건설기술 특허연구회

서부 최고 73층 '윌셔그랜드'첨단 내진공법 건축계 주목

최상층까지 '콘크리트 심' 세우는 디자인
방대한 지진정보 취합 안정성 시뮬레이션

미서부 최고층 빌딩으로 LA에 건설중인 한진그룹의 73층 '윌셔그랜드호텔'(조감도) 프로젝트의 최첨단 내진공법을 LA타임스가 2일 소개했다. 신문은 '야망(Grand Ambition): 인간과 자연의 대결(Man vs. nature)'이라는 제목으로 1면 등 3개 면에 걸쳐 특집기사로 자세히 보도했다.

내진공법의 핵심은 건물 한가운데에 바닥부터 최상층까지 세워지는 거대한 콘크리트 코어와 코어 지지 기둥, 코어와 기둥을 연결하는 특수구조장치들이다.

콘크리트 코어는 건물 한가운데에 바닥부터 최상층까지 세운 거대한 '콘크리트 심'을 말한다. 코어를 둘러싸고 지지대 역할을 하는 바깥 기둥 20개가 세워진다.

기둥과 코어의 연결은 첨단 공법의 요체인 '아웃리거'로 해결했다. 아웃리거는 초고층 건물을 3개 부분으로 나눠 대나무 마디처럼 바람과 지진의 횡압력을 견딜 수 있게 한다. 아웃리거를 지탱할 또 다른 철골보강재인 '휨방지 가새(BRB·Buckling Restrained Brace)' 170개도 투입됐다.

건물은 강풍이나 대규모 지진시 충격을 흡수할 수 있게 흔들리도록 설계됐다. 최고층인 73층을 기준으로 시간당 160마일의 강풍이 불경우 남북으로는 2~4피트, 동서로는 3~7.5인치 흔들린다. 규모 8 지진 상황에선 남북으로 8피트, 동서로 4피트로 휘청거리게 된다.

설계가 완료됐지만 문제는 이 디자인이 실제 지진에서 견딜 수 있을지 여부였다. 객실 및 사무실 900개와 콘크리트 코어, 수용최대인원 등을 합한 건물의 하중은 무려 3억3000만 파운드였다.

이 디자인을 놓고 2년간 공학자들이 씨름했다. 지질공학전문업체 AMEC과 가주지진연구소, 남가주지진센터가 가주내 100개 단층대 정보와 전세계 173개 지진의 3551개 기록을 더했다.

방대한 기록을 바탕으로 건물에 가장 큰 피해를 줄 수 있는 규모 4~8사이 지진 시나리오 11개를 추출했다. 이 시나리오에 지진안정성 시뮬레이션을 돌렸다. 컴퓨터에 건물의 콘크리트 심과 기둥, 벽 등의 강도, 탄력성 등 무려 11만2500개 정보의 라인이 입력됐다.

초기 시뮬레이션에서 건물은 무너졌지만, 콘크리트와 강철 합판, BRB를 추가한 끝에 현재 설계안이 시뮬레이션에서 통과했다.

정구현 기자

출처 : 중앙일보(http://www.koreadaily.com/news/read.asp?art_id=2939099)