프로젝트 개요

    • STRUCTURAL ENGINEERING - WSP

좁은 지반의 높은 타워 건축

최근에 완공된 2억 파운드의 다목적 건물인 런던의 Principal Tower는 50층의 높이 이외에도 눈에 띄는 특징이 있습니다. 이 건물은 각 측면에 25m 미만의 십자형으로 배열된 3개의 서로 다른 크기의 볼륨으로 구성된 독특한 설계를 가지고 있습니다. 부분적으로, Principal Tower의 컴팩트한 설계는 건설에 사용할 수 있는 공간이 상대적으로 좁다는 데에서 기인합니다. 또한 이 현장은 6개의 선로가 지나며 영국 전체에서 세 번째로 많은 사람이 오가는 리버풀 스트리트 기차역을 포함한 많은 건물들과 인접해 있었습니다. 이러한 제약 조건과 세부 사항으로 인해, 프로젝트 소유자들은 사용 가능한 공간 내에서 자신들의 비전을 충분히 실현하고 경제성 있는 타워를 건축할 수 있을지 확신하지 못했습니다. 그들은 WSP에 프로젝트 설계를 발주했고, 좁은 공간에서도 건축 가이드 제공은 물론 소유자의 비전 전달이 가능하다는 것을 입증했습니다.

하향식 건설 방식으로 오래된 인프라 보존

WSP는 공간 요구 사항을 충족하는 데 그치지 않고 철도의 지속적인 운영에도 악영향을 미치지 않는 계획을 수립해야 한다는 것을 알고 있었습니다. 이 작업은 철도 위원회에 건물의 설계와 건설이 지속적인 철도 운영이나 빅토리아 시대의 석조 터널에 부정적인 영향을 미치지 않을 것이라는 확신을 주어야 했습니다. 또한 물류 문제를 해결하기 위해 프로젝트 이해 관계자들은 크기 제한 문제를 해소할 수 있는 하향식 건설 방식을 채택하기로 했습니다. 그들은 특이한 설계, 인근 철도, 건설 방법, 기타 수많은 복잡한 세부 사항으로 인해 기존의 설계 소프트웨어로는 프로젝트를 수행할 수 없다는 것을 깨달았습니다.

혁신적인 분석 및 설계로 물류 문제 극복

벤틀리 애플리케이션을 오래 사용해 온 WSP는 굴착, 건설, 건물의 지속적인 수명 동안 여러 잠재적인 설계 및 모델 토양 이동을 분석하기 위해 PLAXIS로 전환했습니다. 분석에 따르면, 맨 아래층의 슬래브를 먼저 건설함으로써 측방향 지지를 제공하여 지하 공사 중 석조 터널을 보호할 수평 지주를 형성시킬 수 있었습니다. WSP는 초기 구상부터 최종적인 세부 사항에 이르기까지 지하 기초 및 토대 설계의 모든 단계에서 RAM Concept를 사용했습니다. 지지대의 탄성 베어링을 보다 단단한 형태가 아닌 부드러운 스프링으로 모델링하는 이 애플리케이션의 기능은 토대의 동작과 기차의 진동 반응에 대한 보다 정확한 모델을 제공했습니다.

확신을 갖고 전진

최적화되고 세부적인 설계는 모든 이해 관계자에게 프로젝트에 대한 확신을 주었으며 타워의 개발을 추진할 수 있는 원동력이 되었습니다. PLAXIS를 이용한 토양 이동에 대한 자세한 분석과 RAM Concept 내에서의 맨 아래층 슬래브 설계는 이 개발을 통해 지하 터널이 훼손되지 않는다는 점을 철도 당국에 명확하게 보여주었습니다. 이에 따라 당국은 프로젝트를 진행할 수 있도록 허가했습니다. WSP는 RAM Concept에서 상부 구조의 여러 요소를 설계함으로써 강화 재료의 사용을 60%(17톤) 줄이면서 엄격한 설계 규정을 준수할 수 있었습니다. 그들은 RAM Concept와 PLAXIS를 통해 자재와 인건비를 모두 줄이는 더 효과적인 설계를 만들었습니다. 타워는 이제 완성되어 런던 스카이라인의 독특한 부분이 되었습니다.

프로젝트 플레이북: PLAXIS, RAM Concept

결과/팩트
  • 사용할 수 있는 공간이 좁았기 때문에 이 2억 파운드짜리 프로젝트는 실행 가능성을 증명할 수 있는 설계 없이는 진행할 수 없었습니다.
  • 세부 설계와 분석을 통해 철도 터널에서 50mm 떨어진 위치에 말뚝을 세워도 타워 설계는 문제없을 것이라는 점이 확인되었습니다.
  • 최적화된 설계를 통해 지원 자재가 60% 줄어들었으며 시공 시 필요한 임시 작업의 양이 줄었습니다.
  • WSP는 RAM Concept와 PLAXIS를 통해 자재와 인건비를 줄이는 보다 효과적인 설계를 만들었습니다.
인용구:
  • “훌륭한 공예품이 뛰어난 도구에 의존하듯이, 엔지니어는 소프트웨어에 의존하여 뛰어난 엔지니어링 솔루션을 만듭니다. 벤틀리의 애플리케이션은 Principal Tower와 같이 고도로 복잡한 프로젝트에 필요한 정밀 엔지니어링 솔루션을 제공하는 데 필수적인 것으로 입증되었습니다.”

    Nello Petriolli 부국장 겸 프로젝트 엔지니어 WSP