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파사드 보존 시공 지원

부다페스트

헝가리 부다페스트의 Bem Center 재개발 프로젝트의 일환으로, STEELEXPERT Ltd.는 임시 파사드 보존 솔루션을 개발하는 의뢰를 받았습니다. 목표는 새로운 개념에 맞게 내부 구조를 재건하는 동안 건물의 파사드를 보존하는 것이었습니다. IDEA StatiCa는 바람에 견디고 도심의 밀집된 인프라에 적합한 모듈식의 가볍고 견고한 강구조물의 연결을 설계하는 데 사용되었습니다.

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프로젝트 소개

다뉴브 강변의 벰 광장을 내려다보는 벰 센터는 19세기로 거슬러 올라가는 건물로, 부다페스트에서 가장 중요한 랜드마크 중 하나입니다. 건물의 주요 부분인 라데츠키 병영은 1956년 헝가리 혁명의 핵심 시위 현장이었으며, 이로 인해 도시의 기억 속에 상징적이고 불가분한 일부가 되었습니다.

수십 년간의 노후화 끝에, 이 황폐해진 건물은 마침내 벰 프로젝트의 일환으로 재개발이 예정되었습니다. 이 프로젝트는 옛 병영과 인접한 건물 블록을 하나의 새로운 건물 복합단지로 조성하는 것을 목표로 합니다. 모든 부분은 역사에 경의를 표하면서도 21세기에 걸맞은 현대적인 단지로 연결될 예정입니다. 2023년부터 이 복합단지는 호텔 및 오피스 빌딩으로 활용되며, 일부 개방된 통로에는 상점과 카페가 들어설 예정입니다. 벰 광장 자체의 복원도 프로젝트의 일부로 포함되어, 이 장소가 부다페스트를 방문하는 지역 주민과 관광객 모두에게 다시 한번 활기찬 사교 공간이 될 수 있도록 합니다.

엔지니어링 과제

벰 센터의 역사적·건축적 가치를 고려하여, 역사주의 양식의 파사드와 장식물 보존이 프로젝트의 최우선 과제로 설정되었습니다. 그러나 건물 내부는 노후화가 심각하여 철거가 예정되어 있었기 때문에, 파사드를 제자리에 유지하기 위한 임시 해결책이 필요했습니다. 이로 인해 여러 가지 중요한 과제가 발생했습니다.

무엇보다도, 나머지 건물이 철거되는 동안 파사드를 지지해야 했으며, 현장에서 발생하는 지진 및 강풍에 대한 신뢰할 수 있는 보호 기능도 제공해야 했습니다. 그러나 하수관, 상수도, 가스, 전기(고압 공급 포함), 통신, 신호등 배선 등 공공 시설물의 지하 배관이 밀집되어 있어 건물 전면에 구조물을 지지하는 것이 불가능했습니다. 얇은 외부 지지대조차 설치할 공간이 없었기 때문에 특수한 기술적 해결책을 설계해야 했습니다.

위의 요구사항 및 제약 조건 외에도, 해당 지역에서 고고학적 발굴 작업이 계획되어 있었기 때문에, 지지 구조물은 제거된 토층을 보완하기 위한 추가적인 횡방향 가새를 허용해야 했습니다.

해결책 및 결과

앞서 언급한 바와 같이, 건물 전면의 강구조물에 지하 앵커링을 사용하는 것은 불가능했습니다. 필요한 강성을 확보하기 위해 STEELEXPERT는 직교 트러스 프레이밍(수직 및 수평)을 사용하기로 결정했습니다. 까다로운 부분은 전체 구조물을 건물 내부에서 지지하는 것이었습니다. 이를 위해 벽 뒤쪽 지면에 수직 기둥을 설치하고, 파사드 창문을 통해 V형 가새로 전면 구조물과 연결했습니다.

