Steel Raker의 크기 및 중량을 줄이는 효과를 가져왔다.
- 음향시뮬레이션 결과에 따라서 좌석은 Lower Bowl에는 500 mm 의자를 Stand tread에 설치하는 방식이, Upper Bowl에는 480 mm 의자를 Stand riser에 고정하는 방식이 채택되었다. 아울러 무대 뒤편으로는 성가대를 위한 2,100석의 Retractable Seat가 설치되었다<그림 6>.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.