KR100842226B1 - 초고층 건축물의 부등축소량 산정시스템 및 방법 - Google Patents

초고층 건축물의 부등축소량 산정시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 초고층 건축물의 부등축소량 산정시스템은 입력수단; 전체 건축물의 가설진행현황을 파악하는 건축물 시공진행현황 산정수단과 콘크리트의 경화정도, 배합조건, 온도 또는 습도의 영향에 따라 각 구조물의 하중분담 비율을 산정하는 건축물 전체의 탄성 또는 비탄성 평가수단을 바탕으로 상기 입력수단을 통해 입력받은 데이터와 연산을 수행하여 절대축소량 및 부등축소량을 산정하는 메인서버; 상기 메인서버에 의해 산출된 정보를 저장하는 데이터베이스서버; 상기 메인서버로부터 얻어진 결과를 출력하는 출력수단; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 초고층 건축물의 부등축소량 산정방법은 건축물 기본 데이터를 입력하는 단계; 전체 건축물의 가설진행현황을 파악하는 건축물 시공진행현황 산정단계와 콘크리트의 경화정도, 배합조건, 온도 또는 습도의 영향에 따라 각 구조물의 하중분담 비율을 산정하는 건축물 전체의 탄성 또는 비탄성 평가단계를 바탕으로 상기 입력수단을 통해 입력받은 데이터와 연산을 수행하여 절대축소량 및 부등축소량을 산정하는 단계; 산출된 정보를 저장하는 단계; 상기 절대축소량 및 부등축소량 결과를 출력하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명의 초고층 건축물의 부등축소량 산정시스템 및 방법은 건축물 가설 시 진행되는 시공진행현황을 반영하고, 건축물 완공 후에는 마감 및 사용하중에 의한 영향을 고려하여 보다 체계적이고 정확한 부등축소량을 산정할 수 있게 되므로 실제 초고층 건축물을 시공하는데 있어 더욱 정밀하게 시공할 수 있고 초고층 건축물의 사용성 및 안전성을 높일 수 있는 장점이 있다. 또한, 본 발명은 초고층 건축물을 건설하기 위한 핵심기술로 고층건물의 설계 기술력을 높일 수 있으며, 부가적으로 하자보수를 줄일 수 있도록 하여 시간적, 경제적, 인력적 손실을 최소화 할 수 있는 장점이 있다.
절대축소량, 부등축소량, 동바리, 거푸집

Description

초고층 건축물의 부등축소량 산정시스템 및 방법{Evaluation System and Its Method for Differential Shortening of High-Rise Buildings}
도 1은 절대축소량 및 부등축소량의 설명도.
도 2는 종래의 부등축소량 산정방법에 의한 개념도.
도 3은 본 발명에 따른 초고층 건축물의 부등축소량 산정시스템의 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 초고층 건축물의 부등축소량 산정시스템의 거푸집 존재여부에 따른 수직하중 분배를 설명하는 개념도.
도 5는 본 발명에 따른 초고층 건축물의 부등축소량 산정시스템의 동바리 존치여부에 따른 수직하중 분배를 설명하는 개념도.
도 6은 본 발명에 따른 초고층 건축물의 부등축소량 산정방법의 구성도.
도 7은 본 발명에 따른 탄성 또는 비탄성 평가단계의 구성도.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
S1~S4 : 본 발명에 의한 부등축소량 산정방법의 각 단계
10 : 절대축소량 20 : 부등축소량
30 : 수직부재 31 : 내부코어
32 : 기둥 33 : 배관설비
34 : 내부칸막이벽
40 : 상부의 수직하중 41 : 바닥의 하중
42 : 콘크리트부재가 부담하는 수직하중
50 : 거푸집 51 : 거푸집이 부담하는 수직하중
60 : 동바리 61 : 동바리가 부담하는 수직하중
100 : 입력수단
200 : 메인서버 210 : 건축물 시공진행현황 산정수단
220 : 탄성 또는 비탄성 평가수단
300 : 데이터베이스서버
400 : 출력수단
본 발명은 초고층 건축물의 부등축소량 산정시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 건축물 전체의 콘크리트의 재료적 특성, 건축물 가설공법에 따른 시공 순서 이력에 따른 변화, 거푸집과 동바리의 설치 및 제거에 따른 탄성 또는 비탄성 변형량을 모두 포함하여 각 층에서의 최종적인 부등축소량을 산정할 수 있도록 하는 초고층 건축물의 부등축소량 산정시스템에 관한 것이다.
