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[건축] 연돌효과의 원인 및 대책에 관한 레포트 평가A+최고예요

초고층 건물의 연돌효과목차연돌효과의 정의연돌효과의 원인 및 문제점연돌효과에 대한 대처방안연돌효과 사례참고문헌초고층 건물의 연돌효과1. 연돌효과의 정의최근 국내에 고층건물이 늘어남에 따라 건물 내에서 강한 공기의 유동흐름 즉, 연돌효과로 인한 문제가 많이 발생하고 있다. 화재 시 연기는 주위공기보다 온도가 높기 때문에 밀도차에 의해 부력이 발생하여 위로 상승하며, 특히 고층건물의 계단실, 엘리베이터 샤프트와 같은 수직공간내의 온도와 밖의 온도가 서로 차이가 있는 경우 부력에 의한 압력차가 발생하여 연기가 수직공간을 따라 상승하거나 하강하는데 이와 같은 현상을 연돌효과(굴뚝효과)라 한다.1) 개요① 화재시에 고층빌딩 내에서 연기가 이동하는 주요요소는 온도상승에 의한 공기의 팽창, 연돌효과, 외부 바람의 영향, 건물 내 기류의 강제이동 등이다.② 정상상태 하에서 건물내의 자연기류 이동은 대부분이 Stack effect로 일어난다.③ 화재시에는 건물의 1층에서 최상층으로 강한 통기력(draft)이 발생한다.2) 이론적인 통기력건물 내외부의 온도가 같으면 자연대류 이동은 일어나지 않는다. 건물 외부의 온도가 내부의 온도보다 낮으면 건물내의 공기는 수직으로 상승한다.3) 화재시 고층건물에서 연기가 이동하는 주요 요소정상상태 하에서 건물내의 자연기류의 이동은 대부분이 연돌효과로 일어난다. 화재가 발생했을 때 건물의 1층에서 최상층으로 강한 통기력이 발생하는 것이 특징이다.① 온도상승에 의한 공기의 팽창② 연돌효과③ 외부에서의 풍력의 효과④ 건물 내에서의 기류의 강제이동 등4) 건물 내 기류의 이동① 건물 내외의 온도가 같으면 자연기류의 이동은 일어나지 않는다.② 건물외부의 온도가 내부보다 낮으면 공기는 수직으로 상승한다.③ 외부온도가 내부온도보다 높으면 반대의 현상이 일어난다.2. 연돌효과의 원인 및 문제점1) 연돌효과의 원리연돌효과는 건물 내외부 공기기둥의 무게 차이에 의한 압력차로 발생한다 이러한 공기의 압력차이 때문에, 건물 내부가 따뜻하고 건물 외부가 차가운 겨울철 의해 발생한 에너지에 의한 열팽창과 부력에 의하거나 가스가 발생되어 체적이 증가함에 따라 움직여지는 것이다. 밀폐된 공간에서 연기의 이동은 이러한 열에 의해 이동되다 그 에너지가 감소되면 (즉 온도가 낮아지면) 밑으로 가라앉게 된다. 외부에서 들어온 바람이나 건물의 연돌 효과에 의한 기류에 의해 확산되는 경우도 있다. 다시 말하면 화재시 고층 건물에서 연기를 이동시키는 주요 요소는 1) 온도 상승에 의한 공기의 팽창 2) 연돌 효과 3) 외부에서의 풍력의 영향 4) 건물 내 기류의 강제 이동 등이다. (방배연설비 실무, 동화기술, 추병길 편저, 1995)2) 연돌효과의 크기 주요인① 건물높이② 외벽의 기밀성③ 건물의 층간 공기누출④ 건물 내외의 온도차의 함수3) 연돌효과의 문제점연돌효과는 특히 실내외 온도차가 커지는 겨울철, 고층건물에서 심각한 문제를 일으키는데, 이로 인한 문제점들은 다음과 같다.① 공기의 유출입에 따른 에너지 손실동절기에는 건물 하층부에서 들어온 공기가 실내에서 상승하여 상층부에서 빠져나가는 연돌효과의 현상이 일어난다. 건물 하층부의 기밀도가 낮은 경우 침기량이 증가하고 유입된 공기는 실내에서 데워져 수직적 경로를 따라서 상승한다. 이에 따라 상층부에서의 누기량이 증가함으로써, 실내 공기의 난방부하가 증가하여 에너지 소모가 많아지게 된다.② 각종 문의 도어체크 압력 조정에 따른 불편연돌효과로 인한 압력차가 커지는 오전이나 저녁시간대에, 외기와 면한 지점의 문이 바람에 열리지 않도록 하기 위해서 도어체크의 압력을 강하게 조정하며, 이 때문에 외기온이 상승하는 오후 시간에는 출입자들이 문을 열고 닫기 위해 많은 힘이 필요하므로, 하루에 두 번 정도 도어체크 압력을 조정하는 관리가 필요하게 된다.③ 각종 문의 원활하지 못한 작동상태연돌효과로 인한 건물 내 공기유동에 의하여 건물 각 구획간의 압력차가 존재하며, 이러한 압력차가 과도하게 문에 걸리게 될 때 문의 개폐가 어렵다. 만약 압력의 흐름과 문의 작동 방향이 같다면 닫기가 어려울 것이고, 반상승하여 과열로 인한 불쾌감을 겪게 된다.⑥ 강한 기류의 흐름에 따른 이용자의 불쾌감(엘리베이터 승하차 및 각종 문 출입시)상층부와 하층부에 있는 수직적 샤프트를 통하여 엘리베이터문에는 강한 압력차가 걸리므로 엘리베이터문의 개폐시에 강한 기류가 밀려들어오거나 불어나가서 불쾌감을 겪게 된다. 이러한 문제점은 계단실문이나 건물의 주출입문에서도 발생하고 있다.⑦ 추가 시설 비용의 증가외기에 면하고 있는 출입문으로의 침기량을 줄이기 위한 문의 교체 등 추가적인 각종 기밀화 보완 및 보수공사에 비용이 소요된다.⑧ 저층부 주차장의 차량배기 및 냄새의 상층부로의 급속한 확산⑨ 상층부에서의 결로발생 가능성 증대⑩ 엘리베이터 문의 오동작3. 연돌효과에 대한 대처방안초고층 건물은 에너지 다소비형 건물로서 연돌효과에 의한 에너지 손실, 열원의 수송 동력, 공기의 반송동력 등에 의해 에너지 손실이 일어난다. 