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Special Edition
특 집 기 사
영국업체에 의해 설계된 내진구조 시스템의 사례
Seismic Structure System Designed by a UK Structural Engineering Consulting Firm
1. 서 론
1)
영국은 일반적으로 지진에 안전한 나라로 인식되고 있다. 또한 저층건물을 선호하는 영국민의 특성상 영국 내에는 내진설계의 우수한 예로 제시할만한 고층건물은 찾아보기 힘들다. 이러한 이유로 내진을 고려한 접합부의 거동에 관한 영국내 연구흐름을 정리한다는 것은 어려운 일이다. 그러나 지진이 빈번하게 발생하는 국가에서 발주하는 프로젝트의 건축/구조설계 용역에 관여한 영국업체들의 기술보고서를 바탕으로 영국의 내진설계 능력을 가늠할 수 있다. 이를 통해 접합부뿐만 아니라 최근의 영국 건축 디자인 및 공학 분야의 유기적 결합에 기반을 한 새로운 조류도 파악할 수 있다. 즉, 구조시스템을 외관 디자인에 활용하는 ‘구조미의 시대’라고 명할 수 있으며, 본 기사에서는 내진성능을 갖춘 구조 시스템을 건물의 외관 디자인에 노출한 사례를 살펴보기로 한다. 건설경영을 전공한 저자의 특성상 구조적인 세부사항보다는 건축…(생략)
2. 영국 건축계의 최근 흐름
3. CEC 프로젝트의 배경 및 내진 설계 기준
4. 이중 내진 시스템
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건물들에 피해를 주는 주요인으로 분석되었다. 과거 경험치에 의하면 반응 주파수 곡선 (response spectra curves)의 최고치는 침전층 깊이와 무관하게 주로 1.65초에서 관찰되는 것을 알 수 있었다. 구조설계팀은 TBC에 의한 타이페이 분지 소재 건물의 소성 반응 대역 (elastic response spectra for building)이 1994년 UBC (Uniform Building Code)에 근거한 캘리포니아 (지질 유형 3) 4구역 건물과 큰 차이가 있음을 발견하였다. 따라서 타이페이 분지에 있는 많은 유형의 중?고층 건물의 경우, 최소 내진 설계 기준응력 (earthquake design base shear)은 캘리포니아 4구역의 유사한 건물에 비해 현격히 높아야 한다. 타이페이 분지의 지진위험 분석에 의하면 최고 지면 가속 (PGA: Peak ground acceleration) 값은 475년 주기 지진시 0.23g였다.
4. 이중 내진 시스템
실내면적을 극대화시키기 위해 무기둥 구조를 사용하였으며, 구조물의 구조적 성능은 복잡한 건축개념을 뒤틀림을 줄이면서 만족시킬 수 있느냐의 여부에 달려 있었다. 이러한 조건을 만족시키면서 UBC 기준보다 높은 내진 성능도 가져야 했다. 이에 최종적으로 외부 가새 골조 (External braced frames : EBF)와 모멘트 저항 골조 (Moment-resisting frames : MRF)를 기반으로 이중 내진 시스템 (Dual seismic-resistant system)이 선택되었다. 그림 1은 이중 내진 시스템의 투상도이다.
그림 1. 이중 내진 시스템: EBF와 MRF
그림 1에서 확인할 수 있듯이 무기둥 내부 공간을 침해하지 않도록 8개의 보강된 콘크리트 기둥이 건물 외부로 노출되었다. 기초부터 3층까지의 바닥판에는 보강된 콘크리트 골조가 사용되었고, 3층 이상에는 복합 금속 데크 (composite metal deck)와 철골로 보강된 콘크리트 보
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