[건축] 대공간 구조의 방식에 관하여

목차

1. 스페이스 프레임
　- 정의
　- 종류 
　- 적용사례
2. 막구조
　- 정의
　- 종류
　- 적용사례
3. 케이블구조
　- 정의
　- 종류
　- 적용사례

본문내용

할 것인가라는 문제가 중요하다.
- 원통형의 지붕을 입체 트러스로 설계할 때는 먼저 적당한 간격으로 나열된 아치로 생각 한다. 아치에 관한 응력도표로부터 휨모멘트, 전단력, 축력을 구하면, 입체 트러스의 상
,하현재, 래티스의 축력을 구할 수 있고 따라서 부재설계가 가능해진다.
1-7 입체 트러스 구조의 접합부 형태
① SPACE DECK SYSTEM
- 현장에서 조립 되어질 때 복층, 가변 장 방향 형태를 만들기 위한 공장생산과 반복적인 사용에 기반을 둠.
② NODUS SYSTEM
- 래티스 프레임으로 된 강재프레임 지붕구조를 쉽게 설계할 수 있도록 고안
③ MERO SYSTEM
- 모멘트발생을 막고 접합부가 축력만을 받음. 접합부는 그 자체로 주물되며, 드릴링이 되고 고장력볼트를 끼울수 있도록 나삿니 처리를 한다. 강관의 양단은 원추형으로 용접하고 볼트의 축을 따라 인장력이 전달된다. 볼트내에서는 압축력에 의해 어떤 응력도 발생하지 않으며 소켓을 통해 절점 접합부로 분산이 됨.
1-8 SPACE FRAME의 사고법
1-9 적용된 사례
① 창원 컨벤션 센터
전시장 지붕 : H형강과 원형강관에 지지 된 역삼각형 입체트러스구조GLASS HALL : 원호형태의 원형강관 트러스 구조
② 로스엔젤레스 컨벤션센터
3차원 트러스 - 지진의 힘에 대한 최대 저항력을 갖춘 시스템
2. 막구조 ( Membrane Structure )
2-1 정의
- 구조체가 휨 강성을 갖고 있지 않거나 이를 무시할 수 있는 부재로 구성되며, 외부하중에 대하여 인장력과 면내 전단력만으로써 평형을 유지하는 구조물, 즉 구조체로서 막재를 사용하고 초기 장력의 도움으로 강성을 증대시켜 외부하중에 대하여 안정된 형태를 유지하는 구조물을 의미함.
2-2 특성
- 경량성 : 일반 지붕 구조재의 1/10에서 1/40의 하중
- 투광성 : 가장 많이 사용하는 Sherfill(Tefloncoating+Fiberglass)의 경우 8~10% 정도의 투광율을 가짐
- 공기단축 : Flexble한 막면을 주변의 지지구조체에 연결하여 인장력을 도입하는 공정으로 타 구조 방식에 비해 뛰어난 공기단축의 효과를 가짐.
- 경제성 : 지붕자중 감소에 따른 구체공사비 절감, 공기 단축에 의한 공비 절감, 투광성
등에 의한 운영비 절감을 가져옴
- 무주공간으로 장스팬 가능
- 다양한 구조형태가 가능
2-3 막구조 시스템의 종류
- 현수막 구조 : 막재를 주체로 하여 기본 형태를 현수구조로 한 것, 막면 내에 직접 초기 장력을 주어서 형태를 안정시키는 구조 방식
- 골조막 구조 : 철골 등의 골조에 의해 지붕구조를 형성하여 외력에 대하여 저항토록
하고, 지붕재 및 벽체를 막재로 마감하는 구조방식
- 공기막 구조 : 막재로 구성된 내부 공간에 가압송풍, 공기의 압축으로 자중 및 외력에
저항하는 구조방식
- 케이블 돔 : Tensegrity의 원리를 적용한 돔 형식의 구조 방식
2-4 적용 사례
① 산 디에고 컨벤션 센터
< 현수막 구조의 지붕 사진 >
< 쉘 구조 통로 >
② 오사카 U.S 파빌리온
< 공기막 구조 - 스팬 = 138m>
3. 하이브리드 케이블 구조
3-1 정의
- 인장재 케이블과 다른 구조 요소들을 조합하고 장력을 도입하여 강성을 부여한 무주 대공간 구조를 형성할 수 있는 복합 구조 시스템을 의미 한다.
압축 부재의 수를 줄이고 인장부재를 케이블로 사용하여 구조시스템의 경량화, 합리화를 도모하는 이 시스템은 Tensegrity라고 명명되기도 한다.
3-2 특징
- 강도가 크고 경량이다. 인장 응력이 큰 부위에 대하여 경제적이다.
- 유연성이 풍부하며 형상의 자유도가 높다. 건축적인 조형상의 면에서 건축구조의 가능성 폭을 한층 넓혀준다.
- 부재 길이에 대한 제한이 없고 운반이 용이하다.
3-3 하중 형상에 따른 케이블의 분류
① 직선을 이용한 단순 인장 형식
- 바닥, 지붕 등에 대한 인장재 및 수직하중 저항용 인장재
- 보요소에 PS를 도입한 인장재
- 수평하중(내진, 내풍)에 대한 보강용 stay 혹은 브레이싱 인장재
② 곡선을 이용한 중간 하중 지지 형식
- 곡선상의 케이블과 골조 구조와의 조합
- 지붕면과 벽면을 케이블 자체로 형성한 구조
- 케이블 보강 막구조
- 케이블 트러스 구조 및 Tensegrity 구조
3-4 지지 구조 형식에 따른 분류
① 외부경계 지지형식
② 내부경계 지지형식
3-5 형식
3-6 적용사례
① Raleigh Fair arena
< 직교 케이블 구조와 중량 콘크리트 >

키워드

건축,   대공간 구조,   구조 방식,   스페이스 프레임,   막구조,   케이블구조