건물의 노후화, 거주욕구 향상, 재건축 시장의 위축 등 건설 환경의 변화에 따른 대안의 일환으로 리모델링이 대두되고 있다. 실제로 선진국보다 건설 투자대비 리모델링 비중은 낮지만 도시 지역의 사무실 상업용 건물 등 비 주택 부분을 중심으로 리모델링 시장이 빠르게 성장하고 있다. 리모델링 시장의 규모는 2000년에서 2010년까지 향후 10년간 9조 5천억 원에서 19조원으로 성장하고, 전체 건설 시장에서 리모델링이 차지하는 비중은 8~10%에서 15~20%로 커질 것으로 예상된다. 이렇게 거대한 시장이 형성되는 이유는 리모델링을 통하여 면적당 임대수익을 증가시킬 수 있고 기능개선으로 당해 건물에 대한 수요를 높일 수 있으며 매각 시 건물의 가치가 상승될 수 있기 때문이다.
여러 용도의 건물 중에서도 병원건축의 경우 일반건축에 비해 기능의 복잡함과 함께 의료요구의 양적 증가 의학 및 의료 기술의 발달, 그리고 사회 환경 등의 변화에 따라 건축적인 변화의 요구가 많은 시설이다. 즉 건축 초기에 예상하기 힘든 내용적인 변화가 일어날 가능성이 매우 큰 곳이므로 병원 건물의 리모델링은 필연적이다. 보건복지부 통계연보에 따른 국내 종합병원의 연대별 설립 현황을 살펴보면 건립된 지 15년 이상 경과된 종합병원이 우리나라 전체 종합병원의 약 절반 정도를 차지하고 있어 앞으로 더욱더 병원 건물의 리모델링이 활발히 진행될 것으로 예상된다.
병원이라는 특수성은 타 용도의 건물에 비해 증축공사의 시행에 많은 어려움을 동반한다. 첫째 병원에 입원해 있는 환자에게 피해가 가지 않도록 시공이 이루어져야 할 것이다. 또한 병원에는 의료기술의 발달로 고가의 장벽들이 많이 갖추어져 있는데 이 또한 조심스럽게 다루어져야 하므로 시공단계에 있어서 이를 고려하여야 한다. 즉 공사시 최소한의 진동과 소음으로 공사가 진행되어야 할 것이다. 증축할 수 있는 대지가 충분하다면 독립형 증축이나 별동형 증축으로 공사시 난점을 어느 정도 해결할 수 있겠지만 만일 증축할 수 있는 대지가 충분하지 않다면 수직, 수평 증축만이 가능하게 되는데 이 경우에는 기존 건물을 최대한 보존한 상태에서 증축할 수 있는 시스템이 필요하다.
따라서 본 연구에서는 기존 건물을 그대로 유지하면서 수직, 수평 방향의 증축을 모두 할 수 있는 구조 시스템에 대하여 연구하고자 한다. 증축할 수 있는 모든 구조 시스템에 관하여 연구하기보다 증축시 많이 사용하는 철골조 구조 시스템을 중심으로 하여 시공이 용이한 경제적인 새로운 공법을 제안하고 타 구조 시스템과 비교 분석하는 것이 본 연구의 목적이며 연구 결과는 다음과 같다.
(1) SCT 공법은 수직 증축되는 부분의 하중을 지붕층 트리스를 통해 수평 방향 증축되는 부분으로 전달시켜 기존 건물의 보수 보강을 최소화 할 수 있다.
(2) 수원 월드컵 경기장의 지붕 구조는 SCT 공법과 유사한 캔틸레버 트라스 구조로 이미 시공된 사례와 비교 분석함으로써 SCT 공법이 안전성 및 시공성에 무리가 없음이 검증되었다.
(3) 풍하중에 대한 변위를 해석한 결과 X방향 풍변위 1.44cm, Y방향 풍변위 1.16cm로 모두 H/500(H : 건물고)보다 작게 나타나 풍하중에 대해 안전함을 검증하였다.
(4) 고정하중을 골조 자중, 슬래브 자중, 마감 자중 세 부분으로 나누어 해석한 결과 골조 자중에 의한 처짐은 평균 3.06cm, 슬래브 자중에 의한 처짐은 평균 6.28cm, 마감 자중에 의한 처짐은 평균 3.47cm이었다.
(5) 강제 변위를 주어 치올림 효과를 적용하였을 때 SC3 기둥이 받는 축력 이 각 단계에서 줄어드는 것이 확인되었다.
(6) SCT 공법은 보-기둥 골조 시스템에 비해 보강 공사가 현저히 적으므로 보강 공사시 발생하는 소음 및 진동은 최소화 할 수 있다. 또한 SCT 공법은 보강공사가 거의 없으므로 기존건물을 공사기간에도 계속 사용할 수 있다.
(7) SCT 공법은 보-기둥 골조 시스템에 비해 증축 공사 기간은 다소 길지만 보강 공사 기간이 짧아 전체적으로 공사 기간은 단축된다.
(8) SCT 공법은 지붕층 트러스 층으로 물량이 증대되지만 기존 구조체 보강이 거의 필요 없어 보강 공사비가 적으므로 전체적인 공사비는 줄어든다.
(9) 보-기둥 골조 시스템은 일반적인 증축 공사로 시공이 용이한 반면 SCT 공법은 이에 비해 시공에 있어 정밀도가 요구된다.
위와 같은 결론을 종합해 볼 때 시공만 정밀하게 할 수 있다면 SCT 공법이 보- 기둥 골조 시스템에 비해 훨씬 우수하다고 할 수 있다.