현대에는 인구의 증가에도 불구하고 주거용 가옥이나 사무용 건물이 한정되어 있으므로 인구의 과밀 지역인 도시 지역에는 주거 및 사무용 건물을 고층으로 건설하여 인구의 과밀에 따른 주거 및 사무용 공간의 부족분을 해소할 수 있으며 복합적이고 다양한 용도의 기능을 보유할 수 있는 이점을 지니고 있다. 그러나 건물이 초고층화 됨에 따라 구조적 측면에서 고려해야할 많은 문제를 안고 있다.
일반적으로 저층 건물은 수직부재에 가해지는 응력이 작기 때문에 수직부재의 축소량은 무시할 정도로 작으나 초고층 건물은 수직하중의 증가로 인해 큰 압축력을 받게 되고 수직부재는 과도하게 축소되어 처음 설계에서 계획한 높이와 달라지는 결과가 유발된다.
도 1은 절대축소량 및 부등축소량의 설명도로 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이 코어와 기둥을 도 1에 점선으로 표시한 초기 설계위치에 맞추어 높이를 증축하면 시공 시에는 바닥이 수평으로 유지되지만 콘크리트 재료의 건조수축이나 크리프 축소량과 같은 비탄성 거동 및 상기 코어와 기둥이 받는 하중에 의한 축소량의 차이로 건축물의 완공 시에는 바닥이 수평을 이루는 상기 점선이 아닌 실선과 같이 기울어져 있는 상태로 된다. 이 때 각 코어와 기둥과 같은 각 부재에서 발생되는 변위를 절대축소량(10)이라고 하며 인접한 부재간의 하중에 의한 차이 즉, 각 부재간의 절대축소량(10)의 차이를 부등축소량(20)이라고 한다.
상기 도 1의 (a)와 같이 부등축소량(20)이 커지게 되면 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 내부 칸막이벽(34), 보, 슬래브가 기울어지게 되어 내부의 배관설비(33), 벽 등에 균열이 발생하게 되어 건물이 완공된 후 입주한 거주자들의 사용성에 문제를 일으킬 뿐만 아니라 기울어진 바닥으로 하중이 집중하게 되어 초기 설계 당시 예상하지 못했던 문제가 유발될 수 있어 건축물 자체의 안전성에도 큰 문제를 야기할 수 있는 문제점이 있다.
일반적으로 상기 절대축소량(10)과 부등축소량(20)은 저층 또는 중층 건축물의 경우에는 코어(31)나 기둥(32) 등의 수직부재에 가해지는 응력이 작고 층수가 낮으므로 절대축소량(10)이 작게 발생되고 또한 부등축소량(20)도 거의 무시할 정도로 작은 값이므로 누적된 축소량은 무시할 수 있을 정도로 작다. 그러나 초고층 건물의 경우에 코어(31)나 기둥(32)이 부담하는 하중이 매우 커지게 되므로 절대축소량(10) 및 부등축소량(20)은 초고층 건물의 설계단계에서부터 고려되어 시공에 직접 반영되어야한다.
따라서, 초고층 건축물의 설계단계에서부터 시공이 완료되어 사용하게 되는 시점까지 건물 내 부재의 축소량을 예측하고 예측된 축소량을 보정해야하므로 건축물을 시공할 때 도 1 (a)의 쇄선과 같이 수직부재를 부등축소량(20)만큼 높이를 높게 증축하여야 한다.
