1) RC 코어 + 철골 외곽 시스템
중앙 RC 코어가 강성을 담당하고, 외곽 철골 프레임이 횡하중/비틀림을 분담하는 하이브리드(복합) 구조.
📑 목차
1. TOP-DOWN 공법 (탑다운공법)
TOP-DOWN 공법은 지하 구조물과 지상 구조물을 동시에 시공하는 공법으로, K-COL 시스템에 최적화된 시공 방법입니다.
K-COL의 TOP-DOWN공법의 주요 특징
- 타설 콘크리트 없음: CFT(Concrete Filled Tube)와 달리 타설 콘크리트가 없어 품질 관리가 용이합니다.
- 동절기 공사 우수: 콘크리트 타설이 필요 없어 동절기 공사 시 공기 단축에 효과적입니다.
- 볼트 체결 방식: 현장 용접이 아닌 볼트 체결 방식을 적용하여 공기 단축 및 품질 관리에 우수합니다.
- 공장 제작: 공장에서 제작되어 현장 시공 시간을 단축할 수 있습니다.
TOP-DOWN 공법과 K-COL의 관계
K-COL은 TOP-DOWN 공법의 특성에 맞춰 설계되었습니다. Cross H형 단면을 활용하여 X방향과 Y방향 모두에서 동일한 구조 성능을 발휘하며, 볼트 체결을 통한 빠른 시공이 가능합니다.
💡 K-COL의 TOP-DOWN공법의 최적화
K-COL은 TOP-DOWN 공법의 장점을 극대화하기 위해 설계되었습니다. 공장 제작, 볼트 체결, 콘크리트 타설 불필요 등의 특징을 통해 공기 단축과 품질 향상을 동시에 달성할 수 있습니다.
2. 구조 계산
K-COL 구조 계산 기능은 Cross H형 단면의 구조 설계를 자동화하여 정확한 구조 계산을 수행합니다.
SRC (Cross H) Design Calculator 인터페이스
SRC (Cross H) Design Calculator 주요 기능
- 단면 타입 선택: Rolled H 또는 Pos-H / Built-UP H 중 선택 가능
- 단면 치수 입력: Major (H1)와 Minor (H2) 단면의 상세 치수 입력 (H, B, tw, tf, r)
- 강재 재료: 강재 등급(SM275, SM355, SM420 등), 항복강도(Fy), 탄성계수(E), 포아송비(v) 설정
- 좌굴 길이 계수: Kx, Ky, Kz 및 횡좌굴 계수(Cb) 설정
- 비지지 길이: Lx, Ly, Lb 입력
- 설계 하중: 축력(Pu), 휨모멘트(Mux, Muy), 전단력(Vux, Vuy) 입력
- 간편 계산: 1-Column에 대한 빠른 구조 계산 수행
- 다중 기둥 계산: 여러 기둥에 대한 일괄 계산 및 결과 비교
계산 결과 항목
- 압축력 검토: Pu/φPn (축력에 대한 압축 강도 비)
- 휨모멘트 검토: Mux/φMnx, Muy/φMny (X, Y 방향 휨 강도 비)
- P-M-M 조합 검토: 축력과 휨모멘트의 조합 검토
- 전단력 검토: Vux/φVnx, Vuy/φVny (X, Y 방향 전단 강도 비)
사용 방법
- 메인 페이지에서 "K-COL Web Software" 메뉴를 클릭합니다.
- 구조 계산 페이지에서 단면 타입을 선택합니다 (Rolled H 또는 Pos-H / Built-UP H).
- Cross H형 단면의 치수를 입력합니다 (H1, B1, tw1, tf1, H2, B2, tw2, tf2 등).
- 강재 등급(SM275, SM355, SM420 등) 및 재료 특성을 설정합니다.
- 좌굴 길이 계수(Kx, Ky, Kz) 및 비지지 길이(Lx, Ly, Lb)를 입력합니다.
- 설계 하중을 입력합니다 (축력, 휨모멘트, 전단력 등).
- "간편계산(1-Column)" 버튼을 클릭하여 구조 계산을 실행합니다.
- 계산 결과를 확인하고, 필요시 단면을 수정하여 재계산합니다.
- 여러 기둥에 대한 계산이 필요한 경우, "Multi Column Execution" 버튼을 사용합니다.
💡 운영자 Control 기능
운영자 권한이 있는 사용자는 "운영자 Control" 섹션을 통해 전체 계산서 출력, A.F.S. Function, SRC (Cross H), A. D. C. Function 등의 고급 기능을 사용할 수 있습니다.