또한, 연돌효과에 의한 외기침입이 일어남으로 인해 건물의 압력분포에 영향을 미치게 되고, 이에 따라 공조 계획상 문제점이 나타나기도 한다. 이에 따라 이러한 불필요한 에너지 손실을 막기 위해서는 그에 대한 해결책이 요구된다. 개념적으로 볼 때, 연돌효과로 인한 문제에 대한 해결책은, 연돌효과로 인하여 발생할 수 있는 모든 기류를 차단하는 것이다. 이에 가장 중요한 건축적 요소는 건물 외피 부분이며, 기존의 연구문헌에서도 외피를 기밀하게 하여 이를 통한 압력차 부담이 바람직하다고 밝히고 있다. 따라서 건물 외피가 압력을 잘 견디는 견고한 구조이고, 개방용 창문이 없는 경우라면, 문제해결에 있어 최우선의 방법은 건물 외피의 기밀화를 통하여 유입과 유출되는 공기량을 줄여서, 건물 외피에 큰 압력이 작용하게 하고 실내에는 상대적으로 작은 압력이 걸리게 하는 것이다.이와 같은 건물의 외피 기밀화에 대한 계획이 선행된 후에, 실내에 작용하는 압력차가 문제를 발생시키는 경우에는 주요 유동경로마다 실내 공기유동에 저항을 주는 건축적 요소들을 계획함으로써 유동량을 줄이고, 실내에 사용하는 압력결과, 외피가 느슨한 건물은 최상층 및 1층에 압력차로 인한 문제가 발생하며, 중간과 밀실한 기밀도를 가진 건물의 경우에는 1층에서 문제가 집중적으로 발생하는 것으로 나타났다.출처: 조재훈 외. 고층건물에서의 연돌효과에 관한 연구[그림] 건물 외피 기밀도에 따른 1층에서의 압력차출처: 조재훈 외. 고층건물에서의 연돌효과에 관한 연구[그림] 1층에서의 압력차 비교③ 비상 계단문 자동 닫힘 장치④ 층간 구획 설치⑤ 현관의 방풍실 설치건물의 주출입구 부분에 공기유동 경로상 영향을 많이 주는 방풍실을 설치하여 공기의 흐름에 대한 시뮬레이션을 실시한 결과, 밀실한 외피를 가진 건물의 경우는 방풍실만의 설치로 50층 이상 높이에서 발생하였던 엘리베이터문의 압력차 문제를 해결할 수 있었고, 중간정도 기밀도의 외피를 가진 건물의 경우는 평균 7Pa 정도 엘리베이터문 안팎의 압력차가 감소하여 28층까지는 문제가 발생하지 않았다. 느슨한 기밀도를 가진 건물의 경우에는 방풍실을 설치하여도 거의 엘리베이터문과 계단실문 안팎의 압력에 영향이 없는 것으로 나타나, 건물 외피의 기밀도가 낮아질수록 방풍실의 설치효과가 크게 없는 것으로 판단된다.출처: 조재훈 외. 고층건물에서의 연돌효과에 관한 연구[그림] 방풍실 설치 전후 1층의 엘리베이터문 안팎 압력차⑥ 엘리베이터 전실 설치느슨한 기밀도의 건물과 중간의 기밀도를 가진 건물에서 방풍실의 설치로 해결하지 못한 엘리베이터문의 압력차 문제를 해결하기 위해, 1층에 있는 엘리베이터 로비에 자동문을 가진 전실을 설치하여 시뮬레이션을 실시한 결과, 중간의 기밀도를 가진 건물의 경우, 엘리베이터 전실의 설치로 28층 이상 높이에서 발생하는 엘리베이터문 문제를 해결할 수 있었다. 그러나 계단실문의 경우에는 방풍실의 설치로 계단실문 안팎의 압력차가 어느 정도 감소되었지만, 엘리베이터 전실을 두었을 경우에는 오히려 압력차가 과도하게 증가하는 것으로 나타났다. 이는 엘리베이터 전실을 설치하였을 경우, 실내의 공기가 상대적으로 기밀해진 엘리베이터 실보다 계단 방안이 있으나, 기존의 연구에 의하면 설비적 방안보다는 건축계획적 방안이 더 효율적이고 바람직한 것으로 밝혀지고 있다. 따라서 연돌효과로 인한 문제점을 효과적으로 해결하기 위해서는 설계 초기단계에서 적용할 수 있는 건축계획 방안의 개발이 필요하다.또한, 초고층 건물은 에너지 다소비형 건물로서 풍압에 의한 외기침입, 연돌효과에 의한 외기침입에 대한 열손실 등을 고려해야 하며, 고층에 따르는 수송동력절감 및 과도한 수압에 대한 대책을 마련해야 한다.4. 연돌효과 사례1) 도곡동 Tower Palace I[그림] 도곡동 Tower Palace의 Shaft를 통한 연돌현상2) JEL BuildingJEL 빌딩은 제품제어시스템과 에너지 모니터링 시스템을 갖춘 회사로 디자인된 에너지절약형 사무실이다. 이 빌딩은 뛰어난 에너지절약형기술과 우수한 건축적 기법으로 다수의 상을 수상한 바 있다. 그리고 해당회사의 업무능력을 향상시키는 데에 큰 성과를 거둔 것으로 평가되고 있다.[그림] JEL Building의 남측 전경건물은 남쪽 전면창으로 되어있다. 이 곳의 중앙에는 보일러와 제어시설이 갖추어진 2층 높이의 아트리움이 있다. 이 전면창은 태양복사열을 흡수하는데에 용이하며 아트리움의 상단은 태양으로 뜨거워진 공기가 모이는 중심부가 된다. 이 점으로 볼 때 아트리움 상단에 모인 뜨거운 공기는 제품생산구역으로 직접 보내지게 되거나 혹은 필요정도에 의해 난방장치로 데워진 다음 보내지기도 한다. 난방이 필요한 계절에는 기술적으로 움직이는 루버로 제품생산구역을 향해 만들어진 신선한 공기를 보내고, 여름에는 굴뚝효과 때문에 뜨거운 공기가 이 아트리움을 통해 들어가게 된다. 또한, 블라인드를 사용하여 환기와 굴뚝효과를 비롯한 overheating을 방지하며 여름과 겨울의 태양열 획득을 조절한다.5. 참고문헌http://www.dees.co.kr/Cfiles/C265.htmhttp://www.kunkook.com/jugglery/jugglery-m1-16.htmhttp://yahookgh.n.7.