종래의 부등축소량(20) 산정방법을 더욱 자세히 살펴보면, 도 2는 종래의 부등축소량(20) 산정방법에 의한 개념도로 도시된 바와 같이 건축물에서 수평부재를 무시하고 코어(31)나 기둥(32)과 같은 수직부재만을 별도의 독립된 구조물로 취급하여 각 층 위치에서의 절대축소량(10) 및 부등축소량(20)을 구하는 산정방법이 사 용되고 있다. 그러나 상기한 바와 같이 종래의 부등축소량(20) 산정방법은 수평부재인 바닥을 고려하지 않으므로 바닥의 자중 및 바닥에서 생활하는 사람, 가구 등의 사용하중을 전혀 고려하지 못하고, 하중이 바닥을 통하여 인접 수직부재(30)로 전달되는 현상, 거푸집의 설치 및 제거에 따른 하중의 변화, 동바리의 설치 및 해체에 따른 하중의 변화를 반영하지 못하며, 시간에 따라 변화되는 건축물 가설진행상황에 따른 하중의 차이 및 평가도 불가능한 문제점을 가지고 있다.
한편, 초고층 건축물에서 축소량 보정에 따른 시공을 실시할 때 각 층마다 축소량이 서로 다르기 때문에 각 층마다 거푸집의 높이를 달리하여야 하므로 사용부재의 일괄 생산이 어려워지고 시공의 효율성을 감소시키는 자원의 낭비 및 공비, 공기의 손실이 야기되고 있다. 따라서 소정의 층을 단위로 구간을 설정한 다음, 상기 각 구간 내에서는 동일하게 축소량을 보정하는 초고층 건축물의 시공방법이 제시된 바 있다. 그러나 초고층 건축물의 시공방법에서 나타나는 축소량 계산은 상기 종래의 부등축소량(20) 산정방법과 동일한 방식을 사용하고 있어, 시공방법의 개발은 이루어졌으나 부등축소량(20) 자체의 산정방법에 대한 개발은 이루어지지 못하였다.
향후 초고층 건축물의 수요는 계속적으로 늘어날 것이며 갈수록 고층화되고 대형화되므로 지금까지 사용하는 단순한 부등축소량(20) 산정방식으로는 더 이상 적용이 힘들어지는 상황이 도래함에 따라, 고층 건물 건설의 핵심기술 중의 하나인 초고층 건축물의 부등축소량(20) 산정시스템의 개발과 실용화가 이루어져야 하는 실정이다.
(종래기술의 도면부호는 본 발명의 구성과 동일하게 첨가되었다.)
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 수평부재에 의한 수직부재 간의 하중 전달, 동바리·거푸집 설치 및 제거에 따른 하중의 변화를 고려하고 시공순서 및 가설공법 등의 건축물 가설진행상황을 고려하여 초고층 건축물의 부등축소량 산정의 정확도를 높일 수 있으며, 시공진행상황에 맞춰 전체 건축물의 시공진행과정을 예측할 수 있도록 함으로써 본 발명에 따른 다른 목적은 초고층 건축물의 시공 공기 및 공비를 절약할 수 있고 건축물의 시공방법, 진행상황 등을 데이터베이스화하여 건물의 사용성 및 안정성을 높일 수 있는 초고층 건축물의 부등축소량 산정시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 초고층 건축물의 부등축소량 산정시스템은 건축재료, 건물높이, 층수 또는 공사기간을 포함하는 건축물 기본 데이터가 입력되는 입력수단; 가설순서대로 데이터베이스화되어 있는 건축물 가설공법을 검색 비교하여 시공시간의 경과에 따른 전체 건축물의 시간별 가설진행현황이 파악되는 건축물 시공진행현황 산정수단과, 상기 입력수단에 의하여 입력된 콘크리트의 경화정도, 배합조건, 온도 또는 습도정보에 기초하여 각 구조물의 하중분담 비율이 산정되는 건축물 전체의 탄성 또는 비탄성 평가수단을 이용하고, 상기 입력수단을 통해 입력받은 건축물 기본 데이터를 변수로 하여 연산이 수행되어 절대축소량 및 부등축소량이 산정되는 메인서버; 상기 건축물 가설공법 및 상기 메인서버에 의해 산정된 절대축소량 및 부등축소량 정보가 저장되는 데이터베이스서버; 상기 메인서버로부터 얻어진 절대축소량 및 부등축소량 정보를 출력하는 출력수단; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 초고층 건축물의 부등축소량 산정시스템은 상기 전체 건축물의 가설진행현황이 자동적으로 파악되어 전체 건축물의 시공진행과정이 예측 가능하고, 시기별, 지역별로 데이터베이스화되어 있는 건축물 가설공법에 따라 갱신되는 것을 특징으로 한다.
