주거용 건물, 체코 공화국
이 건물은 지하 주차장과 1층 상업 공간을 갖춘 호텔로 설계되었습니다. 구조의 내력 부분은 전체가 콘크리트로 이루어져 있습니다. 지상 12층, 지하 3층으로 구성되어 있습니다. 구조적 관점에서 보면 양방향 벽식 내력 시스템입니다. 지하 부분과 상업 부분에서는 LB 시스템이 주로 기둥으로 구성된 골조 시스템으로, 기둥이 천장 슬래브를 국부적으로 지지합니다. 구조물의 지하 부분은 "화이트 탱크" 방식의 방수 구조로 설계되었습니다. 전체 구조물은 장대 천공 파일과 비교적 두꺼운 기초 슬래브의 조합으로 지지되며, 기초 슬래브는 파일 침하 후 지반과의 상호작용으로 발생하는 내력을 부담하도록 설계되었습니다. 건물이 기존 건물들로 둘러싸여 있기 때문에, 굴착 흙막이 공사도 설계에 포함되었으며, 이는 이후 설계에 영향을 미쳤습니다.
건물이 외관상 비교적 단순해 보이지만, 해결해야 할 과제가 많았습니다. 설계에서 특히 어려운 부분은 (다른 프로젝트보다 더욱) 지상층과 지하층의 평면 차이가 크기 때문에 지상층의 모든 하중을 지하층으로 전달하는 것이었습니다. 이로 인해 구조 내 여러 문제 부위가 발생하였습니다. 또 다른 매우 중요한 구조 부분은 2개 층에 걸쳐 설계된 딥 빔으로, 이 부분에서 구조 벽식 시스템이 골조 시스템으로 전환됩니다.
위에서 설명한 모든 사항은 콘크리트 구조에서 가장 위험한 부분인 이른바 "D영역(불연속 영역)"으로 이어졌습니다. 따라서 IDEA StatiCa를 주로 두 가지 이유로 활용하였습니다. 한편으로는 D영역(불연속 영역)이 올바르게 설계되었는지 확인하기 위해, 다른 한편으로는 이 구조에서 상당한 물량을 차지하는 딥 빔의 철근량을 최적화하기 위해서입니다.
예를 들어, 외주 지하 벽체, 기초 슬래브, 파일 간의 접합부에 IDEA StatiCa를 활용하였습니다. 여기서 주요 문제는 많은 위치에서 파일을 벽체 중심 아래에 배치할 수 없었다는 점으로, 굴착 흙막이로부터 적절한 이격 거리를 확보해야 했기 때문입니다. IDEA StatiCa를 이용한 설계의 큰 장점은 파일 두부를 매우 상세하고 정밀하게 검토하고, 이에 따라 기초 슬래브의 두께를 결정할 수 있었다는 점입니다. 이를 사용하지 않았다면, 수직력이 파일의 모든 영역으로 분산된다는 경험적 확신을 얻기 위해 슬래브 전체 외주부에 훨씬 높은 리브를 사용했을 것입니다.
또 다른 예는 두 파일 사이의 기초 슬래브 내에서 기둥이 끝나는 구역입니다. 이 상황은 단일 파일의 LB 내력이 충분하지 않을 때 흔히 발생하며, 파일 직경과 동일한 간격으로 예를 들어 2개의 파일로 구성된 "파일 군"이 필요하게 됩니다. 이는 다시 D영역(불연속 영역)으로 이어지며, 기둥의 힘이 인장력이 발생하는 압축 사재를 통해 파일로 전달됩니다.
그 외 두 가지 예는 앞서 언급한 딥 빔과, 장변 방향으로 매우 편심 하중을 받는 일부 장주/기둥입니다. IDEA StatiCa에서 딥 빔을 설계하면 필요 철근량의 균형을 매우 잘 맞출 수 있으며, 설계 방법에 대한 다양한 검토도 가능합니다. 편심 하중을 받는 기둥의 경우, 기둥 축으로부터 편심 거리에 작용하는 수직력을 단순히 휨 모멘트로만 보지 않고, 구조 내 압축과 인장의 발생 방식으로 이해함으로써 지나치게 보수적인 설계를 피하는 데 큰 도움이 되었습니다.
설계자는 SPACE8 s.r.o. 아틀리에입니다.
건물은 철근을 포함한 "BIM" 표준에 따라 Allplan 3D로 작성되었습니다. 일반 구조 설계에는 SCIA Engineer와 일부 "보조" 소프트웨어를 사용하였습니다. 이 프로젝트에서 핵심 보조 소프트웨어는 IDEA StatiCa였으며, 콘크리트의 많은 "D영역(불연속 영역)"이 포함되어 있었기 때문입니다.
