골조튜브의 구조설계 - 부산시 신청사 구조설계의 예

◎ 부산시 신청사는 지상 28층, 옥탑 1층의 시본청건물과 지상 16층 옥탑 1층의 경찰청 건물 및 지하 3층, 지상 4층의 저층 공용부분으로 된 건물이다(그림 1.1) 이정도 규모의 중고층 건물(높이 118.60m) 에서는 부산 지역의 강력한 風荷重에 어떻게 지지되게 설계하느냐가 구조 설계의 제일 큰 관심사중의 하나이다. 시본청 평면구성은 경간 13.50m 와 18.00 m로 이루어져 있어 剛接構造(Rigid Frame)에 의한 橫力抵抗은 효과가 적고 또한 수직가새를 설치할 수 있는 코어부분은 평면크기에 비해 상대적으로 적었다. 이러한 여건에서 經濟性, 工期, 건축과 설비의 요구조건을 고려하고 構造材料와 근로자의 技能度를 감안하여 건축에서 설정한 4.5 m를 최대한 이용한 튜브구조형식으로 채택하였다. 내부 평면구성은 4.5 m 간격의 스틸합성덱크 콘크리트 슬래브와 철골보를 쉬어코넥터에 의해 철골, 철근 콘크리트 合成보로 설계하였으며, 기둥과의 접합부는 모두 전단접합(Shear Connection)으로 처리하여 施工性을 높였다. 튜브구조의 특성과 상세설계 신청사의 높이는 튜브구조 적용대상 건물로는 상대적으로 낮은 층고이기 때문에 여러가지 튜브구조의 종류중 骨造 튜브 (Framed Tube)로 설계하였다. 초기설계단계에서는 테두리 보(Spandrel Beam)를 최대로 하고 건물 입면과 맞추기 위해, 테두리 보를 철근콘크리트 보와 철골 보를 한층 걸러서 사용하고, 외부 튜브기둥은 콘크리트 기둥으로 설계하였다.