개발배경

초고층건물의 대부분 구조시스템에 아웃리거 구조가 적용되는데, 구조안전성을 확보하기 위해서 특수한 접합방법을 적용한다. 이 경우 시공성, 유지관리, 구조품질 측면에 많은 문제가 발생된다.

공법비교

기술원리

실적 및 효과

현장 적용 효과	내용
1. 공기 단축	해당 아웃리거중에서 약 1개월 절감
2. 기존공법 대체효과	유압적 설치 생략, 용접감소, Shim Plate 해체비용 생략, 인건비 절감
3. 시공성 및 품질향상	계측불필요, 오차범위 1~2mm 유지
4. 구조물량 절감	설계단계 댐퍼효과 적용시 구조물량 감소
총합계	전체 골조 공사비 절감 효과

기술원리

• HY-CALM : Hybrid Controlling, Absorbing and Lessening Measure
• 고감쇠고무 및 강재를 이용한 스텝알고리즘형 풍지진 복합제진댐퍼 기술(방재신기술 제 31호)

기술원리

• 점탄성요소 : 풍하중시 작은변위에 대하여 높은 에너지를 흡수하는 고감쇠고무
• 강재이력요소 : 지진하중에 의한 큰 변형 발생시 변형을 통해 큰 에너지를 소산하는 강재핀

하중별 구조거동

• 작은변위(풍하중) : 댐퍼에 의한 감쇠율 증가
• 큰변위(지진하중) : 댐퍼의 에너지 흡수에 따른 구조체 손상 최소화

시공프로세스

적용효과

	수원인계동주상복합	송도OK센터
조감도
개요	34F, 109.5m(2타워) (93개/타워당)	60F, 208.6m(2타워) (56개/타워당)
적용효과	풍진동 거주성능 향상	구조설계 최적화 및 풍진동 거주성능 향상

개요

사장교 가설시 기존 내풍케이블 대신 주탑부에 교축 방향으로 수평방향 제진장치를 설치하여 풍하중에 의한 주형부의 상하 진동을 저감하고 가설안정성을 확보하는 기술

동적풍하중 해석

임의진동(Random Vibration) 이론에 기반하여 실제 구조물의 풍하중을 산정하여 진동제어효율을 평가함으로써 TMD/AMD와 같은 제진장치를 이용한 내풍안정화 공법 도입이 가능

내풍케이블 공법의 문제점

• 내풍케이블에 의한 항로간섭 및 충돌위험(해상교량의 경우 대부분 선박항로에 시공)

TMD/AMD 공법의 장점

	내풍케이블 공법	TMD/AMD 공법
설계	가설단계별 임시 케이블 설계 가설기초 설계/안정성 검토 보강형과 기초 정착부 설계	풍동실험을 통한 최적 설계(안전, 경제성) 가설기초/정착부 설계 불필요
시공	해상에서 가설기초 작업시 해저준설/항타 시공성 저하 수중 작업자 재해위험 노출	간단한 기계장치를 공장 제작하여 현장 설치 작업환경과 시공성 우수
운영	태풍 경보시 신속한 케이블 인양/연결/긴장 작업 필요 갑작스런 돌풍에 대처하기 어려움	가설단계에 따라 제진장치 미리 튜닝 시공중 안전하고 지속적인 제진성능 확보 가능
경제성	가설기초가 반드시 필요하여 지반조건에 따라 매우 큰 가설비용 발생 기초 가설에 따른 공기 소요	가설기초공 제외에 따라 시공성 및 경제성 우수 공기단축
방재	준설 및 항타로 인한 해양오염/수질악화 선박충돌 위험 상존	해양 오염 요인 공정을 제외한 친환경 기술 선박충돌 등 재해 위험 저감

적용사례

• 교량개요 : 108+230+230+108=676m, 폭원 22.0m 왕복 4차로 합성형 사장교
• 기존공법대비 35% 원가절감, 42일 공기 단축
• 구조감쇠비증가 : 0.5% → 3.5%

거가대교 3주탑사장교 TMD 제원
이동질량	24ton
교량 Modal 질량	6,000ton
TMD 질량비	0.004
최대 Stroke	±300cm
제진장치 크기(m)	4.30 x 4.04 x 8.39

건설신기술 제 613호 : 사장교 가설시 진자형 TMD를 이용한 내풍안정화 공법

• 초장대교량에 적용가능한 연직 및 비틀림 방향 제진용 능동형 제진장치 개발
• 모형실험을 통해 제진성능 검증