초고층 건물의 시공법 Feat. 롯데타워를 중심으로



흔히 마천루라고도 불리우는 초고층 건물,

이러한 초고층 건물이 '지진과 강풍에 어떻게 무너지지 않고 잘 버틸 수 있는 지'에 대해서 중점적으로 살펴 볼 예정이다.


롯데월드타워

국내에서 가장 높은 초고층 건물로써 555m의 높이를 자랑한다.


딱딱하게 바로 기술력을 설명하기 보다 롯데타워가 지닌 특징에 대해서 먼저 말씀드리자면


한국 전통의 곡선미

타워의 곡선은 고려청자, 한복, 한옥 처마 등 한국적 전통 소재가 지닌 유려한 아름다움을 연상시켜준다.





과거에 이렇게 높은 건물이 탄생할 것이라는 사실을 상상이나 해봤을까? 

어떤 시공법


1. 지반 시공

 555m에 달하는 롯데타워의 하중을 버티기 위해서는 지반이 탄탄해야 한다. 

이에 암반대 38M 깊이의 터를 파서 세로 30M 가로 1M의 콘크리트 파일 108개를 사용하여 지반을 튼튼하게 보강하였다.




2. 80Mpa 고강도 콘크리트

일반 콘크리트 강도의 3배에 달하는 고강도 콘크리트는 작은 주사위 사이즈에 성인 남성 12명의 무게를 지탱할 수 있을 정도로 매우 단단하다.

이 콘크리트는 지반과 건물에 두루 사용되었는데 놀라운 점은 

축구장 크기의 지반을 채우기 위해서는 타설(콘크리트를 지반에 채우는 것)을 연속으로 해야 한다는 점에 있었다. 

바로 시멘트의 빨리 굳어버리는 성질 때문이다.

실제로 고압펌프 23대, 타설인력 600여명, 고강도 콘크리트 8만톤 가량이 사용되었다고한다.



3. 아웃리거&벨트트러스 (Outrigger & Belt Truss)

초고층 건물에 있어서 가장 많이 가지는 의문들 중 하나는 ‘지진과 태풍에 어떻게 견딜 수 있는 가’라는 질문이다.

건물이 40층 이상되면 횡적 저항을 기존의 내진설계만으로는 견디기가 어렵다. 

이에 따라 횡력저항구조방식이 더 해지는데 그 중 하나가 아웃리거 & 벨트트러스 구조이다.

이 구조에 대해서 쉽게 설명하자면, 지팡이를 짚고있는 사람의 모습을 상상하면 이해가 쉽다. 가만히 서 있는 채로 누군가 나를 밀면 다리를 벌리고 서 있지 않는 이상 넘어질 수 밖에 없다. 하지만 지팡이를 짚고 있다면, 그냥 서 있을 때보다 더 강력한 힘이 있어야 넘어진다. 

이때, 차렷자세의 사람은 코어 기둥에 해당되고, 몸과 수직으로 벌린 팔은 아우트리거(Outrigger), 지팡이를 움켜잡고 있는 손은 벨트트러스(Belt Truss), 지팡이는 외주부 기둥에 해당한다.


그런데 롯데타워는 사람을 기준으로 8개의 지팡이가 원으로 둘러쌓여 있다. 이 원리를 통해서 강력한 바람이나 지진 등의 저항에 견딜 수 있는 것이다.

실제로 롯데타워는 진도 9의 강진, 초속 80m의 태풍을 이겨낼 수 있다.

이는 일본의 고베 지진, 허리케인 카트리나보다 강력한 태풍을 이겨낼 수 있다는 것이다. 

실제로 이 구조는 매우 강력하여 비행기가 부딪히는 실험을 했을 때에도 어떠한 손상없이 멀쩡하였다고 한다.




 4. 기타 기술

이 밖에도 건설 시간 단축을 위해서 콘크리트를 빠르게 높은 위치로 올리기 위한 '수직 압송 기술' 

건물을 빠른 시간안에 높이 올리기 위한 '자동 상승 거푸집' 등이 사용되었다.



오늘은 초고층 건물이 쉽게 무너지지 않게 하는 시공방법들에 대해서 살펴보았다.

롯데타워의 무게는 서울시 전체인구의 무게와 똑같다고 한다.

그만큼 수많은 사람들의 노력과 시간과 많은 시공법이 사용되었겠지만

다른 시공법에 대해서는 추후에 다루도록 하겠다.

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