비정형
철근콘크리트를 이용한 곡면 최적화 및 거푸집 공법
한솔이지현이아빠
2024. 7. 30. 17:36
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철근콘크리트를 이용한 곡면 최적화 및 거푸집 공법
오늘은
철근콘크리를 이용한
곡면 최적화 및 거푸집 공법에 대해
포스팅하겠습니다.
기존 사례에서
철근콘크리트 공법을 이용한
비정형 구조물의 구현 방식에는
첫째, CNC단면 폼을 이용한
거푸집 공법(CNC Section Form),
둘째, 유니트 폼형태의 거푸집 공법(Unit Form),
셋째, 무거푸집 공법(트러스월 공법)이 활용되었다.
CNC단면 폼을 이용한 거푸집 공법은
CNC로 가공된 단면 폼을 설치하여
지오메트리를 형성하는 방법으로
가장 보편적인 방법이다.
비정형 콘크리트 구조물을 구현하는 데
있어서 가장 쉽게 시공할 수 있는
장점이 있으나, CNC로 가공된
단면 거푸집 폼을 재활용할 수 없어
비경제적인 단점이 있다.
적용된 대표적인 사례는
도요이토의 메이소노무리
(Meiso-no-mori) 장례식장 등이 있다.
유니트 폼 형태의 거푸집 공법은
보통 비정형 부분을 유닛으로 조닝하고
입체 목재 거푸집을 제작하여
조립하는 공법으로
평면 슬라브
비정형은 가능하나,
단면에 의한
비정형 구현에는
제작비가 높아져
경제성이 없는 단점이 있다.
적용 사례로 벤츠박물관(UN Studio),
EPFL 런닝센터(Sanna) 등이 있다.
트러스월을 이용한 무거푸집 공법은
철근 단면을 비정형 단면형태에
맞게 가공하여 설치하는 공법으로
규모가 크거나 복잡한
비정형 형태 구현에는 시공성이나
경제성이 없는 공법이다.
적용된 사례로는
타이중 메트로폴리탄
오페라하우스
(Taichung Metropolitan,
도요이토)등이 있다.
거푸집 공법을 활용하여 비정형 형태를
구현하는 사례를 고찰해 보면,
첫째, 철근 Truss Wall공법은
현장에서 철근을 용접 가공하여
트러스 형태로 형성한 후,
철망 거푸집 사이에 콘크리트를
타설하는 공법으로 현장에서
직접 조립되기 때문에
전체 지오메트리
관리가 쉽지 않고
시공오차가 다소 크게
나타나는 단점이 있다.
둘째, CNC단면 목재 거푸집 공법은
3D 디지털 모델에서 추출된 수치 값으로
목재를 CNC가공하여 거푸집 제작하여
콘크리트를 타설하는 공법으로 최근
가장 보편적인 비정형 콘크리트 시공법이다.
그러나, 앞서와 같이 CNC로 가공된
단면 거푸집은 전용이 불가한 단점이 있다.
적용된 사례로 트라이볼
(인천 엑스포 기념관, 2010)이나
메이소노무리 장례식장
(Meiso no Mori Funeral Hall 2006년) 등이
이러한 공법으로 제작되었다.
셋째, EPS거푸집은
보통 EPS 거푸집 공법과
철골구조 형상제어
공법이 동시에 사용되며
대부분의 비정형 프로젝트들은
보편화된 시공법으로 적용하기 어려워,
프로젝트 그 자체에 의존적인
시공법을 개발하여 적용하는
경우가 대부분이다.
적용된 사례로
하우스 오프 뮤직 앤 뮤직 시어터(House of Music and
Music Theatre,UNStudio, 2008)등이 있으며
기존 공법들을 응용하여
적용한 사례라고 할 수 있다.
넷째, 강재거푸집을 이용한 공법으로
보통 2방향 곡률을 갖는
(2-Way Curved Surface)의
비정형 곡면 유형에서
구현하기 위한 공법으로
거푸집 자체가 3~4mm두께의
철재 거푸집으로 제작되며
그로 인해 거푸집 제작기간이 길고,
제작비가 고가인 단점이 있다.
다섯째, PC공법을 이용한 공법으로
CNC밀링장비를 이용하여
3D 디지털 모델을 넘겨받아
비정형 곡면을 완성하고,
EPS(Expanded Polystyrene)을
성형하여 거푸집으로 사용하는 공법이다.
적용된 사례로는
자하 하디드가 설계한
파에노 과학센터
(Phaeno Science Center)에서
적용된 공법이나 국내의 경우,
CNC 밀링 장비가 고가이며
대형 비정형 프로젝트에
적용 가능한 성능을 가진
장비가 없어
비활성화되어
있는 실정이다.
