동대문 디자인 플라자 파크 건설공사 철골모니터링 중간보고서

소개글

동대문 디자인 플라자 파크 건설공사 철골모니터링 중간보고서에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 과업 개요
1.1 과업 목적
1.2 과업 내용

2. 시공중 주요부재 구조반응 계측 계획
2.1 계측대상 및 구조반응
2.2 구조 반응별 계측센서 및 측정기
2.3 계측부재별 주요센서 위치

3. 시공중 구조물의 모니터링 시스템 구축
3.1 무선센서 네트워크 설계

4. 계측 결과 분석
4.1 센서 설치 현황
4.2 변형률 계측
4.2.1 변형률 이력
4.2.2 변형률 이력 검토결과
4.3 수직처짐 계측
4.3.1 수직처짐 이력
4.3.2 수직처짐 측정 결과 분석
4.4 경사도 계측
4.4.1 경사도 이력
4.4.2 경사도 이력 검토 결과

5. 최종 결론

6. 첨부 자료 (A-A단면 VWS센서 설치 상세도)

본문내용

전하게 시공되는 것을 고려 했을 때 어느 정도 신뢰 할 수 있는 정밀도로 실시간으로 구조 반응 모니터링을 수행 했다고 볼 수 있다.
이력 곡선을 보면 계측치 그래프가 톱니처럼 변화하는 것을 볼 수 있는데 변화하는 주기가 시간단위인 것으로 보아 주된 공정이 아니라 순간적인 예상치 못하는 하중이거나 일시적인 하중(자재 및 장비 적재, 주변 시공시 발생하는 진동 등)에 의한 것으로 볼 수 있다. 시공과정을 거쳐 준공된 구조체는 고정된 상태로 있는 것이 아니며 각 구조체마다 고유모드와 고유진동수를 가지며 예상치 못한 하중이거나 일시적인 하중 같은 미미한 외부의 자극에 따라서 진동하는 구조체이다. 이러한 구조물의 거동에 따라 계측치도 미미한 편차를 가지게끔 계측치를 보여주는 것이며 이러한 계측치의 변동치야 말로 시공 중/후에도 모니터링이 필요한 이유이다. 동대문디자인플라자와 같이 큰 스팬과 매스한 구조부재를 가진 구조물에서는 시공 중/후에도 하중상태에 따라 구조물 거동이 복잡하게 나타날 수 있으므로 모니터링의 필요성이 높다고 볼 수 있다. 이번 과업에서 하고 있는 무선 센서 네트워크 시스템은 이러한 하중에 의한 변화까지 모니터링 할 수 있는 것으로 볼 수 있어 대형공사 및 비정형 구조물 안전성 모니터링 시스템으로 적합하다고 볼 수 있다. 그리고 톱니처럼 변화하는 부분에 대한 최대 변형률 값 역시 항복변형률에 비해서는 매우 작기 때문에 안전하다고 볼 수 있다.
이러한 과업을 통해서 비정형성 건물의 시공 중에 효과적인 안전성 보장을 위한 실시간 자동 구조반응 모니터링 시스템의 적용이 가능하다는 것을 볼 수 있었고 정밀 시공 및 관리를 통해 구조물의 구조 안전성, 안정성 및 양질의 품질을 확보하는 것이 가능하다고 본다. 이를 통해 동대문 디자인 플라자 & 파크의 목표인 국제적인 디자인 네트워크 구축을 통한 부가가치 창출 등을 보다 효과적으로 달성할 수 있을 것이라 판단된다.
전체적인 결과에 대한 요약은 다음과 같다.
■ 변형률 계측 결과
A~E구간에 대한 변형률 양상은 전체적으로 구조 해석결과와 유사하였다. 부분적으로는 해석 결과 예상치를 초과하여 이러한 부재들에 대해서는 추후 하중 단계에 따른 지속적인 관측이 요구된다. 그러나 항복변형률에 대한 계측값의 비율은 최대 0.3 정도로 현재 구조물은 안전하다고 판단 할 수 있다. 앞으로의 시공단계를 고려했을 때도 항복변형률을 넘지 않을 것으로 예상되지만 예상치 못한 하중에 대비하여 지속적인 관측이 필요하다 .A~E구간에 따른 변형률 이력 검토 결과를 요약하면 다음과 같다.
A구간
