올림픽 성화대

• 스테인리스 스틸 가스 연소 구조물
• 3D 정적, 동적 및 좌굴 해석
• 중요 서비스 연결을 위한 구조 변위 계산

Tierney & Partners는 호주에서 가장 저명한 토목 및 구조 공학 컨설팅 회사 중 하나로, 2000 시드니 올림픽 개막식에 사용된 올림픽 성화대, 마스트 및 운송 구성 요소의 구조 설계를 담당했습니다. LUSAS Civil & Structural 해석이 이 권위 있는 프로젝트의 개발에 도움을 주었습니다.

개요

8.5톤의 성화대는 스테인리스 스틸로 제작된 펄퍼레이트, 물결 모양의 쉘 구조물로 설계되었습니다. 전체 직경은 10m이며, 중앙에서 0.85m 두께에서 가장자리가 0.15m 두께로 줄어듭니다. 개막식 중에 성화대는 지하에 잠겨 있는 상태에서 경사형 크레들 리프트를 통해 안전한 위치로 올라간 후, 50m 높이의 마스트로 들어올려졌습니다.

복잡한 구조는 정밀한 강성 평가가 필요했습니다. 이는 운송의 여러 단계에서 변위를 보상해야 하는 기계적 구성 요소에 매우 중요했습니다.

설계 개발

성화대는 LUSAS Civil & Structural에서 3D 쉘 요소로 모델링되었으며, 3D 정적, 동적 및 좌굴 해석을 통해 성화대의 자중, 풍 하중 및 최종 위치로 운반하는 동안 발생하는 동적 효과를 조사했습니다. LUSAS는 다양한 일시적 하중 및 지지 조건에서 성화대 구조가 어떻게 작용할지를 보여주었고, 비교적 높은 국부 응력을 가진 여러 부재를 강조했습니다. 사용 중 일부 부재나 연결이 실패할 경우 하중 경로와 전반적인 동작의 재조정이 가능하다는 것을 미리 알 수 있었습니다. 이는 LUSAS 모델과 전체 구조에 대한 신뢰성을 높였습니다.

LUSAS 결과는 쉘의 강성이 이 구조물의 강도와 강성에서 주요한 역할을 한다는 초기 가정을 확인시켰습니다. 물결 모양과 펄퍼레이션 쉘의 기여를 의존하여 내부 프레임과 분리 연결된 덕분에 이 프레임은 매우 가벼울 수 있었습니다. 이는 명백한 비용 효과 외에도 프로젝트 완료가 가까워지면서 장비의 무게가 초기 5톤에서 최종 8.5톤으로 증가하는 데에 있어 매우 중요한 요소로 작용했습니다.

프로젝트 엔지니어인 Zlatko Gashi는 다음과 같이 말합니다: ‘구조의 동작을 신뢰할 수 있고 정확하게 이해해야 할 경우, 모든 관련 구조 구성 요소를 고려해야만 가능하다. 일부 구성 요소를 무시하면 구조의 강도와 강성을 크게 과소 평가할 수 있다. 복잡하고 정교한 구조에는 모든 구조 설계 측면을 처리할 수 있는 모델링 및 해석 도구인 LUSAS가 필요하며, 이는 설계자가 도구의 추가 복잡성으로 부담을 느끼지 않도록 한다. 또한 모델링 전의 세심한 계획과 잠재적인 미래 수정 및 주요 문제를 구상하는 것이 성공적인 설계의 핵심이며, 이를 통해 설계 및 시공 단계에서 모델의 모든 이점을 확보할 수 있다.’

올림픽이 끝난 후 성화대는 올림픽 스타디움에서 불과 몇 백 미터 떨어진 캐시 프리맨 공원(구 오버플로)에 이전되어, 이제는 24개의 스테인리스 스틸 기둥 위에 서있고 지나는 사람들에게 물을 뿌리고 있습니다. 그 기초에는 1,972명의 올림픽 메달리스트와 2,627명의 시드니 올림픽의 패럴림픽 메달리스트 이름이 금, 은, 동의 이름표로 기록되어 있습니다.

캐시 프리맨 공원에서의 유산 형태인 조각/분수로서의 성화대.

“복잡하고 정교한 구조에는 모든 구조 설계 측면을 처리할 수 있는 모델링 및 해석 도구인 LUSAS가 필요하다. 이는 설계자가 도구의 추가 복잡성으로 부담을 느끼지 않도록 한다.”

Zlatko Gashi, 프로젝트 엔지니어, Tierney and Partners