3. 공정관리시스템(제작+현장설치)
공정 관리 시스템은 제작자와 현장 간 실시간으로 제작 공정을 공유하여 효율적인 프로젝트 관리를 지원합니다.
주요 기능
- 실시간 공정 공유: 제작자와 현장 간 일일 입력 데이터를 실시간으로 공유합니다.
- PRD 시공순서 변경 대응: 현장의 PRD(시공순서) 변경에 빠르게 대응할 수 있습니다.
- 제작 공정 모니터링: 제작품 출하 상차 전 제작 공정 현황을 실시간으로 모니터링할 수 있습니다.
- 공정표 관리: 선후단계 공정을 파악할 수 있는 공정표 기능을 제공합니다. (현장기둥설치공정포함)
사용 방법
- 메인 페이지에서 "K-COL Product Schedule" 메뉴를 클릭합니다.
- 프로젝트를 선택합니다.
- "일일 입력" 메뉴에서 일일 제작 현황을 입력합니다.
- "공정표" 메뉴에서 전체 공정을 확인하고 선후단계를 파악합니다.
- "운송 차수" 메뉴에서 운송 일정을 관리합니다.
- 실시간으로 업데이트되는 공정 현황을 모니터링합니다.
4. 현장기둥설치 Mapping
현장 Mapping 기능은 현장에서 기둥 설치 위치를 시각적으로 관리하고 추적할 수 있는 기능입니다. 설치가 완료된 기둥과 미완료된 기둥의 설치완료율을 확인하고 완료된 기둥을 Web Page상에서 시각적으로 확인할 수 있는 기능을 제공한다.
사용 방법
- 메인 페이지에서 "K-COL Web Software" 메뉴를 클릭합니다.
- "Mapping" 메뉴로 이동합니다.
- 건물 평면도를 업로드하거나 직접 그립니다.
- 각 기둥의 위치를 평면도에 표시합니다.
- 기둥 번호 및 단면 정보를 입력합니다.
- 설치 상태를 업데이트합니다 (미설치, 설치 중, 설치 완료 등).
- 설치 일정 및 현황을 실시간으로 확인합니다.
5. Cross H 건물 사례
Cross H형 강재 기둥은 전 세계적으로 다양한 건물 유형에 적용되고 있습니다. Cross H를 이용한 건물은 X방향과 Y방향의 동일한 구조 성능으로 설계가 용이하며, TOP-DOWN 공법 뿐만 아니라 슬래브를 받는 보 및 거더의 기둥접합 특성상 양방향 모멘트를 받는 SRC기둥에 적용이 가능하고 기둥이음은 현장 용접을 사용하지 않고 기둥 플랜지 및 웨브를 현장 볼트 체결 방식으로 공기를 단축할 수 있어 공기단축이 필요한 초고층 건물, 장스팬 오피스 건물, 장경간 내부공간이 필요한 공장기둥, 기하학적 형태를 지닌 복합시설 등 다양한 건축물에 효과적으로 활용되고 있습니다.
오피스 건물
복합시설
기타 건물
6. 초고층 건물 사례
🏢 라흐타 센터 (Lakhta Center)
러시아 상트페테르부르크에 위치한 유럽에서 가장 높은 건물로, Cross H형 강재 기둥이 적용된 대표적인 초고층 건물 사례입니다.
📍
위치
러시아
상트페테르부르크
상트페테르부르크
📏
높이
462m
(87층)
(87층)
📅
완공
2018년
(6년 공사)
(6년 공사)
🏆
수상
CTBUH 2019
최고층 건물상
최고층 건물상
🏗️ 구조시스템 핵심 특징
혹한 환경·연약지반·비틀림 형상을 동시에 고려한 초고층 하이브리드 구조 시스템
2) 비틀림 형상 대응 설계
5개 페탈(petal)이 회전하며 상승하는 형상으로 비틀림 응답이 커질 수 있어 코어·외곽 프레임 결합으로 제어.
3) 초고강도 콘크리트 적용
고강도 콘크리트와 혹한 시공(양생/배합)을 통해 강성·내구성·시공성을 확보.
4) 매트 + 말뚝(Piled Raft) 기초
두꺼운 매트 기초와 다수 말뚝을 결합해 연약지반에서 침하/차등침하를 제어.
5) 첨탑(Spire) 안정성 설계
비거주 첨탑은 자중 최소화와 풍진동 억제가 중심(철골/트러스 + 감쇠 설계).