상기 탄성 또는 비탄성 평가수단은 상기 데이터베이스서버에 거푸집이 존재하는지 여부를 판단하고, 존재하는 것으로 판단될 경우 거푸집 형태와 두께에 따라 하중분담비율이 산정되는 거푸집에 의한 하중전달 산정수단; 상기 데이터베이스서버에 동바리가 존재하는지 여부를 판단하고, 존재하는 것으로 판단될 경우 동바리의 단면형태, 개수 및 위치에 따라 하중분담비율이 산정되는 동바리에 의한 하중전달 산정수단; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 초고층 건축물의 부등축소량 산정방법은 건축재료, 건물높이, 층수 또는 공사기간을 포함하는 건축물 기본 데이터가 입력수단에 입력되는 입력단계; 가설순서대로 데이터베이스서버에 데이터베이스화되어 있는 건축물 가설공법을 검색 비교하여 메인서버에서 시공시간의 경과에 따른 전체 건축물의 시간별 가설진행현황이 파악되는 건축물 시공진행현황 산정단계와, 상기 입력수단에 의하여 입력된 콘크리트의 경화정도, 배합조건, 온도 또는 습도정보에 기초하여 메인서버에서 각 구조물의 하중분담 비율이 산정되는 건축물 전체의 탄성 또는 비탄성 평가단계를 바탕으로, 상기 입력수단을 통해 입력받은 건축물 기본 데이터를 변수로 하여 메인서버에서 연산이 수행되어 절대축소량 및 부등축소량이 산정되는 절대축소량 및 부등축소량 산정단계 ; 상기 메인서버에 의해 산정된 절대축소량 및 부등축소량 정보가 데이터베이스서버에 저장되는 저장단계 ; 및 상기 절대축소량 및 부등축소량 결과가 출력되는 출력단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 탄성 평가단계는, 메인서버에서 a) 전체 건축물의 각 부재에 작용하는 하중(Applied Loads)이 산정되는 단계; b) 콘크리트의 탄성계수가 구해지는 단계; c) 거푸집이 존재할 경우 거푸집의 형태와 두께, 동바리의 개수, 위치, 단면적의 요소를 기초로 전체 건축물의 시간에 따른 강성(Stiffness)이 산정되는 단계; d) 상기 a)단계에서 산정된 하중과 상기 c) 단계에서 산정된 강성을 기초로 시간에 따라 각 수직부재에서 발생하는 처짐량이 산정되는 단계; 및 e) 상기 각 수직부재의 처짐량을 참고하여 실제 분담 하중량(Internal Forces)이 산정되는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 비탄성 평가단계는, 메인서버에서 a) 전체 건축물의 각 부재에 작용하는 비탄성 하중(Inelastic Loads)이 산정되는 단계; b) 거푸집이 존재할 경우 거푸집의 형태와 두께, 동바리의 개수, 위치, 단면적의 요소를 기초로 전체 건축물의 시간에 따른 강성(Stiffness)이 산정되는 단계; c) 상기 a)단계에서 산정된 하중과 b)단계에서 산정된 강성을 기초로 시간에 따라 각 수직부재에서 발생하는 처짐량이 산정되는 단계; 및 e) 상기 각 수직부재의 처짐량을 참고하여 실제 분담 하중량(Internal Forces)이 산정되는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 초고층 건축물의 부등축소량 산정시스템 및 방법을 첨부된 도면을 참조로 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 초고층 건축물의 부등축소량(20) 산정시스템의 구성도로 도시된 바와 같이 본 발명은 입력수단(100), 메인서버(200), 데이터베이스서버(300), 출력수단(400)으로 이루어진다.