공학/기술| 2004.12.27| 12페이지| 1,000원| 조회(3,161)

건축, 설비, 굴뚝, 연돌, 연돌효과

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[건축공학] RC구조의 수화열 조사, 원인 그리고 대책 평가A좋아요

수화열의 원인과 대책에 관한 조사1. 수화열 (heat of hydration)요즘 시공되는 초대형 구조물을 건설하기 위해서는 단면이 큰 콘크리트 구조물의 건설이 수반되며 대량의 매스 콘크리트 시공이 필연적으로 따르게 된다. 따라서 시멘트의 수화열에 의한 콘크리트 구조물의 온도변화에 의해 생기는 온도응력이 구조물에 균열을 발생시키거나 혹은 구조물의 설계에 있어서 무시할 수 없는 영향을 주는 경우가 빈번히 일어나고 있다. 따라서 이번 레포트에서는 수화열 발생이 문제가 될 수 있는 매스콘크리트에서 수화반응의 원인과 대책을 살펴보도록 하겠다.1.1 매스콘크리트에 대하여1.1.1 매스 콘크리트 (Mass concrete)① 매스 콘크리트의 정의 및 범위각 학회나 협회에 따른 매스콘크리트의 적용범위는 다음과 같다.기관정의 및 범위콘크리트표준시방서매스콘크리트 구조물의 치수는 구조형식, 사용재료, 시공조건에 따라 다르지만, 대략 슬래브는 80～100cm이상이고, 하단이 구속되어 있는 벽체는 두께 50cm 이상으로 본다.건축공사표준 시방서구조물의 크기가 100cm이상인 콘크리트일본 토목학회 콘크리트표준시방서부재 또는 구조물의 치수가 커서 시멘트의 수화열에 의한 온도의 상승을 고려해서 시공해야 하는 콘크리트로, 대략 슬래브는 80～100cm이상이고, 하단이 구속되어 있는 벽체는 두께 50cm 이상으로 본다.일본 건축학회건축공사표준사양서부재단면의 최소치수가 80cm이상이고 수화열에 의한 콘크리트의 내부온도와 외기온도와의 차가 25℃이상이 될 것으로 예상되는 콘크리트ACI 207 위원회열의 발생 및 이에 따른 체적변화 때문에 균열대책이 필요한 커다란 크기의 콘크리트ACI 301 위원회최소치수 2.5ft(76cm)이상의 콘크리트R.W. Calson최소치수 2.0ft(60cm)이상의 콘크리트② 매스 콘크리트의 특성장대교량의 기초 구조물과 교각 구조물을 비롯하여 콘크리트 댐 구조물, 원자력 발전소의 대규 모 기초 구조물, 해양 항만의 구조물, 지하공간의 기초 구조물의 시공을 위해서는 서 생기는 내부구속에 의한 균열의 경우로 나눌 수 있다. 이러한 균열은 매스 콘크리트 구조물에 요구되는 기능 및 품질에 손상을 주게 되므로, 온도 균열을 제거하기 위해서는 적절한 조치를 강구 하여야 한다.양 지간이 고정된 콘크리트 구조물을 타설한 시점에서 시간에 따른 온도 변화는 그림 1과 같고, 온도의 상승기에는 콘크리트가 팽창하여 단면내에는 압축응력이 도입되나 온도의 하강기에는 다시 수축하게 되고 이때 단면은 인장응력을 받는다.(그림 2) 온도의 하강량이 클수록 인장응력의 크기는 크고, 이 값이 콘크리트의 인장강도를 초과하는 경우 부재의 균열이 발생한다. 그림 2와 같이 이러한 균열은 시공초기에 발생하고 콘크리트의 강도가 충분히 발현되지 않은 시점에서 발생하므로 구조물의 내력 및 장기적인 내구성에 치명적인 영향을 미칠 수 있으므로 이에 대한 대책이 요구된다.상술한 구조물은 일방향 거동이 지배적인 가장 단순한 형태의 온도균열 발생기구에 대한 내용이나 매스콘크리트인 경우 단면의 응력 분포는 다음의 두가지 발생기구로 이해할 수 있다 먼저 매스콘크리트의 온도균열에는 구조체의 내부와 외부의 온도분포 차이에 의해 발생하는 균열이 있고 온도상승에 의해 팽창되었던 콘크리트가 온도강하시에 수축이 일어나면서 기타설된 구조물에 의하여 수축이 방해를 받아 발생하는 균열 등 두가지가 있다.그림 1. 양단 고정된 구조물에 대한 단면의 평균 온도 분포그림 2. 양단 고정된 구조물에 대한 온도응력의 분포2.1.2 내부구속에 의한 응력내부구속에 의한 균열은 콘크리트의 내부와 표면과의 온도차이에 의해 발생한다. 그림 3에서와 같이 콘크리트의 수화열에 의해 콘크리트의 내부는 온도가 상승하지만 표면은 대기공기에 의해 온도가 낮아지므로, 이 온도차에 의해 균열이 발생한다. 즉, 상대적으로 온도가 낮은 부분의 콘크리트는 수축하려는 것을 상대적으로 온도가 높은 내부의 콘크리트가 구속하여 표면부에 인장응력이 작용하고, 이 응력이 동일재령에서의 인장강도를 초과하면 균열이 발생한다. 표면과 내부의 온도. 하부의 암반이 연암인 경우에는 내부구속상태가 되어 초기에 표면부에서 균열의 발생가능성이 가장 높아지게 된다. 그러나 경암이거나 하부에 이미 타설한 콘크리트가 있을 경우에는 완전한 외부구속상태가 되어 온도균열의 발생위치가 표면부에서 중앙부로 바뀌고, 발생시기도 15일 이후가 된다. 따라서 벽체 구조물과 같이 길이가 긴 구조물은 L/H를 줄이는 방향, 즉 타설깊이를 줄이고 높이를 크게 하는 방법이 균열제어에 효과적이다.수화열에 의한 온도응력 및 균열폭은 구조형식, 경계조건, 재료, 배합, 시공, 양생, 기상조건 등 복합적인 요인의 영향을 받는다. 현재까지의 온도균열 제어대책으로는 재료, 배합, 시공을 적절하게 선택하여 실시하므로써 균열발생을 방지하려는 것이 주를 이루었다. 그러나 균열발생을 완전히 방지하려고 하면 오히려 불합리 또는 비경제적인 설계, 시공이 이루어지는 경우도 있게 된다. 