6) 성능기반 설계
강풍·진동·혹한 시나리오를 고려해 풍동실험과 해석을 병행하고 사용성 기준을 엄격히 적용.
라흐타 타워 전경 및 시공 사진
7. 공장 사진
Cross H형 강재 기둥이 적용된 공장 건물의 실제 사진을 확인하실 수 있습니다. 장경간 내부공간이 필요한 공장기둥에 Cross H형 강재 기둥이 효과적으로 활용되고 있습니다.
공장 사진 1
공장 사진 2
공장 사진 3
공장 사진 4
공장 사진 5
공장 사진 6
8. 가설건축공사
가설건축공사는 Cross H형 강재 기둥을 활용한 임시 구조물 및 가설 건축물에 적용되는 공법입니다. 빠른 시공과 효율적인 구조 설계를 통해 공사 기간을 단축하고 안정적인 구조 성능을 제공합니다.
🏗️ 가설건축공사 사진
가설건축공사 사진 1
가설건축공사 사진 3
9. Cross H 구조적 특징 및 장점과 CFT 비교
Cross H형 강재 기둥의 구조적 특징을 분석하고, CFT(Concrete Filled Tube) 기둥과 비교하여 각 공법의 특성과 적용 범위를 명확히 파악할 수 있습니다.
Cross H 구조적 특징
Cross H형 단면의 구조설계시 일반 H형강과 동일하고 X방향과 Y방향의 단면 2차모멘트가 증가하므로 장주에 효과적이다. 특히 좌굴길이와 좌굴 안정성은 각 방향이 동일하므로 설계가 용이합니다.
Cross H 기둥의 시공적 장점
- TOP-DOWN공법 적용 가능: 타설 콘크리트가 없어 TOP-DOWN 공법에 최적화되어 있습니다.
- 공기 단축: 볼트 체결 방식으로 현장 용접 대비 공기 단축이 가능합니다.
- 품질 관리 용이: 공장 제작으로 품질이 일정하고, 콘크리트 타설이 없어 품질 관리가 용이합니다.
- 동절기 공사 우수: 콘크리트 타설이 필요 없어 동절기 공사에 유리합니다.
- 전문기술자 불필요: 현장볼트체결 및 설치작업에는 용접과 같은 전문기술자가 불필요하여 현장의 인력수급에 장점이 있다.
| 구분 | 작업인원 | 체결기둥수 | 비용/인 |
|---|---|---|---|
| 현장용접이음 | 2인/1조 | 2개/일 | 100만원/개소당 |
| 현장볼트이음 | 2인/1조 | 6개/일 | 10만원/개소당 |
Cross H 기둥 splice detail
⚖️ Cross H vs CFT 비교
| 📋 항목 | 🏗️ Cross H | 🏢 CFT |
|---|---|---|
| 구조 성능 | ✅ X, Y방향 동일한 성능 | 원형/사각형 단면 |
| 시공·이음 방식 | ✅ 볼트 체결 이음 공장 조립 후 현장 볼트 체결 · 용접·용접검사 없이 공기·비용 절감 |
⚠️ 현장 용접 이음 위주 관통형 등 이음부 용접·NDT 등으로 비용·공기 부담 상대적으로 큼 |
| 콘크리트 타설 | ✅ 불필요 | ⚠️ 필요 |
| 공기 | ✅ 단축 가능 | ⚠️ 콘크리트 양생 시간 필요 |
| 서비스 홀 시공 | ✅ 무타설로 불필요 | ⚠️ CFT내채움 콘크리트로 필요 |
| 부력방지 | ✅ 선단부 오픈으로 불필요 | ⚠️ 부력방지대책필요 |
| 동절기 공사 | ✅ 우수 | ⚠️ 콘크리트 타설 제약 |
| 품질 관리 | ✅ 공장 제작으로 일정 | ⚠️ 공장제작 및 현장 콘크리트 타설 품질 관리 필요 |
| 제작비용 | ⚠️ 접합부 형태에 따라 고비용 발생 | ⚠️ 접합부 제작-고비용 |
| TOP-DOWN 공법 | ✅ 본설 + 가설기둥 적용 | ⚠️ 제한적(가설기둥 적용 불가) |
10. A.F.S 기능 탑재(예정)
A.F.S (Auto Find Section) 기능이 탑재될 예정입니다.
11. A. D. C 기능 탑재(예정)
A. D. C (Auto Design Column) 기능이 탑재될 예정입니다.