Trevi drinker

(1) 어떤 걸 계산하는가 파사드 구조 계산 매뉴얼 파트 2.2에서는 하중을 구한 이후에 진행되는 클래딩에 대한 구조 계산을 다룬다. 파사드의 클래딩은 커튼월의 유리판이나 파사드 시스템 중에서도 바깥의 마감층을 일컫는다. 창호나 커튼월의 유리 또한 넓은 의미에서 클래딩이라고 통칭한다면, 구체적으로 클래딩의 두께, 무게, 구조적 성능을 계산하는 게 클래딩 대한 구조계산이다. 두께: 어느 정도 두께가 되어야 하중에 견딜 수 있는지를 계산한다. 두께가 두꺼울수록 구조적 성능이 좋아지지만 반대로 재료비가 많이 들고, 무게가 무거워져 면부재를 지지하는 파사드 구조 부재 역시 커질 수밖에 없다. 무게: 클래딩의 두께와 유닛당 사이즈가 결정되면 파사드 유닛의 무게를 구할 수 있다. 무게는 클래딩을 지지하고 있는 파사..

지난 포스트에서 풍하중을 코드에 입각해서 구하는 실질적인 내용을 다루었다면, 이번 포스트에서는 건물에 작용하는 풍하중의 양상에 대한 개괄적인 이야기를 하면서 풍하중 편을 마무리 지으려고 한다. 건물에 풍하중이 작용할 때는 정압과 부압이라는 두 가지 압력으로 작용한다. (1) 정압 (Pressure) 풍하중에 의해 내부로 눌리는 힘을 받는 양상을 가리켜 정압이라고 한다. 위 그림과 같이 풍하중이 건물에 가해질 때 해당 면은 안쪽으로 눌리게 된다. 따라서 풍방향을 마주 보고 있는 면은 대게 정압이 걸리게 된다. (2) 부압 (Suction) 반대로 풍하중에 의해 외부로 당기는 힘을 받는 양상을 가리켜 부압이라고 한다. 그러나 풍방향과 등져있는 곳에서는 정압이 아닌 부압이 걸리게 되는데, 건물 자체가 바람의 ..

(1) 외장재설계용풍압계수 풍하중은 설계풍압에 풍압을 받는 유효수압면적을 곱한다. 설계풍압은 설계속도압에 외장재설계용풍압계수를 곱하여 구한다. 지난번 포스트에서는 설계풍압을 구하는 방법까지 살펴보았다. 오늘은 외장재설계용풍압계수를 구하는 내용을 다뤄보도록 한다. 기본적으로 설계풍압은 "관측된" 지역별 풍속 값에 건물이 지어진 지형적 상황을 반영하는 여러 안전율을 곱하는 방식으로 산정했다. 그런데 바람이란 파트 1에서 다룬 것처럼 멈춰져있는 정하중이 아닌 동하중이다. 동하중은 아무리 이전 데이터들을 토대로 예측을 해도, 예기치 못한 상황이 발생할 수 있다. 이렇게 관측된 풍속에서 나온 개념이 설계속도압이라면, 예기치 못한 상황을 대비하여 만든 개념이 풍압계수이다. (이 부분은 필자의 해석이다) 정리하자면,..

들어가면서 하중을 구하는 일은 파사드 구조 계산에서 가장 첫 번째로 하는 작업이며 이어지는 모든 계산의 바탕이 되는 작업이다. 특히 파사드에서 절대적으로 중요한 하중은 풍하중이다. 파트 1에서도 얘기가 나왔었지만, 건물이 가볍고 높아지면서 풍하중 이슈가 대두된 것이다. 그렇다면 풍하중은 어떻게 구할 수 있을까? 오늘은 이에 대한 이야기를 해보려고 한다. (1) 코드로 구하는 풍하중 많은 하중과 마찬가지로, 풍하중도 코드에 의거해서 구한다. 여기서 말하는 코드란 building code, 즉 건축법규를 지칭한다. 한국의 경우에는 건축구조설계기준이라는 문서를 통해서 풍하중을 구하는 방법을 명시해두었다. 이 코드는 유럽과 미국 등 국가별로 기준이 다르기 때문에 다른 국가에서는 그에 맞는 계산 식을 사용해 구해..

FSCM 은 다음과 같은 목차들로 구성되어있다. 총 세 개의 큰 파트로 구성되며, Part 1. 은 파사드 구조 계산 시 알아야 하는 기본적, 실전적 개념들과 용어들에 대해 알아본다. Part 2. 에서는 본격적으로 파사드 구조 계산을 실제 작업 흐름에 따라 정리하며 각 단계별 계산 내용들을 구체적으로 다룬다. 그리고 마지막 Part 3. 에서는 구조 계산 툴인 그래스호퍼의 카람바를 이용해 파사드 구조 계산 예제들을 풀어보는 순서로 구성되어 있다. 현재까지 Part 1. 파사드 구조 계산 기본기까지 다루었다. 다음 포스트부터는 Part 2, 실전 파사드 구조 계산에 대한 내용을 공부해본다.