상기 입력수단(100)은 도시된 바와 같이 입력가능한 컴퓨터 키보드, 마우스 등의 입력할 수 있는 수단이면 가능하고, 상기 입력수단(100)을 통해 입력되는 데 이터는 건축물에 사용되는 재료, 건물 높이, 층수 또는 공사기간을 포함한다. 도시된 바와 같이, PDA와 같은 이동통신단말기를 사용하는 경우 인터넷을 통해 정보를 전송가능한 웹서버가 더 구비되는 것이 바람직하다.
상기 메인서버(200)는 본 발명의 핵심요소로 전체 건축물의 가설진행현황을 파악하는 건축물 시공진행현황 산정수단(210)과 콘크리트의 경화정도, 배합조건, 온도 또는 습도의 영향에 따라 각 구조물의 하중분담 비율을 산정하는 건축물 전체의 탄성 또는 비탄성 평가수단(220)을 바탕으로 상기 입력수단(100)을 통해 입력받은 데이터와 연산을 수행하여 절대축소량(10) 및 부등축소량(20)을 산정한다.
상기 건축물 시공진행현황 산정수단(210)은 건축물 가설공법에 따른 실제 가설 현황 및 가설순서를 그대로 적용시키기 위해 건축물 가설공법을 데이터베이스화하여 임의의 시간이 정해지면, 시간에 따른 건축물의 가설 진행현황이 자동적으로 파악되도록 하고 전체 건축물의 시공진행과정을 예측할 수 있도록 한다. 또한 건축물의 시공방법은 다양한 요소들에 의해 변경될 소지가 있으므로 상기 건축물 시공진행현황 산정수단(210)은 시기별, 지역별 또는 건축물 시공방법에 따라 갱신되는 것이 바람직하다.
상기 탄성 또는 비탄성 평가수단(220)은 거푸집(50)의 존재여부 판단 및 거푸집(50) 형태와 두께에 따라 하중분담비율을 산정하는 거푸집(50)에 의한 하중전달 산정수단과 동바리(60)의 존재여부 판단, 동바리(60)의 단면형태, 개수 및 위치에 따른 하중분담비율을 산정하는 동바리(60)에 의한 하중전달 산정수단을 더 포함한다.
상기 출력수단(400)은 상기 메인서버(200)로부터 얻어진 결과를 출력하는 수단이다.
도 4는 본 발명에 따른 초고층 건축물의 부등축소량(20) 산정시스템의 거푸집(50) 존재여부에 따른 수직하중 분배를 설명하는 개념도이고, 도 5는 본 발명에 따른 초고층 건축물의 부등축소량(20) 산정시스템의 동바리(60) 존치여부에 따른 수직하중 분배를 설명하는 개념도이다.
코어(31)나 기둥(32)과 같은 콘크리트 수직부재(30)에서 발생하는 탄성 또는 비탄성에 의한 축소량은 실제로 그 부재에 작용되는 수직하중(40)에 따라 크게 영향을 받게 된다.
먼저 도 4 (a)에 도시된 바와 같이 거푸집(50)이 있을 경우, 상기 거푸집(50)의 형태와 두께에 따라 전체 수직하중(40)을 콘크리트 수직부재(30)와 상기 거푸집(50)이 부담하게 되고, 도 4 (b)에 도시된 바와 같이 콘크리트가 타설된 후에 거푸집(50)이 제거되었을 경우, 콘크리트 수직부재(30)가 전체 수직하중(40)을 모두 부담하게 된다. 그러나 이 과정에서 콘크리트는 타설 후 시간의 경과에 따라 서서히 경화되므로 동일한 거푸집(50)의 조건이라도 콘크리트의 경화정도(시간의 경과정도)에 따라 콘크리트가 부담하는 하중의 양은 달라지게 되므로 본 발명의 초고층 건축물의 부등축소량(20) 산정시스템에서는 강성(Stiffness, 하중저항성능)의 개념을 도입하여 수직부재(30)에 작용되는 하중을 산정한다.