Mega truss-1 부분인 A구간에 대한 안전도는 구조 해석결과 대비 평균 139%이며 변형률 양상은 전체적으로 해석결과와 유사하였다. 메가트러스를 지지하는 기둥 A4 및 접합부 A5 부재들에 대해서는 해석결과 대비 약 2배의 값들이 계측되어 향후 계측 데이터에 대한 세심한 관측이 요구되며 나머지 구간들에 대해서는 평균 약 92%이내의 값들이 계측되었다.
B구간
Mega truss-2 부분인 B구간에 대한 안전도는 구조 해석결과 대비 평균 139%로 변형률 양상은 전체적으로 해석결과와 유사하였다. 메가트러스를 지지하는 기둥부 B1, B4 부재들에 대해서는 해석결과 대비 약 1.5~2.5배의 값들이 계측되었으며, 메가트러스와 기둥 접합부 B2 부재들에 대해서는 약 2배의 값들이 계측되어 향후 계측 데이터에 대한 세심한 관측이 요구된다. 나머지 구간들에 대해서는 평균 약 84%이내의 값들이 계측되었다.
C구간
Edge truss 부분인 C구간에 대한 안전도는 구조 해석결과 대비 평균 83%이며 변형률 양상은 전체적으로 해석결과와 유사하였다.
D구간
Floor truss 부분인 D구간에 대한 안전도는 구조 해석결과 대비 평균 93%이며 변형률 양상은 전체적으로 해석결과와 유사하였다. 전시관 바닥 슬래브 하중을 지지하는 Floor truss 중앙부 상현재 (D2-01) 는 해석결과 대비 약 2배의 값들이 계측되어 향후 계측 데이터에 대한 세심한 관측이 요구된다. 나머지 구간들에 대해서는 평균 약 79%이내의 값들이 계측되었다.
E구간
Floor truss 부분인 E구간에 대한 안전도는 구조 해석결과 대비 평균 115%이며 변형률 양상은 전체적으로 해석결과와 유사하였다. 전시관 바닥 슬래브 하중을 지지하는 Floor truss 중앙부 상현재 (E2-01) 는 해석결과 대비 약 2.8배의 값들이 계측되어 향후 계측 데이터에 대한 세심한 관측이 요구된다. 나머지 구간들에 대해서는 평균 약 93%이내의 값들이 계측되었다.
■ 변위 계측 결과
Mega truss 1의 캔틸레버 끝부분(A6), Mega truss 2의 캔틸레버 끝부분(B6), 그리고 Edge truss 중앙부분(C2)에 대한 수직처짐을 레이저 변위계로부터 측정하고 구조해석에 의한 예측 수직처짐량과 현장 광파기 (Leica TCRM 1201)으로 직접 계측한 수직처짐량과 비교하였다. 광파기로부터 계측된 수직처짐량 대비 최대 3.2%의 오차를 나타내었으며 수직처짐 양상은 전체적으로 유사하였다. 원구조 설계값(해석값)은 구조적으로 허용가능한 처짐량 (외장패널 레벨조정필요) = ±110mm에 만족하고 있으며, 계측값을 구조해석 결과와 비교해 볼 때 예상치의 약 41~59% 를 나타내어 앞으로의 시공단계에서도 캔틸레버 끝부분의 과도한 수직처짐에 대한 구조적, 시공적 문제는 없을 것으로 판단된다.
■ 경사도 계측 결과
A5, A6, B5, B6, 그리고 C3위치에서의 경사도 변화가 두드러졌으며 C3위치에서는 최대 0.115°의 경사도를 나타내었다. 기타 그 밖에 위치에서의 경사도 변화가 미비했으며 추후 하중 단계에 따른 변화를 지속적으로 관찰할 필요가 있을 것으로 판단된다. 해석값과 계측값을 비교해보면 절대값은 다소 차이가 있으나 경사가 이루지는 방향에 대한 경향은 비슷하며 AISC에 따른 처짐제한에 대해 경사에 의한 처짐이 안전하게 만족을 하는 것을 볼 수 있다. AISC의 처짐제한에 대한 실제 경사로 인한 처짐 비율이 최대 0.3정도로 앞으로의 시공단계에서도 경사로 인한 안전성 문제는 없을 것으로 판단된다.

키워드

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