비정형 주골조 철근콘크리트구조 적용 사례(1) : 트라이볼(센트럴파크, 송도신도시)

비정형 주골조 철근콘크리트구조 적용 사례(1) : 트라이볼(센트럴파크, 송도신도시)

안녕하세요..

오늘은 주골조 형식을 철근콘크리트구조로 하여, 비정형 형태를 구현한 사례를 포스팅해보겠습니다.

주골조 형식을 철근콘크리트 구조로 비정형 곡면을 구현한 국내 사례를 살펴보면 가장 대표적인 사례로 송도국제도시 센트럴파크에 건축된 트라이볼(tri bowl/인천세계도시축전기념관/2010)이 주로 언급됩니다.

트라이볼은 연면적 2,869㎡에 해당하며, 지하1층에 지상 3층으로 2010년 3월에 문화시설로 준공된 건물입니다.

비정형 주골조 철근콘크리트구조 적용 사례

 

 

비정형 주골조 철근콘크리트구조 적용 사례

내부 공연장과 전시관으로 사용되는 이 건축물은 3층 높이의 소규모로서 조형물의 의미를 갖는 건축물이지만, 형태의 특이성으로 자주 거론되는 건축물이며 전체적으로 3개의 돔 또는 쉘구조가 연결되어, 거꾸로 설치되어 있는 형태를 나타내고 있습니다.

특이한 형태로 인하여 구조적인 안전성과 시공성에 어려움이 많았던 작품이며 건축가와 엔지니어간 많은 협력으로 이루어진 건축물입니다.

위로 블록한 형태인 일반적인 돔이나, 쉘구조에서는 중력하중에 대하여 구조체가 압축력을 받기 때문에 압축력에 강한 콘크리트에 적합한 구조이나, 이 형상은 위아래가 바뀌어서 아래로 블록한 구조이며, 
아래 정수리 부분만 지지되기 때문에 역학적으로는 철근콘크리트 구조에 적합하지는 않은 구조입니다.

특히, 이 반대형태의 돔구조가 중력하중에 의하여 벌어지려는 인장력을 저항하는 것이 구조체의 일체성을 부여하는 데 가장 중요한 사항인데 돔을 보강하기 위하여 많은 격자형 철근이 배치되었습니다.

돔의 원주방향으로 벌어지는 힘을 저항하기 위하여 원주방향으로 프리스트레싱 압축력을 가하기 위해 포스트텐션(Post-Tensioning)공법이 적용되었습니다.

 

비정형 주골조 철근콘크리트구조 적용 사례

 

 

비정형 주골조 철근콘크리트구조 적용 사례

 

 

비정형 주골조 철근콘크리트구조 적용 사례

 

비정형 주골조 철근콘크리트구조 적용 사례

 

구조의 특이한 점이 많은 건축물이나 시공은 매우 일반적인 방법으로 이루어졌으며, 다양한 시공법에 대한 목업 후에 재래식 방법인 곡면을 따라, 목재 곡면 트러스 합판 거푸집 설치가 선정되었고, 그 위에 철근배치와 콘크리트 타설이 이루어졌습니다. 거푸집과 시공하중을 지지하기 위하여 거대한 가설재 구조가 설치되었습니다.

건물내부는 전체적을 비어 있는 형태이며 지붕에는 지붕구조를 지지하기 위한 트러스 구조가 설치되었습니다.  좀 더 세부적으로 말하자면, 먼저 3개 코어의 거푸집 형상제어는 단면 형상제어 목재틀을 7.5도 간격으로 설치하였고, 각 코너 가운데 하나로 합쳐지는 구간은 ㅁ-50×50 스틸 각파이프 틀을 @500×500 설치한 후 3차원 좌표점을 찾아서 각각의 점을 연결시켜 합판 거푸집을 설치되었습니다.

슬라브 철근은 D16을 사용하여 곡면가공이 용이하도록 하였고, 철근의 응력이 부족한 부분은 포스트 텐션으로 보강하였으며, 쉘슬라브 두께는 위치별로 응력에 다양한 두께로 시공되었습니다.

 

오늘은 주골조 형식을 철근콘크리트구조로 하여, 비정형 형태를 구현한 사례중에 하나인 송도신도시의 트라이볼 시공과정에 대해서 포스팅해보겠습니다.

읽어봐주셔서 감사합니다.