테라 니트램 프릴 타워의 열화된 콘크리트 대체 모델링

• 복합 콘크리트 리퍼브 작업

• 탑의 고온도 응력 집중 지역을 평가하기 위한 글로벌 모델링

• ‘생성과 소멸’ 요소를 이용한 단계별 시공 해석을 위한 지역 모델링

글로벌 모델링

자세한 단계별 시공 디자인에 앞서, LUSAS 해석을 통해 구조물 전체를 대상으로 하중, 플랜트, 순환 및 바람 하중을 평가하여 타워의 현재 열화된 상태와 원래 상태에서의 구조적 거동을 확인했습니다. 수리 지역에 대해서는 고운 메시 나누기를 사용하였고, 플랜트 하우스로부터 멀리 떨어진 지역에서는 거친 메시 나누기를 사용했습니다.

원래 모델의 결과는 구조의 거동을 확인하고 높은 응력이 발생할 수 있는 영역을 식별했습니다. 열화된 모든 영역의 탄성 모듈이 감소된 모델의 결과는 암모늄 질산 공격에 의해 원래의 힘이 재분배된 방법을 보여주었고, 수리 작업이 시급하게 필요함을 나타냈습니다. 이 후속 분석은 수리 시퀀스를 유도하는 데 매우 유용했습니다. 총 100m² 이상의 드롭 샤프트 벽과 플랜트 하우스 여러 레벨에서 손상된 보, 기둥, 슬래브 및 벽이 교체해야 했습니다.

LUSAS의 생명과 소멸 기능

복잡한 구조 수리 시퀀스는 LUSAS에서 생명과 소멸 기능을 사용하여 모델링되었습니다. 요소가 비활성화되어 콘크리트 제거 지역을 시뮬레이션함으로써 모델의 응력 재배분이 이루어졌습니다. 수리 이후에는 해당 요소가 새로운 재료 특성과 함께 재활성화됩니다. 이러한 방식으로 타워의 모든 수리 단계에 대한 구조 평가가 이루어졌습니다. 여기에는 구조가 항상 안전하게 유지되도록 주요 임시 작업인 지지 프레임, 지지대 및 잭의 사용이 포함됩니다.

단계별 수리 시퀀스의 모델링

플랜트 하우스의 가장 낮은 수준에서 일부 지역 패치 수리가 필요했지만, 가장 광범위한 수리가 필요한 지역은 5층과 100m 레벨의 지붕 사이였습니다. 플랜트 하우스의 각 층은 서로 다른 문제를 제기하며 적절한 수리 시퀀스와 임시 지지 배열이 필요했습니다. 수리 시퀀스의 각 단계에서, LUSAS를 사용하여 임시 지지대, 지지 프레임 및 벽, 기둥, 보 및 바닥 슬래브의 힘을 검토하여 구조가 안전하게 유지되었는지 확인했습니다. 임시 지지 프레임의 계산된 변위는 현장 측정값과 비교되어 예상하지 못한 상황이 발생하지 않았는지 확인되었습니다. 일반적으로, 좋은 상관관계가 확보되어 LUSAS 모델링과 디자인 해석의 유효성을 확인했습니다.

이전 드롭 샤프트 벽의 패치 수리는 1m x 2m 면적을 초과하지 않는 교대 패널의 단계별 교체를 권장했지만, 적절한 임시 작업을 포함한 잭킹을 사용하여 LUSAS는 그보다 훨씬 더 큰 면적을 한 번에 제거하고 수리할 수 있음을 확인했습니다.