수직 및 수평 트러스로 구성된 직교 구조 시스템은 조적 벽에 직접 연결되어 풍속 40km/h까지 기존 조적 벽의 안정성과 무결성을 보장할 수 있습니다. 그러나 프로젝트의 시공 단계는 최대 1년 반이 소요될 예정이었으며, 이 기간 동안 대형 폭풍이나 지진 활동이 발생할 가능성이 충분했기 때문에, 더 극단적인 조건에서도 벽의 구조적 무결성을 유지하기 위한 추가적인 조치가 필요했습니다. 이를 위해 STEELEXPERT는 수직 프레이밍 사이에 힘을 분산시키는 3개의 거더와, 파사드 후면에 말뚝 기초에 정착된 5개의 긴 대각선 키커를 적용했습니다.

파사드를 지지하는 완성된 강구조물의 무게는 110톤이었으며, 약 20가지 다양한 유형의 연결로 구성되었습니다. STEELEXPERT는 IDEA StatiCa를 사용하여 이를 설계했습니다. 가장 복잡한 것은 수평 거더와 대각선 키커 사이의 접합부, 그리고 거더와 전면 트러스 프레이밍을 연결하는 V형 가새 사이의 접합부였습니다. 다양한 각도와 편심이 존재하는 이러한 접합부는 수작업으로 처리하기 매우 어려웠을 것입니다.

시공 작업의 특정 단계에서는 굴착기와 대규모 지하 작업을 위한 공간 확보를 위해 일부 키커를 제거하는 것이 예정되어 있었습니다. 이러한 임시적인 불균등 하중 분포도 계산에 포함되어야 했습니다. IDEA StatiCa는 STEELEXPERT가 시공이 최적의 강성을 갖추고 이러한 단계도 견딜 수 있도록 보장하는 데 도움을 주었습니다.

IDEA StatiCa는 다양한 템플릿을 제공하여 STEELEXPERT 엔지니어들이 연결을 처음부터 설계하는 번거로움을 덜어주었으며, IDEA StatiCa 보고서 생성기를 통해 형상의 표현과 최종 검토가 더욱 용이해졌습니다.

IDEA StatiCa 온라인 뷰어 덕분에 다른 팀과의 협업도 원활하게 진행되었습니다. 철골 제도사는 STEELEXPERT의 완성된 설계를 받아 모든 상세 사항을 포함한 3D 회전 뷰를 편리한 온라인 도구에서 손쉽게 확인할 수 있었습니다.

전반적으로 IDEA StatiCa의 장점 덕분에 작업이 훨씬 빠르게 진행되었습니다. 전체 강구조 설계 단계는 2~3개월이 소요되었으며, STEELEXPERT 엔지니어들은 모든 연결을 처음부터 설계하고 모든 계산을 수작업으로 수행했다면 1.5개월의 추가 작업이 필요했을 것이라고 동의합니다. 즉, 전체 프로젝트 기간이 두 배로 늘어났을 것입니다. 또한 일부 복잡한 접합부의 정확한 계산은 전혀 불가능했을 것이며, 이는 차선책을 선택해야 했음을 의미한다고 지적합니다. IDEA StatiCa는 모든 과제를 타협 없이 해결할 수 있게 해주었습니다.

IDEA StatiCa는 훌륭한 도구이며 저희에게 큰 도움이 되었습니다. 이 소프트웨어와 그에 대한 실무 지식 없이는 이 시장에서 경쟁력을 갖출 수 없습니다.

Csaba Bán

수석 구조 엔지니어, CEO 및 대표

STEELEXPERT 소개

STEELEXPERT Ltd.는 헝가리 부다페스트에 본사를 둔 강구조 설계 회사입니다. 창립자 겸 CEO인 Csaba Bán은 강구조 엔지니어링 설계 및 구조 동역학, 파괴, 피로의 수치 시뮬레이션 분야에서 25년 이상의 경험을 보유한 수석 구조 엔지니어입니다. 전문 분야로는 강재를 활용한 보강 및 리모델링, 특수 강구조물, 기계 장비 해석이 포함됩니다. 이 회사는 엔지니어링 과제에 대한 총체적 접근 방식, 탁월한 분석 능력, 그리고 고품질의 결과물을 자랑으로 삼고 있습니다.