도 5 (a)는 동바리(60)가 설치된 상태를 나타낸 도면으로, 건축물의 시공에 있어서 바닥을 타설하기 위해서는 먼저, 하부에 동바리(60)를 설치하고 그 위에 수 평 거푸집(50)을 설치한 뒤 콘크리트 수평부재를 타설하게 된다. 이 때, 수평부재의 자중은 동바리(60)와 양측의 수직부재(30)가 각각 나누어 분담하게 되며 분담된 하중은 다시 아래층으로 전달된다. 양측의 수직부재(30)로 분산되는 수직하중(42)의 양은 동바리(60)의 존재여부, 단면형태, 개수 및 위치에 따라 영향을 받으며 상기 거푸집(50)에서와 같이 콘크리트의 경화정도에 따라 콘크리트 부재가 부담하는 수직하중(42)의 양은 달라지게 된다. 콘크리트의 양생이 모두 이루어지면 도 5 (b)와 같이 동바리(60)와 수평 거푸집(50)을 모두 제거하게 되며 이때 수평부재의 자중은 모두 양측의 수직부재(30)로 전달된다. 상기한 바와 같이, 본 발명의 초고층 건축물의 부등축소량(20) 산정 시스템 및 방법은 건축물 가설 시 진행되는 시공진행현황을 반영하고, 건축물 완공 후에는 마감 및 사용하중에 의한 영향을 고려하여 보다 체계적이고 정확한 부등축소량(20)을 산정할 수 있게 되므로 실제 초고층 건축물을 시공하는데 있어 더욱 정밀하게 시공할 수 있고 초고층 건축물의 사용성 및 안전성을 높일 수 있는 장점이 있다.
도 6은 본 발명에 따른 초고층 건축물의 부등축소량(20) 산정방법의 구성도로 도시된 바와 같이 본 발명의 부등축소량(20) 산정방법은 건축물 기본 데이터를 입력하는 단계(S1); 전체 건축물의 가설진행현황을 파악하는 건축물 시공진행현황 산정단계와 콘크리트의 경화정도, 배합조건, 온도 또는 습도의 영향에 따라 각 구조물의 하중분담 비율을 산정하는 건축물 전체의 탄성 또는 비탄성 평가단계를 바탕으로 상기 입력수단(100)을 통해 입력받은 데이터와 연산을 수행하여 절대축소량(10) 및 부등축소량(20)을 산정하는 단계(S2); 산출된 정보를 저장하는 단 계(S3); 상기 절대축소량(10) 및 부등축소량(20)의 산정 결과를 출력하는 단계(S4); 로 이루어진다.
먼저, 입력 단계(S1)는 건축물에 사용되는 재료, 건물 높이, 층수 또는 공사기간과 같은 건축물 기본 데이터를 입력하는 단계이다.
다음으로 절대축소량(10) 및 부등축소량(20) 산정단계(S2)는 건축물 시공진행현황 산정단계를 통해 건축물의 가설진행현황을 파악하고 전체 건축물의 시공진행과정을 예측한 후 탄성 또는 비탄성 평가단계에서 각 구조물의 하중분담 비율을 산정하여 최종 부등축소량(20)을 산정하게 된다. 상기 절대축소량(10) 및 부등축소량(20) 산정단계(S2)에서는 상기 입력단계(S1)에서 설정된 시공시간과 비교하여 시간증분이 필요하다고 판단될 경우 다시 입력단계(S1)에서 시공시간을 설정하고 절대축소량(10) 및 부등축소량(20) 산정단계(S2)를 다시 거치게 된다.
