초고층_건축물 - 구조, 형식, 사례
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- 목차
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1. 초고층 건축물의 정의
2. 초고층 건축의 구조형식(Structural Type)
3. 구조체의 조립방식에 의한 분류
4. 재료의 조합에 의한 분류
5. 초고층 건축물의 사례
- 본문내용
-
1. 초고층 건축물의 정의
사람들이 초고층 건축물을 선호하는 이유는 고층 건축물이 세워진 나라들을 예로 초고층 건축물은 곧 그 나라의 경제발전, 시공기술입증, 통치자의 업적 중 하나가 될 수 있고 문화, 해외관광 유입의 효과의 토대가 되기 때문이다.
초고층 건물이란, 그 층수 또는 높이에 따라 정확히 구분되어 있지 않으며 관점에 따라 상대적으로 정의되고 있다.
유럽의 경우에는 12층 이상의 건물, 일본은 지상에서 20층 이상 또는 건축법에 근거하여 높이가 60m를 초과하는 건물을 초고층이라 하며, 시카고 같은 경우에는 70층에서 100층 정도를 지칭하고 있다.
미국의 경우에는 분리기준을 일반적으로 건물의 층수나 높이에 두지 않고 다음의 세 가지를 기준으로 제시하고 있는데,
첫째, 건물의 용적률이 그 지역의 평균에 비하여 상대적으로 높고,
둘째, 수직교통을 위한 기계설비가 사용되며,
셋째, 일상적인 저층 건물에서 사용되는 것과는 다른 공법 및 기술이 요구되는 건물
을 지칭한다.
우리나라의 경우도 명확한 정의가 되어있지 않고, 내진 설계에 의한 구조안전 확인 대상물인 21층 이상 건물을 초고층 기준으로 볼 수가 있겠으나 통상 30층 이상, 높이 100미터 이상의 고층 건물이 초고층으로 간주되어 왔다.
2. 초고층 건축의 구조형식(Structural Type)
초고층 건물은 지진, 풍하중이 횡력에 대하여 어떻게 진동반응을 하며 횡력저항을 어느 정도 확보할 것인가에 대하여 최적의 설계가 필요하다.
풍하중에 의한 동적 성능 응답을 기준으로 건물 전체가 탄성적으로 흔들림으로써 외력분산을 한다. 따라서 구조체가 인성을 발휘하여 구조 시스템으로 제어할수 있도록 세부설계가 될 때에 가장 이상적이다.
구조체 형식과 높이와의 관계
- 횡하중으로 인한 강재량 증가를 최소화하는 건물의 형태와 층수로 발전
• 30층 이하 : 라멘구조, 내진벽 구조
• 40층 : 라멘구조와 전단벽의 이중골조방식
• 60층 : 벨트트러스 구조 시스템
그림2. 건물 높이와 폭에 따른 구조형식
그림1. 건물 높이에 따른 구조형식
• 80층 이상 : framed 튜브나 가새튜브구조
<그림1>을 보면 건물의 고층화는 철근콘크리트와 철골조의 소재를 주로 하여 건물 높이의 상관관계를 나타내고 있다. 30층까지는 라멘구조와 내진벽 구조체가 주류를 이루지만 고층화 될수록 점차 철골구조체로 변환되는 것을 알 수 있다. 구조체 형식이 라멘, 브레이스, 튜브, 트러스 구조로 층수 및 높이에 따라 달리하고 있다.
<그림2> 는 건물 높이와 폭에 따른 구조형식을 보여주는 것으로 일반적으로 고층 건물의 높이와 폭의 비, 즉 세장비는 4~7의 범위이며 100층 정도의 초고층 빌딩의 경우는 도심지 대지여건 및 법적규제에 의하여 결정되는 요소가 많다. 따라서 7~9 정도의 세장비가 일반적이다.
세장비가 클수록 바닥면적당 건물의 무게는 증가하는 것이 보통이며 90층 이상의 rnhanf에서는 튜브구조형식이 강성구조보다 훨씬 효율적인 것으로 나타나고 있다.
ex) 초고층 건물의 세장비 - Sears Tower(6.4), Jin Mao Building(7.0), John Hankook Building(6.6)
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