복잡한 캔틸레버형 병원 헬리콥터 착륙 플랫폼
프로젝트 소개
이 구조물은 헬리콥터 착륙 플랫폼의 철골 하부 구조를 형성하는 양방향 트러스 시스템으로 설계되었습니다. 다수의 주 트러스와 보조 트러스가 촘촘한 노드 네트워크에서 교차하며, 각 노드는 서로 다른 각도로 다양한 부재를 연결합니다.
DESA Ingénieurs-Conseils s.à r.l.는 주요 구조 엔지니어, 건축가, 철골 제작업체와 협력하여 철골 하부 구조의 설계 및 기준 검토를 담당하였습니다. 그 결과, 병원 옥상에서 구조 비행을 수용할 수 있는 콘크리트와 철골의 복합 플랫폼이 완성되었습니다.
기술적 과제
엔지니어링 작업에서 가장 까다로운 부분은 상세 하중 정의와 전체 해석 결과의 힘을 연결부 수준의 모델로 변환하는 것이었습니다.
수십 개의 노드에 대해 정확한 ULS 하중 조합이 필요했으나, 전체 정적 해석 문서에는 반드시 동시에 발생하지 않는 포락 힘만 제시되어 있었습니다. 이로 인해 과설계 또는 더 심각하게는 비보수적인 가정의 위험이 존재하였습니다.
구조 배치에도 추가적인 과제가 있었습니다. 다수의 연결부, 불규칙한 각도로 교차하는 부재, 혼합 제작 방식(프리패브 유닛 내 용접 연결과 현장 조립을 위한 볼트 연결), 그리고 대형 트러스 세그먼트의 운반 및 양중을 효율적으로 계획해야 하는 필요성이 있었습니다.
각 조립 작업은 구조적 건전성을 손상시키지 않으면서 현장 볼트 연결 수를 최소화하기 위해 철골 시공업체와의 긴밀한 협력이 필요하였습니다.
해결 방안 및 결과
작업 흐름을 간소화하기 위해 엔지니어는 VisualBasic, Excel 및 AxisVM COM 인터페이스를 통해 가져온 좌표와 요소 특성을 사용하여 AxisVM에서 원래의 전체 해석 모델을 재구성하였습니다. 재구성된 모델이 제공된 정적 계산 결과와 정확히 일치한 후, 팀은 BIM 인터페이스를 사용하여 모델을 IDEA StatiCa Checkbot으로 직접 내보냈습니다. 주로 연속 부재를 올바르게 정의하기 위한 요소 병합 등 소규모 후처리만으로, 엔지니어는 IDEA StatiCa Connection에서 사용할 완전히 동기화된 형상과 하중 케이스를 확보하였습니다.
이 협업 워크플로우는 수동으로 힘을 추출하는 방식보다 훨씬 효율적이고 신뢰성이 높은 것으로 입증되었습니다. IDEA StatiCa를 통해 엔지니어는 동시에 발생하는 부재 하중만을 고려할 수 있어, 불필요한 보수성과 인적 오류의 가능성을 줄일 수 있었습니다.
두 가지 다른 IDEA StatiCa 애플리케이션도 중요한 역할을 하였습니다. 연결 라이브러리를 통해 유사하지만 동일하지 않은 다수의 노드에 대한 설계를 재사용할 수 있었습니다. Checkbot의 일괄 설계 기능은 유사한 연결부를 그룹화하여 기준 연결부를 해석한 후 그룹 전체에 자동으로 검증을 적용할 수 있게 하였으며, 국부적인 수정이 필요한 연결부는 소수에 불과하였습니다. 철골 시공업체와의 소통을 위해 ideacon 파일과 계산 보고서가 기존의 스케치를 완전히 대체하였습니다. IDEA StatiCa Viewer를 통해 시공업체는 연결부의 형상, 하중 및 상세를 독립적으로 검토할 수 있었습니다. 심지어 검사 기관도 IDEA StatiCa를 활용하여 전체 연결 설계의 투명한 검증이 가능하였습니다.
Checkbot, BIM 링크, 라이브러리 및 일괄 검증 워크플로우를 활용함으로써 엔지니어는 상당한 시간을 절약하고 수작업을 줄이며, 헬리콥터 패드를 위한 완전히 최적화된 기준 준수 강구조 연결을 제공할 수 있었습니다.
Desa 엔지니어 소개
담당 엔지니어인 Dr. András Kozma는 부다페스트 공과대학교(BME)에서 교량 구조 및 전산 공학을 전공하여 졸업하였습니다. 이후 룩셈부르크 대학교에서 해체 가능한 강-콘크리트 합성 시스템에 관한 박사 학위를 취득하였습니다. 그의 경험은 학문적 연구와 실무 엔지니어링을 아우르며, 고급 구조 워크플로우와 통합 디지털 설계 환경에 강한 역량을 보유하고 있습니다.