상기 절대축소량(10) 및 부등축소량(20) 산정단계(S2)의 탄성 또는 비탄성 평가단계는 동바리(60) 또는 거푸집(50)에 의한 하중전달수단 평가단계를 포함하고 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 탄성 평가단계는 a) 전체 건축물의 각 부재에 작용하는 하중(Applied Loads)을 산정하는 단계; b) 콘크리트의 탄성계수를 구하는 단계; c) 거푸집(50)의 형태와 두께, 동바리(60)의 개수, 위치, 단면적의 요소를 포함하여 전체 건축물의 시간에 따른 강성(Stiffness)을 산정하는 단계; d) 상기 a)단계에서 설정된 하중과 상기 c) 단계에서 산정된 강성을 기본으로 시간에 따라 각 수직부재(30)에서 발생하는 처짐량을 산정하는 단계; e) 상기 각 수직부재(30)의 처짐량을 통해 실제 분담 하중량을 산정하는 단계; 를 포함하여 이루어지며, 상기 비탄성 평가단계는, a) 전체 건축물의 각 부재에 작용하는 비탄성 하중(Inelastic Loads)을 산정하는 단계; b) 거푸집(50)의 형태와 두께, 동바리(60)의 개수, 위치, 단면적의 요소를 포함하여 전체 건축물의 시간에 따른 강성(Stiffness)을 산정하는 단계; c) 상기 a)단계에서 설정된 하중과 상기 b)단계에서 산정된 강성을 기본으로 시간에 따라 각 수직부재(30)에서 발생하는 처짐량을 산정하는 단계; e) 상기 각 수직부재(30)의 처짐량을 통해 실제 분담 하중량을 산정하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 절대축소량(10)은 탄성에 의한 처짐량(A1)과 비탄성에 의한 처짐량(A2)의 합으로 산출되며, 상기 a) 단계의 비탄성 하중 산정단계는 CEB-FIP, ACI, B3, fib Model에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용하여 산정하게 됨이 바람직하며, 직접적인 실험에 의해 도출되는 실험식을 사용해도 됨은 당연하다.
상기 정보 저장 단계(S3)는 데이터베이스서버(300)를 이용하여 산출된 정보를 저장하는 단계이며, 상기 출력 단계(S4)는 상기 절대축소량(10) 및 부등축소량(20) 결과를 출력하는 단계로 사용자는 상기 출력 단계(S4)에서 시간에 따른 절대축소량(10) 및 부등축소량(20)의 변화와 최종 부등축소량(20)의 결과를 볼 수 있게 된다. 이를 통해, 초고층 건물의 시공 시에 정밀한 시공을 이룰 수 있으며 하자보수를 줄일 수 있게 되어 시간적, 경제적, 인력적 손실을 최소화 할 수 있는 장점이 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 초고층 건축물의 부등축소량 산정시스템 및 산정방법은 건축물 가설 시 진행되는 시공진행현황을 반영하고, 건축물 완공 후에는 마감 및 사용하중에 의한 영향을 고려하여 보다 체계적이고 정확한 부등축소량을 산정할 수 있게 되므로 실제 초고층 건축물을 시공하는데 있어 더욱 정밀하게 시공할 수 있고 초고층 건축물의 사용성 및 안전성을 높일 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 초고층 건물을 건설하기 위한 핵심기술로 고층 건물에 설계 기술력을 높일 수 있으며, 부가적으로 하자보수를 줄일 수 있도록 하여 시간적, 경제적, 인력적 손실을 최소화 할 수 있는 장점이 있다.

