부산시네마센터의 세계 최장 캔틸리버 지붕

부산의 랜드마크이자 부산국제영화제 전용관인 부산시네마센터는 실내/외 극장, 컨벤션홀, 사무실, 다목적 공연장, 식당, 카페등을 갖추고 있는 영상복합문화 공간이다. 부산시네마센터의 이런 문화 공간은 국제영화제 기간 뿐만 아니라 일상적인 사용에 있어서도 유동적이고 복합적인 기능을 제공한다. 이 건축물은 세계적으로 유명한 오스트리아의 쿱 힘멜브라우가 설계하였고 대성CP 엔지니어링에서 Tekla BIM을 적용하여 상세설계를 실시하였다.

세계 최장 캔틸레버 "빅루프"

부산시네마센터에서 가장 눈길을 끄는 것은 야외 두레라움 광장을 덮는 축구장 2.5배 규모의 빅루프이다. 세계 최장 캔틸레버 지붕으로써 기네스북에 등재된 빅루프는 그 길이만도 163m, 너비는 61m에 달한다. 이 거대한 지붕을 지탱하는 기둥은 더블콘 하나 뿐이다. 이 더블콘으로부터 북쪽 방향으로 허공에 떠있는 지붕의 길이는 85m로, 이는 캔틸레버 구조로는 세계에서 가장 긴 지붕이다.

정확한 캠버값

빅루프의 하부는 자유 곡면, 상부는 원형 개구부를 가진 평면이다. 설계단계에서 캔틸레버의 처짐을 감안해 45m 치올림으로 설계했다. 대성 C.P의 이동혁대리에 따르면,  "빅루프의 상세설계에서 가장 어려웠던 부분은 시공 후 캔틸레버의 자중으로 인한 처짐을 감안하여 치올림 시켜 설계해야 하는 부분이었다. 2D 설계로도 가능하나 지난 몇몇 프로젝트에서 설계 오류가 발생되었기 때문에 Tekla 솔루션을 도입하게 되었다. 이것은 다양한 뷰 설정을 가능하게 함으로써, 정확한 캠버값을 적용할 수 있었고 오류 발생을 제거할 수 있었다."

리프트업 공법

해체주의 기법으로 설계되어 하나의 기둥위에 아슬아슬하게 올라앉은 듯한 이 시설물은, 최대 난공사였던 상량식 때 리프트업 공법이란 특이 공법을 사용해 이미 세상의 주목을 받았다. 시공사인 한진중공업의 한 관계자는 "부산시네마센터 공사 현장은 세계 최장 트러스 구조물에 리프트업 공법을 적용한 역사적인 현장"이라고 설명했다.

개념설계에서 상세설계까지 Tekla솔루션 활용

유일하게 빅루프를 지지하는 기둥인 더블콘은 구조체가 노출되어 있어 부재면의 방향 설정이 매우 중요한 부분이었다. 대성C.P 엔지니어링의 이동혁 대리는 Tekla솔루션 및 (주)신기술자문의 지원(구 Tekla Reseller)으로 난제를 해결할 수 있었다고 언급하였다. "우리는 더블콘 초기 컨셉 단계에서 사재 모델링의 방향 설정에 있어 많은 시행착오를 겪었습니다. 사진에서 보는 것처럼, 서로 다른 사이즈를 가진 세 개의 원형으로 구성된 더블콘은 비스듬하게 기울어진 철골 부재들로 이루어져 있고, 각 부재는 서로 다른 회전 값을 가집니다. 우리는 (주)신기술자문의 지원의 도움으로 비스듬한 중심점을 설정할 수 있었고, 이것을 기준으로 서로 다른 회전값을 가지는 각 부재들을 정확히 계산할 수 있었다. 또한,  Tekla의 현실감있는 시뮬레이션은 이렇게 서로 다른 회전값을 가지는 내부면이 중심점을 향하도록 방향 설정을 하는데 있어서 간섭예방 및 발견을 가능하게 하였다."

분절위치 설정

Tekla 3D 모델링은 제작자, 시공자, 설계자 간의 의사소통을 원활히하여 정확한 절점 지점 설정을 가능하게 하였다. 그리고 Tekla 모델에서 제공하는 C.O.G(Center Of Gravity)값은 현장에서 타워크레인을 운영하는데도 큰 도움을 주었다.

정확도 향상

더블콘과 구름다리는 유선형 구조로 각각의 부재마다 다른 회전값을 갖기 때문에 2D로는 표현이 불가능하였다. 대성 C.P엔지니어링의 김병욱 전무는 "Tekla 3D 모델링을 통해 각 부재에 정확한 정보값을 입력하여 설계함으로써 설계 오류를 최소화시켰고 정확도를 향상시킬 수 있었다. 또한 Tekla의 도입으로 제작 오작율 0%를 달성할 수 있었고 제작과 시공에 대한 작업의 효율성을 높일 수 있었다. 이런점에서 Tekla는 최적의 솔루션이라고 생각한다."라고 언급했다.