따라서 줄눈부의 간격, 배근 등을 통하여 온도균열을 제어한다는 관점에서 발생온도, 응력, 균열폭 등을 사전에 예측계산하여 이에 따른 적절한 제어대책을 수립하는 것이 바람직하다. 따라서, 유발줄눈의 설계 등으로 구속도를 완화하는 방법이 효율적일 수 있다.그림 6 분할에 의한 구속도의 완화2.2.3 콘크리트의 역학적 특성이 온도응력에 미치는 영향매스콘크리트 구조물에서의 수화열에 의한 온도응력은 특히 역학적 특성이 급격히 변화하는 초기재령에서 문제가 되므로 초기재령의 강도증진 및 탄성계수, 크리트 및 건조수축, 열팽창계수 등의 역학적 특성을 정확히 평가할 필요가 있다.매스콘크리트 구조물의 탄성계수 및 강도 특성은 동일한 온도 및 습도조건하에서 양생된 실험체로부터 추정하는 것이 가장 바람직하나, 이에 대한 실험이 곤란할 경우 ACI 또는 CEB-FIP에서 제안하고 있는 탄성계수 제안식 등을 이용할 수 있다.또한 콘크리트의 크리프 및 건조수축 특성은 매스 콘크리트의 단면에서는 온도이력을 고려하여야 하며, 특히 균열 위험도를 평가하기 위하여 초기재령의 크리프 특성을 제대로 고려해야 보다 수를 저감시키는 효과를 얻을 수 있다.콘크리트의 온도상승속도를 지연시킬 수 있는 방법도 발생하는 최고온도를 저감시킬 수 있으므로 균열제어상 유리하다. 따라서 가능한 한 저온의 배합수를 이용하고, 저온의 배합수가 공급되지 않을 경우에는 얼음을 사용하여 수온을 하강시키며, 또한 얼음을 사용할 때도 얼음덩어리가 콘크리트내에 남아있지 않도록 해야 한다.단위수량을 적게하기 위해 AE감수제, 지연제, 유동화제 등의 혼화제를 사용하는 것은 수화 발열속도의 제어에 유효하므로 사용하는 것이 바람직하다. 혼화재로서 양질의 플라이애쉬 또는 고로슬래그 분말을 이용하여 강도재령을 91일로 하면 단위시멘트량과 수화열량을 동시에 줄일 수 있다. 콘크리트에 압축응력을 도입하는 방식으로서 팽창재를 사용하는 방법도 고려할 수 있으나, 온도상승량이 높다는 단점이 있으므로 필요에 따라서 수화열 제어재를 병용하는 것이 바람직하다.또한 배합설계에 있어서는 작업에 알맞은 워커빌리티(Workability), 강도, 내구성을 만족시킨 상태에서 온도상승량을 저감시키기 위해 가능한 한 단위시멘트량을 적게 하는 것을 기본으로 하고 다음과 같은 사항에 주의한다.(1) 부재의 형상, 치수를 고려하여 설계기준강도의 할증을 결정한다.(2) 저발열성 시멘트를 사용하거나 각종의 혼화재를 사용한 경우, 충분한 양생을 하게 되면 강도증진이 장기간에 걸쳐 발생하므로 강도관리 재령을 91일 이내의 적절한 재령으로 하는 것이 좋다.(3) 물-시멘트비는 내구성 또는 수밀성으로부터 정한 겂이 강도로부터 정한 값보다 작아 균 열이 발생하는 경우가 있으므로 소요의 강도, 구조물의 기능 및 환경조건에 따라 정해댜 한 다.(4) 슬럼프치는 12㎝이하를 표준으로 하고 작업이 적합한 범위내에서 가능한 한 작게 한다.(5) 굵은 골재의 최대치수는 가능한 한 크게 한다.(6) 잔골재율은 소요의 워커빌리티가 얻어지는 범위내에서 가능한 한 작게 하고 단위수량 이 최소가 되게 한다.3.1.5 재료상 및 배합상 저감방안① 사용 단위시멘트량 저감시멘트와 냉각방법 및 냉각시기에 따라 필요로 하는 액체질소량과 냉각효율 및 냉각범위가 다르므로, 현장 조건과 일일 소요량을 고려하여 적용방법을 결정해야 한다.라) 드라이아이스에 의한 프리쿨링드라이아이스를 사용하는 프리쿨링 공법은 믹서에 골재를 투입한 후 그 속에냉각 매체로써 드라이 아이스(-78.5℃)를 넣고 건비빔하여 드라이 아이스가 승화할때의 흡열 작용으로 골재를 냉각하는 방법이다. 드라이아이스가 승화함에 따라 생성되는 탄산 가스는 콘크리트의 중성화와 콘크리트 슬럼프 저하의 원인이 될 수있으므로 탄산 가스를 완전히 제거한 후 나머지 재료의 투입 및 배합이 실시되어야 한다.3) 프리쿨링의 효과프리쿨링의 매스콘크리트 구조물에 미치는 효과를 크게 분류하면, 타설온도 저하에 따른 온도응력 및 균열 발생 저하 효과와 장기강도 증진 효과라 할 수 있다. 각각의 효과에 대하여 살펴보면 다음과 같다.가) 온도응력 및 균열 발생 저하 효과콘크리트 수화열의 발생과 열전달에 의한 온도 상승과 하강은 구조물에 응력을발생기키게 된다. 콘크리트의 온도 상승이 완전히 소멸되기 전에 콘크리트는 인장 응력을 받기 시작하며, 이 인장응력은 구조물의 최고온도와 외기온과의 차에 의해 크게 영향을 받으므로, 타설온도를 낮추므로써 온도응력 및 균열 발생을 저하시킬 수 있다. RC 벽체에 대한 프리쿨링의 효과의 경우 약 8℃의 프리쿨링에 의해 발생하는 온도응력이 약 4kg/㎠ 감소한다. 또한Calvert 구조물에서 타설온도를 10∼15℃ 낮춘 결과 온도응력은 10∼12kg/㎠ 감소한다. 지하 탱크의 프리쿨링 효과의 경우 타설 온도를 10℃낮추므로써 온도 균열 지수가 0.5만큼 크게 되는 것으로 측정되었다.나) 장기 압축강도 증진 효과일반적으로 콘크리트의 장기 강도는 양생 온도가 낮을수록 증가하는 것으로 알려져 있다. 따라서 프리쿨링에 의해 타설 온도가 저하한 콘크리트는 타설온도가 높은 콘크리트 재료의 냉각이 콘크리트의 강도 발현에 미치는 영향에 대한 예를 나타낸 것이다. 프리쿨링을 행한 경우의 초기 강도

