다이아그리드 (diagrid structure)

한 줄 정의: 외곽을 대각 부재의 삼각 격자로 짜서 수직하중과 수평력을 함께 받는 구조 방식입니다.

쉽게 풀면

다이아그리드는 건물 바깥을 마름모나 삼각형 격자로 두른 구조입니다. 보통은 수직 기둥이 무게를 받고 가새가 수평력을 받지만, 다이아그리드에서는 비스듬한 부재 하나가 두 역할을 동시에 합니다. 삼각형은 형태가 잘 변하지 않아 적은 재료로도 큰 강성을 낼 수 있습니다. 구조가 그대로 외관 디자인이 되기 때문에 조형적으로도 많이 선택됩니다.

왜 중요한가

다이아그리드는 수직 기둥을 크게 줄이면서도 강성을 확보할 수 있어 초고층과 비정형 형태의 건물에서 재료 절감 효과가 큽니다. 또 구조 형식이 입면 디자인과 직접 연결되어, 구조와 형태를 함께 최적화하는 최근 설계 흐름을 보여 주는 대표 사례로 인용됩니다. 다만 절점이 복잡해 시공 정밀도와 접합부 비용이 관건이 됩니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

"다이아그리드 각도를 60도에서 70도 사이로 설정했을 때 강재량과 수평변위가 동시에 최소가 되는 것으로 분석되었다."

대각 부재의 경사각이 구조 효율을 좌우하는 주요 설계 변수임을 보여 줍니다.

"동일 규모 모델에서 다이아그리드 적용 시 기존 가새튜브 대비 강재 물량이 약 20% 감소하였다."

재료 효율을 다른 구조형식과 비교해 평가한 전형적인 문장입니다.

조금 더 깊게 보면

대각 부재의 경사각이 완만하면 수직하중 전달에 유리하고 급하면 수평강성에 유리해, 건물의 높이·폭 비에 따라 최적 각도가 달라집니다. 모서리 절점에는 여러 부재의 축력이 모여 큰 힘이 걸리므로, 공장 제작 정밀도와 현장 접합 상세가 성패를 좌우합니다. 내부에 별도의 수평력 저항 요소를 두지 않을 수 있어 평면 자유도가 높아지지만, 외피와 개구부 계획이 격자에 종속된다는 제약이 생깁니다.

주의할 점

가새가 수직 기둥을 보조해 수평력만 담당하는 부재라면, 다이아그리드의 대각재는 수직하중까지 함께 받는 주 구조재라는 점이 결정적 차이입니다. 겉모습이 비슷한 가새튜브와도 이 역할 분담에서 구분됩니다.