롯데월드 타워[잠실타워] 건축 구조 설계

대한민국에서 가장 높은 건물인 롯데월드 타워는 서울의 랜드마크로 잠실에 위치하고 있습니다. 놀이동산인 롯데월드 바로 옆에 제2 롯데월드라는 명칭으로 지어진 타워빌딩입니다. 과거에 가장 높다고 알려져있는 한화 63빌딩의 2배 가까운 높이의 롯데 그룹의 롯데타워는 123층이라는 엄청난 높이로 과연 안전할까 라는 생각을 했을거 같은데 이 건물이 안전한 이유와 어떻게 저렇게 높은 건축물을 지을 수 있는지 구조적인 부분에 대해서 알아보도록 하겠습니다.  

 

 

 

 

 

 

 

 

롯데월드 타워 건축개요

롯데타워 전경 이미지

        구분          내용

• 사업명 : 잠실 제2 롯데월드 신축공사
• 위치 : 서울시 송파구 신청동 29-1 (올림픽로 300)
• 공사기간 : 2010년 11월 11일 ~ 2016년 12월 22일
• 대지면적 : 87,182㎡
• 건축면적 : 36,471.52㎡
• 연면적 : 807,686.07㎡
• 규모 : 지상 123층, 지하 6층
• 설계자 : 해외설계 : KPF, Benoy 국내설계 : 범건축, 서한건축
• 발주처 : 롯데물산, 롯데쇼핑, 호텔롯데
• 시공사 : 롯데건설
• 감리자 : 한미글로벌, 서한종합건축

 

 

 

 

 

 

 

 

 

대만민국의 랜드마크 - 국내 최고 높이의 전망대

• 지상 123층의 높이 555m 규모의 초고층 마천루 → 세계 5위 초고층 건물
• 서쪽의 인천 앞바다와 송도, 남쪽의 아산만까지 넓은 시야 → 가시거리 50km이상
• 2만 천 여개의 커튼월 + 4만 2천 여장의 유리창 → 건물의 부드러운 선표현
• 세계 최고 수준의 내풍, 내진 설계 → 보수적인 기준의 설계 진행
• 롯데월드타워 + 롯데월드몰 → 약 1만명의 상시고용효과와 약 4.3조원의 경제적 파급효과 창출

지상 123층, 지하 6층 규모 : 판매시설, 업무시설, 호텔, 오피스텔, 전망대 등으로 구성 된 국내 최고층 건축물

• 건축물 기초 고정 및 기초 시스템 강화를 통해서 기초와 구조물을 일체화, 안정성 증대하였습니다.
• 건축물의 경량화를 통해서 지진의 횡 하중에 추가 하중이 되는 자중을 제거하였습니다.
• 건축물이 균형을 잡아 대칭의 형태로 계획이 되어 건축물의 비틀림 현상을 방지했습니다.
• 비 구조체를 최소화하여 강성 저하를 방지했습니다. 
• 높은 강도의 주요 구조체를 사용해서 더욱 안전하고 구조에 대한 강도를 높였습니다.

 

주요 횡력저항구조는 평면 중심에 최대 2m 두께의 코어벽체, 외주부에 8개소의 메가기둥, 2개소 아웃리거와 벨트 트러스로 구성되어 있습니다. 건물 전체의 중량은 약 75만 톤으로 코어 벽체가 60% 메가기둥이 40%를 분담했습니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

위 이미지에서 점선으로 체크되어 있는 위쪽부분의 최상층렌턴부에는 다이어그리드구조를 사용했습니다. 중앙부인 1층~104층에는 코어월과 메가칼럼을 이용해서 중간부 중 판매시설부터 오피스텔까지의 바닥구조는 장스팬 팬트럴보와 내부 철골보 및 데크 슬래브로 구성되어 있습니다.  호텔 바닥구조는 두께 225mm~280mm의 플랫슬래브로 계획되었습니다. 지하부에는 매트기초를 사용해서 구조를 계획하였습니다.

구조적 특징

구조적 특징에 대해서 조금 더 자세하게 알아보면 초대형 매트 기초와 코어월과 메가컬럼, 다이어 그리드 공법을 이용하고 코어부에는 아웃리거와 벨트트러스의 방법을 활용하여 구조를 강화하였습니다.

     기초                                                     중앙코아월+메가 칼럼

횡력에 저항하는 시스템으로 중앙 코어월과 메가칼럼이 척추 역할을 해주고 그것을 보강하기 위해 out rigger공법과 belt truss공법을 사용하였습니다. 

롯데타워의 39층~44층, 72층~76층에 위치하여 중앙 코어월과 메가칼럼을 연결해주는 강성이 큰 부재로 횡압렵에 저항하는 구조로 72층~76층, 104층~107층에 위치하여 메가칼럼을 위부에서 트로스로 잡아주는 수평 부재로 횡압력에 저항하는 시스템입니다.

1. 건물 전체 주변부에 두께 1m, 깊이 27m의 콘크리트 차수벽을 암반까지 삽입하여 지하수의 유입을 차단하였습니다.
2. 직경 1M, 길이 30M의 PRD 파일 108개를 사용하여 건물의 하중이 무거운 롯데타워가 버틸 수 있도록 단단한 경암에 지지하게 하였습니다.
3. 고강도 콘크리트를 이용하여 가로 세로 72M,  두께 6.5M의 매트기초를 사용했습니다. Static 지반 스프링과 Dynamic 지반스프링을 적용하여 내진설계를 하였습니다.

86층까지의 구조와 같이 중앙에 위치한 코아월과 외주부를 따라 위치한 8개의 메가컬럼으로 이루어져 있으며 슬라브는 두께 225mm~300mm의 플렛 슬라브 구조로 구성되어있습니다.

장스팬 스팬트럴 보와 그 접합부는 경간을 따라 임의한점에서 휨 성능을 상실하여 바닥골조의 연속적인 붕괴가 발생하지 않도록 설계하였으며,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

호텔기둥은 어느 1개 기둥이 파괴되어도 파괴된 기둥의 상부층 기둥들은 104층~107층의 벨트 트러스에 매달려 지지될 수 있도록 설계입니다.

벨트 트러스의 부재 중 어느 한 부재가 파괴 되어도 호텔 기둥과 랜턴 하중을 지지 할 수 있도록 설계되었습니다.

다이어그리드 구조는 별도의 기둥이나 지지대 없이 철골을 그물망 형태로 연결하여 태풍과 지진 등의 횡압력에 강해 최상부의 흔들림을 잡아주는 구조입니다. 이렇듯 엄청나게 높고 큰 건물인 롯데타워가 안전할 수 있는 이유와 어떻게 하중을 버틸 수 있는지에 대해서 알아보았습니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

잠실이라는 지역은 과거에 한강을 매립하여 땅이 단단하지 않아 싱크홀이 발생하는 등 위험에 대해서 많은 걱정을 하였지만. 최근의 고도로 발달 된 기술력과 지구의 암반에 직접 구조를 박아서 지탱할 수 있는 부분 등은 오히려 지진과 같은 위험에서는 더욱 안전할 수 있다고 합니다.  하지만 최근에 건축물의 붕괴 사고와 같은 위험한 사고들이 계속 일어나는 부분을 보면서 이렇게 거대하고 큰 건축물이 만약 무너지거나 하면 엄청난 인명사고와 재산적인 재난이 일어날 수 있기 때문에 많은 주의와 신경이 필요할 것 입니다.