공학/기술| 2004.10.19| 32페이지| 1,000원| 조회(853)

매스, 매스콘크리트, 철근콘크리트, RC, 수화열

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[건축공학] 콘크리트의 허용균열 에 관한 조사

콘크리트의 허용균열폭 기준 조사1. 균열에 관한 일반사항1. 균열의 메커니즘콘크리트에 균열을 발생시키는 요인은 상당히 복잡하고 다양한데, 콘크리트와 같은 다상의 취성복합재료는 이들의 서로 다른 특성으로 인하여 제조단계부터 많은 공극 또는 미세균열을 갖게 되고 초기에는 존재하지 않더라도 사용 중에 어떤 원인에 의한 미세균열이 발생하여 환경 또는 외력이 작용하면 균열은 점차로 또는 급속히 성장한다. 여기서 만일 작용하중이 지속적으로 작용하면 균열의 폭과 길이가 중가하며, 하중이 계속 증가하여 응력이 극한사태에 이르고 균열길이와 폭이 증가하여 파괴기구가 형성되면 콘크리트는 더 이상 연속체가 될 수 없으며, 결국 파괴에 이르게 된다. 즉 균열의 진전에 의해 파괴가 일어난다는 것이다.1.1 균열이 갖는 물체의 기본적인 변형의 형태① 균열면에 대하여 수직인 인장응력을 받아 생기는 개구모드 변형이다. 그 변위는 균열면에 대하여 수직방향으로 일어난다. 실제적으로 가장 중요한 변형이다.② 면내 전단 또는 활동모드의 변형이다. 균열면의 변위는 균열면 내에서 일어나며 응력이 작용하는 면에 대해서는 직각방향이 된다.③ 면외 전단에 의한 전단변형이다.1.2 콘크리트 균열의 종류1) 경화전의 콘크리트 균열① 소성수축균열소성수축이란 콘크리트가 소성상태에 있을 때 발생하는 체적감소를 말하며, 수축균열은 콘크리트를 부어넣고 마무리작업 전이나 양생이 시작되기 전에 콘크리트가 건조한 외기에 노출될 경우 표면의 급속한 수분의 증발로 인하여 발생한다. 이 균열은 두께가 얇고 넓은 표면적을 가진 바닥 슬래브에서는 건조가 진행되기 쉬워 균열이 증가하는 경향이 있다.② 침하균열콘크리트은 응결을 시작하기 전에 재료의 비중 차이에 따라서 블리딩 현상이 생기고 , 비중이 큰 시멘트나 골재는 아래쪽으로, 비중이 작은 갇힌 공기와 혼합수는 콘크리트에서 유리되어 부상하게 되는데, 침하의 변위가 콘크리트 내의 수평철근이나 매설물 또는 굵은 골재에 의하여 국부적으로 구속 받아 발생되는 균열이 침하균열이다. 이러한 침일으키고 광물질이 함유된 골재는 시멘트의 알칼리 성분과 반응하여 콘크리트 구조물에 유해한 균열을 유발시킨다. 또 한편으로 콘크리트는 공기 중에 탄산가스 작용에 의해 중성화되고 콘크리트가 중성화된 부위의 철근은 부식하게 되는데, 부식된 철근의 체적이 팽창하면 콘크리트 철근을 따라 균열이 발생하며 구조물이 전식을 받는 경우에는 더 심한 부식과 더불어 구조내력의 저하를 초래한다. (화학작용으로 인한 손상을 보수한다는 것은 현재로서는 거의 불가능한 일이다.)③ 설계오류, 시공부실에 의한 균열구조물에 대한 기초의 설계오류는 부동침하의 원인이 되고, 철근의 상세 오류 등은 구조상 균열을 유발시키는 원인이 된다. 그리고 콘크리트의 배합, 타설, 다짐, 양생 등이 불충분한 경우는 강도 저하와 함께 많은 균열을 유발할 우려가 있다.④ 구조적 요인에 의한 균열철근콘크리트 부재에서 인장력을 받는 콘크리트는 인장한계 변형을 초월하면 균열이 발생하며, 기초의 침하 및 설계하중 이외의 작용하중을 받으면 균열은 과대해진다.1.3 균열 발생의 원인과 특징1) 시멘트의 이상 팽창 - 콘크리트 타설 후 수십일 이후에 방사형의 망상균열이 통상 불규칙하게 발생한다.2) 콘크리트의 침하 및 블리딩 콘크리트 타설 후 1~2시간 이후에 철근 상부나 바닥, 벽 등의 경계 면에 단속적으로 규칙성 있는 균열이 종종 발생한다.3) 반응성 골재나 풍화암의 사용 콘크리트 타설 후 수십일 이상 경과하여 콘크리트 내부에서부터 조금씩 폭열상으로 규칙성 없는 거북등 모양의 균열이 발생하며, 다습한 곳에 많다. 기둥, 보 등에 서는 재축방향에 거의 평행으로 나타나며, 벽 등에서는 방향에 관계없이 마구 갈라지는 형으로 나 타난다.4) 장시간 비빔 콘크리트 타설 후 조기에 혹은 수십일 이후에 그물모양의 균열이나 길이가 짧은 망 상 도는 관통의 균열이 규칙적 또는 불규칙적으로 발생.5) 급속 타설 부어 넣은 후 1~2시간 경화 후에 철근 상부나 벽과 슬래브 경계면에 규칙적 또는 불 규칙하게 단속적으로 발생한다.6) 불충분한 측되어질 때면 이미 콘크리트 내부조직에는 미세균열로 인하여 조직이 상당히 손상되어 있다고 볼 수 있다. 이러한 균열을 그대로 방치할 경우 균열을 통하여 이물질이 침투하여 균열이 점차 커지게 되어 콘크리트의 내구성에 큰 영향을 미치게 된다. 또한, 콘크리트 내부의 미세한 균열은 내력에도 큰 영향을 미치게 되므로 이에 대한 조치가 필요하며, 콘크리트 구조물이 어떤 원인에 의해 변형되었을 경우, 이는 거의 균열 발생을 수반하게 되므로, 일반적으로 균열발견에 의해 구조물의 변형을 알게 되는 경우가 많다. 그러므로 콘크리트 구조물에 대해서는 균열의 발견에 유의하고, 균열이 발생한 경우에는 효율적인 균열보수나, 원인을 규명하기 위한 균열조사가 선행되어야 한다.2.2 허용 균열폭균열폭은 균열이 콘크리트 구조물에 주는 영향을 판단하기 위하여 이용되는 척도로서, 콘크리트 표면에서 균열방향에 대하여 직각으로 측정한다. 