크로아티아 스포츠 홀의 복잡한 콘크리트 및 강재 접합부 해결
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Global 3D model of the structure}}}\]
프로젝트 개요
이 프로젝트는 이중 재료 프레임을 갖춘 새로운 스포츠 홀의 구조 설계를 포함합니다. 수직 및 층간 구성 요소에는 철근 콘크리트를, 지붕 구조에는 강재를 사용했습니다. 건물의 전체 평면 규모는 61.49 × 37.38미터이며, 중앙 홀은 36.48미터 폭의 트러스 지지 강재 지붕으로 구성됩니다. 지붕은 단경사 및 복경사 레이아웃을 결합하였으며, 철근 콘크리트 부분에는 갤러리 슬래브, 계단실 복도, 경사진 관람석 플랫폼이 포함됩니다. 구조 설계는 Robert Tudor가 이끌고 Antonija Rončević이 지원하는 Reverto Projekt에 맡겨졌으며, Alen Leljak이 수석 설계자로 참여했습니다.
엔지니어링 과제
주요 과제는 철근 콘크리트와 강재 구조 시스템 간의 상호작용이었습니다. 강재 지붕 트러스는 철근 콘크리트 기둥과 박공 보에 고정되어 모놀리식 다이어프램 작용을 형성했습니다. 이러한 연결부는 높은 모멘트와 전단력을 전달해야 할 뿐만 아니라, 강체 지붕 디스크 실현을 통해 홀의 전체 수평 안정성에도 기여해야 했습니다.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Steel-to-concrete structural detail}}}\]
이를 위해 자중, 영구 장비 하중, 사용 하중, 설하중, 풍하중, 온도 효과 및 지진 활동 등 다양한 하중을 견딜 수 있는 접합부 상세가 필요했습니다. 해석은 응력과 변형률뿐만 아니라 접합부의 회전 강성도 고려해야 했습니다. 강성이 부족하면 전체 모델의 무결성이 손상되어 심각한 성능 위험으로 이어질 수 있습니다.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Stiffness diagram My-ϕy}}}\]
레이아웃 형상으로 인해 복잡성이 더욱 증가했습니다. 첫 번째 지붕 그리드는 9°의 단경사를 가지며, 나머지 경간은 6°의 복경사 지붕으로 구성됩니다. 이러한 경사 변화는 하중 경로를 변경하고 접합부에 힘이 도입되는 방식에 영향을 미쳤습니다. 또한 계단식 경사 관람석을 포함한 층간 콘크리트 슬래브는 수직 하중 패턴에 비대칭성을 추가하여 정밀한 모델링과 해석의 중요성을 높였습니다.
해결책 및 결과
이러한 복잡성을 관리하기 위해 엔지니어링팀은 IDEA StatiCa의 연결 애플리케이션을 중심으로 한 고도로 통합된 워크플로를 활용했습니다. 연결 모델은 IDEA StatiCa에서 개발 및 검증되었으며, SCIA Engineer의 전체 해석에서 데이터를 직접 가져왔습니다. 이 원활한 통합은 중복 모델링을 제거하고 설계 주기를 간소화하는 데 도움이 되었습니다.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{3D model of the structure in SCIA Engineer}}}\]
Allplan은 철근 콘크리트 상세 및 거푸집 도면 작성에 사용되었으며, Tekla Structures는 공장 제작 문서를 지원했습니다. Tekla–IDEA StatiCa 플러그인을 통해 3D 모델에서 직접 연결 설계의 상세 검증이 가능하여 정확성을 높이고 재작업을 줄였습니다. 지붕 트러스를 콘크리트 박공에 정착하는 것, 보조 지붕 보 연결, 트러스 대각재 상세 등 특정 연결부는 IDEA StatiCa 내에서 모델링 및 최적화되었으며, 명확한 시각화와 규정 검토의 이점을 활용했습니다.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Anchoring of the roof truss structure to the gable RC frames}}}\]
모멘트-회전(My-ϕy) 다이어그램으로 시각화된 강성 해석을 통해 접합부 강성과 구조 성능이 확인되었습니다. 박공 RC 프레임에 대한 지붕 트러스 정착, 보조 강재-RC 보 고정, 대각 트러스 연결, 베이스 접합부 조립 등 다양한 연결 유형이 유로코드 전체 준수 하에 계산되었습니다.
Reverto projekt d.o.o. 소개
Reverto projekt d.o.o.는 2008년에 설립된 설계 사무소로, Ivanić-Grad에 본사를 두고 있으며, 경험 풍부한 토목 엔지니어(주로 구조 엔지니어)인 Robert Tudor, mag.ing.aedif.가 소유하고 이끌고 있습니다. 이 회사는 주로 건축 시공 분야의 구조 설계 프로젝트에 집중하고 있으며, 건설 산업의 다른 과제도 간혹 해결합니다. 수년에 걸쳐 단순한 것부터 복잡한 구조 솔루션까지 다양한 프로젝트를 수행하고 전문적인 감리도 실시해 왔습니다.