건축 구조학 - 초고층 건물의 구조형식과 특징
초고층 건축물의 구조
정의
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 건물을 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.
개요
일반적인 고층 건물 구조의 기본적인 구성요소는 크레 선형요소, 평면요소, 입체요소의 3가지로 나눌 수 있다. 선형요소로서 기둥과 보는 축력과 회전력을 지지하고, 평면요소로서 벽체와 슬래브는 축력과 회전력 그리고 횡력을 지지하며, 입체요소로서 외벽이나 코어는 건물의 강성을 높일 수 있다. 이와 같은 기본요소들의 조합은 고층건물의 뼈대구조가 되고 그 조합방법은 무수히 많다.
풍력과 지진력 등 동역학적 하중은 고층 건물구조에서 가장 중요한 요소가 되고 있으며, 특히 고강도 구조재의 사용으로 부재의 크기나 건물의 중량이 감소되어 건물이 유연하게 되므로 기체 역학적 작용(풍력)에 민감한 영향을 받는다. 따라서 고층 건물구조는 효율적인 건물형태를 취하고 적절한 구조형식의 사용으로 건물의 강성을 증가시켜야 하며, 외부 수평력을 상살시키는 새로운 응력을 발생시키기도 한다.
구조의 개념과 특성
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2013.12.10
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