균열폭은 균열의 원인 추정, 보수보강방법 선정시의 판단자료가 되므로 측정시의 변동요인을 고려하여 측정이 이루어질 수 있도록 하여야 한다.균열폭의 측정은 크랙스케일(Crack Scale), 현미경 등을 이용한다. 균열폭 변동의 측정에는 이밖에 전기적인 측정도가능하며, 클립게이지(Clip guage)를 이용한 방법, 전기식 다이알게이지를 이용한 방법등이 있다. 또한 표점간을 콘텍트게이지(Contact guage)를 이용하여 측정하기도 한다.각 나라별의 허용 균열폭에 대한 규정은 조금씩 다르며, 미국 ACI 224위원회, 유럽 CEB-FIP Code, 영국 CP-110 Code와 일본 토목학회, 일본 콘크리트 공학협회 등에서 규정하고 있는 예를 다음의 표에서 나타내나, 그 나라의 환경 여건 및 조건에 따라 다소 다르게 규정되어 있다.일본 콘크리트 공학협회에서 규정하고 있는 허용 균열폭을 예로 자세히 살펴보면, 내구성을 고려한 경우 및 방수성을 고려한 경우로 구분하고 있으며, 각각의 경우에 있어서 환경조건을 고려하여 보수를 필요로 하는 균열폭과 보수를 필요로 하지않는 균것인지를 판정하는데 사용한다.균열길이의 측정이 필요로 하는 것은 주로 보수보강의 규모 파악과 공사비를 산출할 경우이며, 균열폭에 따라 균열길이를 측정기록할 필요가 있다3. 균열의 대책 및 보수보강공법3.1 시공에 기인하는 균열 및 대책1) 균열 저감 및 내구성을 위한 배합 대책침하 균열이나 초기 건조균열의 발생원인이 모두 단위수량이 크고, 블리딩이 큰 경우이므로 배합시 시공이 가능한 범위내에서 단위수량과 슬럼프가 적은 콘크리트로 할 것과 염화물의 혼입량을 줄이는 제한이 필요하다.침하균열을 중이기 위한 시공상 대책은 타설 속도를 조절하고, 1회 타설 높이를 작게 하거나 적절한 진동다짐으로 마무리한다. 만약 타설 직후 조기에 침하균열이 발견되면 각재 등으로 콘크리트 표면을 두드려 재 마무리하면 없앨 수 있다.플리스틱 균열을 제어하기 위해서는 단위수량이 적고, 적정한 AE제를 혼입한 배합이 요구되는데, 단위 수량만을 감소시켜 균열을 방지하는 것은 무리지만, 단위수량을 적게 한다는 것은 건조 수축률의 감소뿐만 아니라 블리딩, 침하균열 감소 및 내구성까지 향상시키는 결과를 가져온다. 그리고 이 균열에 대한 시공상 대책으로는 콘크리트를 직사일광이나 바람에 노출시키지 않도록 하여 급격한 건조를 방지하고, 살수 등의 조기양생을 실시하면 충분히 제어할 수 있다. 특히 고온 하에서 콘크리트를 타설 할 때에는 콘크리트 표면을 마무리한 후 1~2시간 경과하여 표면이 건조될 즈음에 바로 물을 뿌려 습윤을 유지시켜 주는 효과적인 방법이 있다.(이 때 주의할 것은 콘크리트에 진동, 충격을 주어 철근의 부착강도에 영향을 주면 안 된다.)2) 운반 및 다짐의 대책최근 도심지공사에서 운반시간을 단축한다는 것은 현실적으로 무리한 계획이므로 건설현장마다 타설 시간을 조정하거나, 고온 시에는 지연제를 활용하는 등의 대책이 필요하며, 레미콘 배출지점에서 슬럼프가 저하할 때 물을 첨가하지 않고서도 슬럼프를 회복시켜 작업성을 높이는 유동화제가 있다.참고로 레미콘 트럭이 주행 중에 고장으로 콘크리트가 응 이어 붓는 위치는 전단력이 적은 부재의 위치로 하는 것을 원칙으로 한다.5) 콜드 조인트 대책콜드 조인트는 주로 시공적인 요인에 의하여 발생하는데, 특히 서중콘크리트를 타설하는 과정에서 압송기계의 고장, 타설 시간의 간격을 조정하지 못한 원인 등으로 콘크리트 응결이 빨라 발생하고, 경화 중에 거푸집 두들기나 진동기의 영향으로도 생기며, 발생부위는 구조물 전체 부재에 광범위하게 발생한다.시공상의 콜드 조인트의 영향을 최소화하기 위해 전회 타설한 콘크리트 윗면에 생콘크리트를 부어 넣을 때에는 먼저 타설한 콘크리트와 그것과 접하고 있는 블리딩, 레이턴스층을 말끔히 제거하고, 먼저 친 콘크리트가 어느 정도 응결되었는지를 파악한 후 진동기를 20cm이상 조심스럽게 삽입하여 위아래로 밀실하게 다지고, 접착부에 계면이 형성되지 안도록 한다. 만약 전회 콘크리트가 이미 응결 상태일 때에는 진동기를 삽입해서는 안된다.6) 피복두께 대책피복두께를 결정할 때 그 두께를 증가시티는 것은 철근의 부식적인 측면에서 유의하지만, 피복두께의 증가는 균열폭의 증가를 유발하는 단점이 있으며, 단면의 축소로 구조체의 내력감소를 초래한다. 반대로 피복두께의 부족은 여러 가지 부식인자가 침투하기 쉬워 그 기능을 상실하기 쉬우므로 충분히 고려하지 않으면 안 된다. 이와 같이 철근의 피복두께가 콘크리트의 제 기능을 발휘하기 위해서는 다음과 같은 조건을 만족 시킬 필요가 있다.① 시공상의 오차를 고려하여 부족함이 없도록 확보해야 한다. 이로써 균열 및 염화물 등 철 근부식에 유해한 이온의 침투를 억제해야 한다.② 피복두께를 임의로 축소 또는 관대하게 하여 유해한 결함을 야기시켜서는 안 된다. 그러기 위해서는 피복두께 유지를 위한 바 서포트 및 스페이서가 콘크리트 타설시 이동하지 않도록 철근에 견고하게 고정하고, 간격재의 재질, 배치간격 등 미진한 부분은 교체 혹은 재시공하여 그 두께를 유지해야 한다.③ 내구적인 측면에서 콘크리트의 물-시멘트비를 낮게하는 등 콘크리트 품질관리가 철저하 게 이루어지도록 이다.

