고층 건물 건설에서 일반적인 구조 강철 시스템

구조 강철 시스템은 고층 건물 건설에 중요한 역할을 합니다. 적절한 구조 강철 시스템의 선택은 이러한 높은 구조물의 안전성과 성능을 보장하는 데 필수적입니다. 고층 건물에서의 구조 강철 시스템 분류는 각각의 장점과 고려 사항이 있는 다양한 옵션을 포함합니다. 이 글에서는 고층 건물에서 일반적으로 사용되는 구조 강철 시스템의 분류를 살펴보겠습니다.

1. 강철 구조물 및 고층 건물 개요

강철 구조물:

강철 구조물는 지지 및 프레이밍의 주요 재료로 강철을 사용하는 건물의 한 유형입니다. 강철 건물은 강도, 내구성, 유연성 등 여러 가지 장점 덕분에 점점 더 인기를 얻고 있습니다.

우선, 강철 구조물은 강하고 내구성이 뛰어나 대형 창고, 공장 등과 같이 넓은 공간을 요구하는 건축에 적합합니다. 게다가, 화재, 지진력 등을 견디는 능력 덕분에 높은 수준의 안전과 보안을 제공할 수 있습니다. 강철 재료는 또한 유연하여 건물 소유자의 요구에 맞는 형태로 쉽게 가공될 수 있습니다.

고층 건물:

고층 건물은 그 높이와 여러 층으로 특징지어집니다. 고층 건물의 건설은 도시 개발에 혁신을 가져와, 도시가 증가하는 인구를 수용하면서도 토지 사용을 극대화할 수 있게 만들었습니다. 제대로 기능하는 건물을 강철이나 콘크리트만으로 건설하는 것은 불가능하기 때문에, 고층 건물은 종종 복합 구조로 분류됩니다.

2. 고층 건물에서의 구조 강철 시스템 분류

고층 건물에서 일반적으로 사용되는 구조 강철 시스템의 분류는 다음과 같습니다:

2.1 강체 프레임 시스템

강체 프레임 시스템은 수직 및 수평 하중을 저항하기 위해 강철 및 철근 콘크리트 건설 모두에서 일반적으로 사용됩니다. 이러한 시스템은 건물 설계에 효과적인 것으로 오랫동안 인정받아 왔습니다. 기둥과 보 사이의 연결 부분이 매우 강하고 강직하게 설계되는 특히 모멘트 프레이밍에서 강체 프레이밍이 있습니다. 이는 이러한 연결이 서로 교차하는 구성 요소 간의 원래 각도를 유지하는 데 책임이 있기 때문에 중요합니다. 보와 기둥이 교차하는 각도는 외부 하중과 힘의 영향 하에서도 변하지 않고 그대로 유지됩니다.

철근 콘크리트 건물에서는 요철의 고유 강직성 덕분에 강체 프레임이 이상적인 선택입니다. 강철 건물에서는 조인트를 수정하여 강직성을 증가시키고 연결의 적절한 강직성을 보장합니다.

2.2 브레이스 프레임 및 전단벽 프레임 시스템

브레이스 프레임 시스템은 수평 하중을 저항하기 위해 대각선 브레이싱 요소를 사용합니다. 이러한 브레이싱은 강철이나 철근 콘크리트로 만들어질 수 있으며 건물 프레임 내에서 전략적으로 배치되어 안정성을 제공합니다. 반면 전단벽 프레임 시스템은 수평 힘에 저항하는 전단벽이라고 하는 수직 벽을 통합합니다. 두 시스템 모두 바람 및 지진력과 같은 수평 하중을 완화하는 데 효과적이며, 고층 건물 설계에서 광범위하게 사용됩니다.

2.3 아웃리거 시스템

아웃리거 시스템은 건물의 코어를 외부 구조물에 연결하는 수평 트러스 또는 벽을 사용하여 추가 강직성을 제공하고 수평 힘을 건물에 고르게 분산시킵니다. 아웃리거 시스템은 중심 코어를 가진 높은 건물에 흔히 사용되며, 흔들림을 줄이고 구조적 성능을 향상시키는 데 특히 효과적입니다.

2.4 프레임 튜브 시스템

프레임 튜브 시스템은 강철, 철근 콘크리트 및 복합 건설에 적합하며 기존 프레임 구조에서 논리적인 발전을 제공합니다. 이 시스템은 매우 높은 건물에서는 효율성이 줄어드는 브레이스 프레임 및 전단벽 프레임 시스템의 대안 역할을 합니다.

프레임 튜브 시스템은 근접하게 배치된 기둥의 그리드로 구성되어 있으며 빔에 의해 상호 연결되어 강직한 튜브 형태의 구조를 형성합니다. 이 시스템은 수평 하중을 튜브를 통해 고르게 분산시켜 추가 브레이싱 요소의 필요성을 줄여 효율적으로 저항합니다. 프레임 튜브 시스템은 우수한 강직성을 제공하고 건축적 유연성을 높이며 고층 건물에서 자주 사용됩니다.

2.5 브레이스 튜브 시스템

브레이스 튜브 시스템은 강철, 철근 콘크리트 및 복합 구조를 포함한 다양한 건설 방법에 사용될 수 있습니다. 이 시스템은 튜브와 같은 구조물의 외부에 대각선 브레이싱을 추가하여 강직성과 효율성을 향상시킵니다. 이 유형의 시스템은 트러스 튜브 또는 외부 대각선 튜브 시스템이라고도 하며, 더 높은 건물에 적합하여 더 큰 높이와 기둥 간의 더 많은 간격을 허용합니다.

브레이스 튜브 시스템은 각 면에 최소한의 대각선을 사용하여 효과적인 솔루션을 제공하며, 코너 기둥과 동시에 교차하여 하중을 지탱합니다. 브레이스 튜브 시스템은 외부 기둥이 수직 및 수평 하중을 함께 지탱하도록 하여 구조의 강직성과 효율성을 향상시킵니다. 결과적으로 더 큰 높이와 기둥 간의 넓은 간격을 허용합니다.

2.6 번들 튜브 시스템

번들 튜브 시스템은 강철, 철근 콘크리트 및 복합 건설에 적합합니다. 단일 프레임 튜브가 높이와 너비 모두의 증가로 인해 구조적 효율성에 충분치 않을 때, 번들 튜브 시스템이 선호됩니다. 이 시스템은 여러 개의 상호 연결된 튜브 또는 코어로 구성되어 있어 수평 힘에 저항하도록 함께 작용합니다.

개별 튜브 또는 코어는 수평 하중을 공유하도록 설계되어 구조의 전체적인 강도와 강직성을 향상시킵니다. 번들 튜브 시스템은 건축적 다재다능성을 제공하고 구조적 효율성을 보장하며, 초고층 건물에서 빈번히 사용됩니다.

위의 내용은 고층 건물 건설에서 일부 일반적인 구조 강철 시스템입니다. 이 글이 유용한 정보를 제공했기를 바랍니다. BMB Steel의 웹사이트를 방문하여 사전 엔지니어링 강철 건물 및 강철 구조물에 대해 더 읽어보세요. 디자인 컨설팅 및 강철 생산 서비스에 대해서도 문의해 주세요.