들어가면서 이제 어느덧 파트 1 개념편, 챕터 5 실전 개념편의 마지막 포스트이다. 이번 포스트에서는 바로 직전 포스트에서 다룬 단면 2차 모멘트(이너시아), 단면 계수와 연결되는 개념인 재료의 성질을 나타내는 지표, 탄성 계수와 항복강도에 대해서 정리해보려고 한다. 그러나 마지막으로 간과해서 안 될 것은 이러한 개념들에 묻혀 실질적인 파사드 구조 계산의 구체적인 목표가 무엇인지, 우리가 궁극적으로 계산하고, 판단해야 하는 대상이 무엇인지, 즉 구조 계산을 하는 파사드 엔지니어의 목표에 대한 정리이다. 따라서 부재의 성능을 결정하는 또 다른 주요 요인인 물성에 대한 이야기와 함께 앞서 말한 "목표"에 대해서도 다룬다. (1) 탄성 계수 (Young's modulus) 앞에서도 정말 많이 본 응력-변형률 ..

들어가면서 이제, 어떻게 부재를 설계할지 그 모듈을 정했다. 구조 설계 모듈에 따라 세부적인 내용은 다를 테지만, 궁극적으로 비교하는 대상은 아마 외력(P)과 그 외력에 부재가 대항할 수 있는지, 즉 부재의 강성이다. 외력은 정해진 방법으로 구하는 하중일 것이다. 그렇다면 부재의 강성은 어떻게 파악할까? 부재의 강성에 영향을 주는 두 가지 요인이 있는데, 하나는 단면적이 외력에 얼마나 저항할 수 있는지, 단면적과 형상에 따른 단면 성능이고, 또 다른 하나는 재료 자체가 고유하게 가지고 있는 강성의 크기이다. 오늘은 그 두 요인중 첫 번째 요인, 부재의 단면 성능을 파악하는 데 사용되는 주요 개념인 단면 2차 모멘트와 단면 계수에 대해서 다뤄본다. (1) 도심 도심은 단면 2차 모멘트를 구할 때 반복적으로..

들어가면서 챕터 5에서부터는 파사드 구조 계산할 때 실전에서 사용하는 개념들에 대해서 알아본다. 이번 챕터는 5.1 구조 설계법 5.2 단면 성능 5.3 재료 성능 순으로 진행되며, 이번 포스트에서는 5.1 구조 설계법을 다룬다. 구조 설계법은 건축 구조를 어떤 식으로 계산할지 컨셉을 정하는 단계에서 필요한 도구이다. 즉 구조 계산의 가장 큰 템플릿, 혹은 모듈이라고 표현할 수도 있겠다. 구조 사무실마다 어떤 식으로 계산을 했는지는 다를 수 있지만, 모든 모듈이 구조 계산 결과에 안전율을 가지고 있다. 다시 말하자면, 앞으로 소개할 세가지의 구조 설계법 모두 넉넉하게 건물의 안정 상태를 추구하는 것이다. (1) 허용응력 설계법 허용응력 설계법은 재료 별로 안전율을 적용하는 시스템이다. 사용하는 재료에 따..

들어가면서 지금까지 부재 각각에 가해지는 힘에 대해서 다루었다면, 이번 포스트에서는 그 부재를 지지하고 있는 점에 대해서 이야기를 해보려고 한다. 이렇게 부재에 가해지는 힘이 지반이나 다른 곳을 전달되는 부분을 지지점 (support)라고 하는데 지지점의 종류에 따라서 구하는 반력의 개수가 달라진다. FSCM 은 이후에 그래스호퍼의 카람바를 다루기 때문에 카람바에서의 지점 컴포넌트에 대해서도 짧게 설명한다. (1) 지점의 종류 지점에는 대표적으로 롤러(roller), 힌지(hinge), 고정단(fixed) 가 있다. 각 지점은 구속시키는 방향과 개수가 다르다. 롤러: 굴러가는 방향은 구속되지 않고, 상하 움직임, 즉 직각 방향이 구속된다. X,Y 수평 변위와 회전은 허용된다. 직각 방향만 구속되어 있기 ..

들어가면서 오늘은 힘의 종류 편의 마지막 포스트로, 전단력 (shear force)과 비틀림력 (torsional force)에 대해서 다뤄보도록 하겠다. 두 힘은 비교적 간단한 파사드 구조 계산에서는 심각하게 고려하는 힘은 아니지만, 여전히 부재에 작용하는 대표적인 힘이다. (1) 전단력 전단력은 하나의 부재에 서로 다른 방향의 힘이 작용하여, 부재의 단면을 끓으려는 힘을 일컫는다. 가장 일상적인 예시로는 종이에 구멍을 내는 펀칭기가 있다. 펀칭기는 날카로운 칼날 부분을 이용해서 종이를 순간적으로 내리찍는다. 찍힌 에지에서는 전단력이 작용해, 종이를 끊어내는 것이다. 건축에서의 전단력의 작용은 어떠할까? 전단력을 받는 물체가 변형되는 양상을 살펴보면, 그림과 같이 사각형 단면이 마름모꼴을 이루면서 변형..