공학/기술| 2004.10.19| 11페이지| 1,000원| 조회(1,108)

콘크리트, 균열, RC, 허용균열, 균열폭

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[건축공학] RC구조의 조인트의 종류와 기능 평가A좋아요

주제 : 철근콘크리트 조인트의 종류와 기능1. 개요철근콘크리트 Joint 종류 및 특성에 관한 ReportJOINT(콘크리트 줄눈)는 크게 다음의 두가지의 경우로 나뉜다. 첫 째는, 이어치기의 시공상 필요에 의한 시공줄눈(Construction Joint)와 둘 째, 다양한 변위에 대응하기 위한 기능줄눈(Functional Joint 또는 Movement Joint) 가 있다. 기능줄눈에는 온도변화, 건조수축, 처짐 등 콘크리트 구조체의 변위를 발생시키는 여러 요인에 대응하는 신축줄눈(expansion joint), 조절줄눈(control joint), 지연줄눈(Delay joint)등으로 세분화 된다.이와 같이 구조물에 조인트를 사용하는 경우 모두 강도, 내구성 및 수밀성을 면밀히 검토하여 시공되어야 한다. 따라서 이제부터 각 줄눈의 종류 및 기능에 대해 살펴보도록 하겠다.2. 구조물의 Joint 설계 과정먼저 조인트의 설계 과정은 어떠한 흐름으로 진행되는지 살펴보도록 하자. 위에서 언급한대로 크게 시공조인트와 기능조인트로 나뉘게 되고 이는 각각 다름과 같은 원인과 목적에 의해 구분된다.3. 종류 및 기능3.1. 시공줄눈 (Construction Joint)1) 기능 및 용도Construction Joint는 구조적으로 꼭 필요한 조인트라기보다는 어쩔 수 없이 생기는 조인트라고 할 수 있다. 즉 변위를 잡기 위해서 설치하는 것이 아니라 시공 과정상 발생하는 조인트라고 할 수 있다. 통상적으로 시공시 하루에 타설할 수 있는 콘크리트 양은 제한적일 수밖에 없으므로 Construction Joint를 어느 곳에든 설치해야 한다. 따라서 이어치는 방법과 위치 등에 대해 몇 가지 지켜야 할 구조적인 원칙이 있다. 가능한 한 적게 설치하는 것이 좋고, 설치할 수 밖에 없을 경우에는 다음의 원칙을 따른다.다음의 사진은 인천공항철도 현장의 사진이 다. 옆의 사진에서 보듯 한없이 길게 이어지 는 구간을 콘크리트 타설하기 위해서는 하루 타설양을 기준으로 나누어치는 구간이 꼭 존 재하게 되는 것이다. 따라서, 당연히 시공줄 눈이 생길 수밖에 없는 것이다.2) 설치 목적거푸집의 반복사용 및 콘크리트 검사 및 Massive 한 구조물의 온도상승을 피하기 위하여 설치한다.3) Construction Joint의 설치 위치a) 구조물의 강도상 영향이 적은 곳(전단력이 적게 생기는 곳).① 슬래브나 보와 같은 수평부재 : 중간부분(경간의 1/3~2/3)이 콘크리트 이어붓기에 적당한 구간이다.② 기둥 부재 : 기둥길이의 중간부분이 전단력이 가장 적은 구간이지만 시공면에 있어서 어렵기 때문에 슬래브의 바로 상단이나 기초의 상단에서 이어붓기를 한다.③ 기초의 경우 : 독립기초, 줄기초, 복합기초 등은 이어붓기를 하지 않는 것이 좋으며 온통기 초의 경우에는 슬래브의 경우와 같이 중간부에서 이어붓기를 하는 것이 좋다.b) 1회 타설량 및 시공순서에 무리가 없으며, 이음길이와 면적이 최소가 되는 곳4) 설치시 유의사항a) 시공시 지수판을 사용하여 누수를 방지한다.b) 전날 타설된 면과의 부착력을 증진시키는 조치를 취하여야 한다.c) 레이턴스 같은 불순물이 있는 경우에는 청소를 해야 하며 더 부착이 잘되도록 접합면에 시멘트 풀을 도포하여야 한다.d) 슬래브와 보의 수평 이어붓기는 부재의 내력을 감소시키므로 절대로 해서는 안 된다. 특히 보가 없는 무량판 슬래브 구조에서 종종 수평 이어붓기를 하여 심각한 구조문제를 일으킬 수 있다. 예 를 들자면 가장 이어붓기 실수를 하는 것은 지판만을 먼저 타설한 후 상부의 슬래브를 타설하면 수평조인트가 생기게 되는데 후에 건물을 사용할 때에 지판이 떨어지게 되는 피해 사례가 보고되 고 있다.e) 또한 초고층 건물의 온통기초의 경우는 단면의 크기가 3~4m를 상외하게 되는데 이 같은 경우에 는 Construction Joint를 두지 않게 하기 위하여 며칠 동안을 쉬지 않고 콘크리트를 타설하는 것이 구조적인 측면에서 더 효율적일 수 있다.5) Construction Joint의 작업순서a)표면처리 작업에서 라이턴스(Laitance)는 필히 제거해야 한다.b)콘크리트 타설 후 8시간이 경과하지 않으면 라이턴스나 불순물을 제거만 하면 되지만 8시간이 경 과한 콘크리트면은 와이어 브러쉬(Wire Brush)를 사용해서 라이턴스를 제거하고 표면을 약간 거칠 게 한다. 상당히 굳은 면은 까내거나(Chipping) 샌트브라스트(Sand Blast)로 면을 거칠게 해야 한 다.c) 도로나 주차장, 대단위 면적 같은 구획적인 타설은 시공 조인트의 보강이 필요하다. 이 때 사용되 는 것이 다우엘 바(Dowel bar)나 타이바(Tie bar) 혹은 키조인트(Key joint)이다.다음의 사진은 세그먼트 접합부 단면 전경 으로 60°Key-Joint 및 임시긴장재 적용한 사 진의 모습이다.6) Constrution Joint 및 Control Joint 시공사례a) 개선내용① 균열방지를 위한 대책 검토CON'C 균열을 완전히 방지하는 것은 이론상으로 가능하지만 현실적으로는 그 실시가 어렵움. 따라서 본 구조물에 요구되는 기능이나 경제성 등을 고려하여 균열의 발생위치나 폭을 조절하는 것이 합리적이고 현실적인 대책이 되므로 본 현장에서 적용할 수 있는 균열저감대책을 검토하여 반영코자 하였음② 균열유발 줄눈 설치 대상 구조물- 철도역사 남측 벽체: ①- 철도역사 북측 벽체: ②- 공동구 벽체 : ③- 남측 벽체 : ④- 북측 벽체 : ⑤- IAT / BHS 터널 : ⑥1234565642Control Joint2130281

공학/기술| 2004.10.19| 13페이지| 1,000원| 조회(2,634)

조인트, joint, 시공줄눈, 줄눈, 팽창줄눈

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[건축공학] 스파인 구조시스템 에 관한 조사 평가A좋아요