Claims (7)

  1. 건축재료, 건물높이, 층수 또는 공사기간을 포함하는 건축물 기본 데이터가 입력되는 입력수단;
    가설순서대로 데이터베이스화되어 있는 건축물 가설공법을 검색 비교하여 시공시간의 경과에 따른 전체 건축물의 시간별 가설진행현황이 자동적으로 파악되어 전체 건축물의 시공진행과정이 예측 가능하고, 시기별, 지역별로 데이터베이스화되어 있는 건축물 가설공법에 따라 갱신되는 건축물 시공진행현황 산정수단과, 상기 입력수단에 의하여 입력된 콘크리트의 경화정도, 배합조건, 온도 또는 습도정보에 기초하여 각 구조물의 하중분담 비율이 산정되는 건축물 전체의 탄성 또는 비탄성 평가수단을 이용하고, 상기 입력수단을 통해 입력받은 건축물 기본 데이터를 변수로 하여 연산이 수행되어 절대축소량 및 부등축소량이 산정되는 메인서버;
    상기 건축물 가설공법 및 상기 메인서버에 의해 산정된 절대축소량 및 부등축소량 정보가 저장되는 데이터베이스서버;
    상기 메인서버로부터 얻어진 절대축소량 및 부등축소량 정보를 출력하는 출력수단; 을 포함하여 이루어지고,
    상기 탄성 또는 비탄성 평가수단은 상기 데이터베이스서버에 거푸집이 존재하는지 여부를 판단하고, 존재하는 것으로 판단될 경우 거푸집 형태와 두께에 따라 하중분담비율이 산정되는 거푸집에 의한 하중전달 산정수단과, 상기 데이터베이스서버에 동바리가 존재하는지 여부를 판단하고, 존재하는 것으로 판단될 경우 동바리의 단면형태, 개수 및 위치에 따라 하중분담비율이 산정되는 동바리에 의한 하중전달 산정수단; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 초고층 건축물의 부등축소량 산정시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 건축재료, 건물높이, 층수 또는 공사기간을 포함하는 건축물 기본 데이터가 입력수단에 입력되는 입력단계;
    가설순서대로 데이터베이스서버에 데이터베이스화되어 있는 건축물 가설공법을 검색 비교하여 메인서버에서 시공시간의 경과에 따른 전체 건축물의 시간별 가설진행현황이 파악되는 건축물 시공진행현황 산정단계와,
    상기 입력수단에 의하여 입력된 콘크리트의 경화정도, 배합조건, 온도 또는 습도정보에 기초하여 메인서버에서 각 구조물의 하중분담 비율이 산정되는 건축물 전체의 탄성 또는 비탄성 평가단계를 바탕으로,
    상기 입력수단을 통해 입력받은 건축물 기본 데이터를 변수로 하여 메인서버에서 연산이 수행되어 절대축소량 및 부등축소량이 산정되는 절대축소량 및 부등축소량 산정단계;
    상기 메인서버에 의해 산정된 절대축소량 및 부등축소량 정보가 데이터베이스서버에 저장되는 저장단계; 및
    상기 절대축소량 및 부등축소량 결과가 출력되는 출력단계; 를 포함하고,
    상기 탄성 평가단계는, 메인서버에서 a) 전체 건축물의 각 부재에 작용하는 하중(Applied Loads)이 산정되는 단계; b) 콘크리트의 탄성계수가 구해지는 단계; c) 거푸집이 존재할 경우 거푸집의 형태와 두께, 동바리의 개수, 위치, 단면적의 요소를 기초로 전체 건축물의 시간에 따른 강성(Stiffness)이 산정되는 단계; d) 상기 a)단계에서 산정된 하중과 상기 c) 단계에서 산정된 강성을 기초로 시간에 따라 각 수직부재에서 발생하는 처짐량이 산정되는 단계; 및 e) 상기 각 수직부재의 처짐량을 참고하여 실제 분담 하중량(Internal Forces)이 산정되는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 비탄성 평가단계는, 메인서버에서
    a) 전체 건축물의 각 부재에 작용하는 비탄성 하중(Inelastic Loads)이 산정되는 단계;
    b) 거푸집이 존재할 경우 거푸집의 형태와 두께, 동바리의 개수, 위치, 단면적의 요소를 기초로 전체 건축물의 시간에 따른 강성(Stiffness)이 산정되는 단계;
    c) 상기 a)단계에서 산정된 하중과 b)단계에서 산정된 강성을 기초로 시간에 따라 각 수직부재에서 발생하는 처짐량이 산정되는 단계; 및
    e) 상기 각 수직부재의 처짐량을 참고하여 실제 분담 하중량(Internal Forces)이 산정되는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 초고층 건축물의 부등축소량 산정방법.
  5. 삭제
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