[건축/공학]육교 설계 레포트(아치 트러스, 케이블)

목차

서론
본론
결론

본문내용

도입된 인장력일 경우 기둥의 스테이 케이블 가구보강용 케이블, 가구시스템에 있어서 휨의 평형조건으로 발생하는 인장력일 경우 타이케이블 서스펜션 케이블 또는 케이블만에 의한 구조시스템의 안정화를 위하여 도입되는 인장력일 경우 케이블거더, 케이블네트 등으로 분
류할 수 있다.
④ 케이블 지지 구조
케이블구조에서 케이블은 보나 건물과 같은 구성요소를 지지하기 위한 인장기둥이나 현수부재로서 작용한다. 다중케이블 시스템의 배열은 모든 케이블이 타워의 꼭대기에 연결되는 팬 모양이거나 경사재가 평행하게 배치도는 하아프 모양으로 구성된다
⑤ 케이블 보 구조
케이블 보구조는 평행형 혹은 방사형으로 배치되고 단층이나 복층구조로 구성된다.케이블 보구조의 일반적인 스팬은 50-150m 범위이다.
버지니아 Chantilly의
Dulles국제공항으로 켄틸레버 형식의
현수지붕은 바깥으로 내밀은 거대한
콘크리트 기둥에 의해서 하중이
상충된다.
⑥ 케이블의 재료
stranded rope : 원칙적으로 옆 strand는 6가닥이다. 옆 strand와 같은 구성의 중심을 배치한 공신형과 7x7의 로프 중심을 배치한 CFRC형이 있다.유연성이 풍부, 신축성이 크다.
spiral rope : 심선의 주변에 여러층의 측선을 꼬아 맞춘다. 넓은 의미에서는 로크드(locked) 코일을 포함하지만, 작게보면 둥근 wire선의 줄기로 구성된 것이다. 형상은 strand 로프의 1 strand와 동일하다. 유연성은 약하지만, 신축성이 작다.
locked coil rope : 둥근선의 spiral 로프를 중심으로 하여 배치하고 가장 바깥층의 2~5층이 다른 style의 선으로 구성된 것.유연성, 신축성과 함께 spiral 로프와 동등하며, 또한 수밀성이 우수
parallel wire strand : 둥근 wire선을 묶어, 외곽단면을 육각형에 마무리한 것으로 주로 장대 케이블교의 main cable로 사용되고 있다.인장특성이 가장 우수하지만, 유연성이 가장 작다.
Non-grout type PWS : 둥근 wire선을 묶어 완만한 피치로 꼰 외곽단면이 원형으로써, 사장교의 main cable로써 사용되고 있다. 원칙적으로 플라스틱을 피복하지만 피복없이 사용할 수도 있다.인장 특성은 평행선 strand와 비슷하지만, 유연성은 그보다 우수함.
Prestressing strand : 피복 PC강꼼선은 여러가닥 묶어서 외관에 삽입한 것과 PC강꼼선을 7가닥 혹은 19가닥 꼬아 맞추어서 플라스틱을 피복한 것 등이 있다.인장특성ㆍ유연성등이 피복 평행선과 비슷하다.
■ Construction Detail
* 아치 구조
사진속 왼쪽의 사각 박스는 워터 스크린으로서 육교의 지대대 역할을 같이 해준다. 그곳에서 뻗어나온 케이블 선들은 육교의 하단부 4분 점들을 이어 육교가 버틸수 있는 버팀목이 되어준다. 또 양옆은 3힌치 판형 아치형태 의 구조로 되어있다.
아치교의 특징이자 장점은 모멘트를 극소화 시키고 축력만을 받도록 함으로서 사용부재가 튼튼한 재료이면 그 지간을 늘릴 수 있다는 점이다. 반면 단점이라면 긴 지간의 모든 하중을 축력으로 받기에 지점부에는 엄청난 반력이 오게 되는데 아치교는 기초지반이 연약하면 가설이 어렵다는 점이다.
-> 기초 지반을 튼튼하게 두어 아치 구조를 가설 하였다.
아치 상부에 누르는 힘(수직 항력)이 작용하면 그 힘들은 기둥을 따라 분산된다.
* 트러스 구조
측면에서 본 아치에 다시 트러스 구
조를 넣었다. 그리고 육교 상단 부
분은 각각의 아치를 이어주는 보를
두었다.
-> 부재력은 축 방향력만 발생한다
2차 응력이 발생하나 그 영향력은
미비하므로 무시할만하다.
내풍성이 좋고 강성확보가 용이하다.
설계시 전체의 좌굴에 유의하고 진동이 발생하기 쉬우므로 상판의 강성에 유의 하여야 한다.
외력(수평항력)이 작용할 때 힘들은 각각의 보 로분산된다
이 부분은 각부분의 외력이 모여서 아래의 기둥으로 전달 된다.
* 케이블 구조
앵커 케이블 트레이 시스템으로 설계되어 워터 스크린은 앵커를 통해 직접 뒷산에 연결되고 워터스크린에 연결된 케이블은 육교 전체의 하중을 잡아당겨 하중이 케이블과 앵커를 통해 산에 전달되도록 설치되었다.
-> 앵커 케이블 트레이 시스템 (Anchor cable tray system) 이라는 구조로 설계를 하였다.
상부의 외력들이 보를 통해 전달되고 다시 그 하중들은 케이블을 통해 왼쪽의 워터 스크린으로 전달되어 지반으로 전달된다.
■ Conclusion
스케일은 1/100 으로 생각하여 설계하였습니다..
길이가 대략 22미터였고 폭은 4.5미터 높이는 2.4미터입니다. 도로법에 의하면 고속도로의 차선의 길이는 10m,10m(도색, 공백)입니다. 그리고 국도 및 지방도는 5m, 8m, 시가지내 도로는 3m, 5m입니다. 그래서 저는 시가지내 왕복 2차선의 도로가 지난다는 생각을 가지고 만들었습니다. 높이는 2.4미터로 승용차와 보통의 트럭은 지날 수 있으나 화물차나 기타 높이가 높은 차량은 지날 수 없는 도심의 육교입니다. 너비를 4.5미터로 두어 보행자들은 200인 이상 보행 가능하도록 하였습니다. 이유는 도심지이면서도 워터 스크린등의 조형이 있는 곳 이라 유동인구가 많다고 생각했기 때문입니다.
육교의 구조는 외력의 분산을 통해 전체적으로 육교는 수직, 수평력을 잘견딜수 있을것 같았습니다. 케이블을 통하여 중량이나 충격에 의해 약간은 흔들리도록 되어있어 온도나 하중에 의한 변형을 막을수 있을것 같았습니다.
산에 앵커로 연결된 부분을 표현을 못하여 워터 스크린을 산과 함께 표현 하였는데 수직, 수평 외력이 아치의 트러스를 통해 이동하고 보로 또다시 케이블로 그리고 산의 앵커로 전달되어 최종적으로 지반에 도달하게 된다면 그 힘은 현저히 줄어들어 미비해 질것입니다. 그러므로 보행자들은 안심하고 육교를 건널수 있을것이고,
디자인적으로 보면 워터 스크린과 아치형 구조를 통해 아름다움을 느낄수 있을것입니다. 도심의 삭막함 속에 뒤편의 산을 바라보며 건널수 있기 때문에 잠시나마 일률적인 건물과 빽빽한 상가와 간판 차들을 잊고 산속을 걷고있다는 착각도 느낄수 있을 것입니다.

키워드

아치,   육교,   설계,   트러스,   케이블,   건축,   공학,   실험