스파인 구조에 대하여…1. 스파인 구조의 일반사항스파인 구조는 1987년 미국의 Banavalkar 박사에 의해 개발되었다. 고층건물을 설계하는데 있어서 구조적으로 효과가 있고 경제적으로 공사비가 적게 드는 횡하중 저항시스템을 선정하는 것이 중요한 관점이다. 이 관점을 충족시키려면, 횡하중에 의한 구조물의 전단과 전도에 저항하는 부재들간의 연속성이 확보되어야 효율적인 구조시스템이 될 수 있는 것이다.건물에서의 스파인은 풍력이나 지진력에 저항하여 건물에 강성과 안전성을 제공하는 연속된 구조부재들의 구조체이다. 따라서 횡하중에 저항하는 부재들간에 연속성을 부여하기 때문에 고층건물 구조에 적합한 구조이다. 스파인 시스템은 연속적으로 존재하는 거대 기둥 (super column) 등의 전도모멘트에 의해 발생하는 수직력에 저항하는 연직부재와 ‘가새구조’, ‘아웃리거프레임 (outrigger frame), ‘자유경간 비렌디일 (vierendeel)의 형태로 이루어진 전단막에 의해 연결되어, 건물의 강성과 안정성을 확보시켜주는 구조 시스템이다.2. 스파인 시스템의 구성체계스파인의 위치는 전도모멘트와 전단력에 저항하는 부재들의 연속성을 확보하기 위하여 건물의 연속된 부분내에 위치하여야 한다.대형기둥들은 전도모멘트에 대한 저항효율을 높이기 위해서 상호간에 최대거리로 떨어져 있어야 한다.스파인의 주축은 구조체의 질량중심과 일치하여야 한다.건물 각층의 중력하중은 매층마다 장스팬을 통하여 스파인의 대형기둥으로 전달되어야 하는데, 이것은 다음과 같은 이유에 의해서 고려되어졌다.전도모멘트에 의해 발생되는 건물의 횡변위는 건물높이에 비례하여 증가한다.구조재는 정적인 중력하중과 일시적인 풍력 및 지진력의 합성효과에 저항하기 위해 고강도화 될 것을 요구한다. 스파인 기둥의 설계 목적은 중력하중뿐만 아니라 중력하중과 지진력 또는 풍력을 함께 고려한 하중효과를 동시에 얻어야 한다.바닥설계시 장스팬에 의해서 추가되는 공사비용은 횡하중의 전도모멘트에 대한 효율적인 구조체가 되어 전반적인 경제성을 추구할 수 있음을 뜻한다.즉, 이상을 요약하면, 스파인 구조는 장기하중 설계시 각 층의 장스팬을 지지하는 대형기둥들을 적절히 배치함으로써 단기하중 설계시에도 횡하중에 대한 효율적인 구조체가 되어 전반적인 경제성을 추구할 수 있음을 뜻한다.⑤ 구조물의 비틀림 강성을 확보하기 위해서 일정의 평면공간은 스파인에 의해서 폐쇄되어야 하고, 만약 평면공간이 열려있으면 보조프레임을 설치하여 건물의 비틀림강성을 증가시켜야 한다.⑥ 비렌디일 보, 가새 또는 강접합 직선부재로 구성되는 전단막 부재들과 대형기둥의 수직적인 요소들은 임대면적 또는 지하주차장의 효과를 고려한 공간계획에 합당하도록 배치되어야 하고 건축적 표현과 조화되어야 한다.3. 스파인 구조의 형식스파인구조의 형식은 전단막의 형태에 따라 아래의 그림과 같이 3가지의 기본형태로 분류된다.구조물에 가새를 댄 것 : 대형기둥들이 여러층을 연결한 대각선 가새들에 의해서 서로 연결되어 있는 구조아웃리거 프레임을 가진 가새코아 : 구조체 내부의 코아는 가새로 지지되고 외곽부에는 대형기둥이 배치되어, 강접된 보나 비렌디일거더로 구성된 아웃리거프레임이 가새코아와 대형기둥 사이에서 전단막 역할을 하고 있다.자유경간 비렌디일 : 일정한 층내에서 샛기둥과 보를 강접으로 연결하여 비렌디일 프레임을 형성하고 이 프레임은 대형기둥 사이를 연결하고 있다.4. 건물의 예 – First Bank Place효과적인 횡하중 저항시스템을 고안하기 위해서 First Bank는 그림과 같이 입면을 변화시켜 종래 많은 비용이 들었던 튜브구조시스템을 대신한 새로운 시스템으로 사용되었다. 건물의 스파인은 그림에서처럼 AA’와 BB’의 십자형 형태를 이루는데, 내부공간계획은 철골코아 가새와 강절골조의 조합으로 구성되어 이것이 스파인에 연결되어 있다. 이 건물의 스파인에 설계된 철골과 콘크리트 합성기둥은 건물 전체 높이에 걸쳐 쭉 뻗어 있으며 저층부에서 6.75m2이고 고층부에서 4.5m2으로 크기가 변하고 있다.이 건물은 외주부에 있는 비대칭의 대각 가새와 비렌디엘 띠(bandage)의 이중시스템에 의해 비틀림에 대한 안정성을 확보하였다. 스파인을 구성하는 십자형태는 비틀림에 대해서 불안정하기 때문에 외곽부 BC와 B’C’을 따라 가새프레임을 설치하여 안전성을 확보하였다. 또한, 십자모양의 스파인과 외주부 가새에 의해 형성된 개구부에 발생할 수 있는 뒤틀림(warping)을 방지하기 위해 12~15층, 24~27층, 42~45층, 이 3개층을 묶는 철골비렌디일은 CC와 B’D’선을 따라 설치하였는데 이것은 개구부단면의 비틀림을 억제하고, 휘면서 비틀리는 것을 방지하는데 효과가 있게 되어 건물의 비틀림강성은 세 배, 그리고 횡강성은 36% 향상되었다. 또한, 합성콘크리트 기둥을 사용함으로써 건물의 전도에 대한 저항성을 향상시키고 경제성도 얻을 수 있었다.5. 구조적 이점스파인 구조물은 풍력이나 지진력에 의해 영향을 받는 고층건물에 다음과 같은 이점을 제공한다.바람에 의한 가속도 경감바람에 의한 수평가속도에 의해 건물 꼭대기에서 거주자가 느끼는 안락감이 측정되었다. 가속도가 작을수록 거주자는 더 큰 안락감을 느낀다. 가속도는 유효질량에 반비례하며, 유효질량은 건물전체의 질량재분배뿐만 아니라 기본적인 진동모드에도 중요한 영향을 받는다.연성층지진구역내 건물의 저층부에는 연성층을 두지 않는 것이 바람직하다. 스파인 구조 특유의 연속성을 유지하며 비교적 적은량의 바닥면적을 스파인이 택함으로써 연성층을 피할 수 있다. 한편 스파인 외부에는 넓은 로비를 확보할 수 있는 바람직한 건축적 특징도 함께 얻을 수 있다.

공학/기술| 2004.10.19| 4페이지| 1,000원| 조회(1,336)

구조, 구조시스템, 스파인, 스파인구조

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