전산응용건축제도기능사 필기 시험 요약 노트 5 - 일반 구조물

Ⅴ. 일반구조

1. 건축구조의 일반사항

    (1) 건축구조

  1) 건축구조 : 구조적으로 안전한 건축물의 골조 일체이다. 건축물의 3요소(구조, 기능, 미) 중 가장 중요하다.

  2) 구조의 명칭

① 기초 : 건축물 하중을 지탱하고 지반에 고정, 안정시키기 위한 하부 구조물이다.

② 바닥 : 층을 구분하며 수직 하중을 받는 평면적인 구조 부분으로 철근 콘크리트 구조에서는 바닥 슬래브라 한다.

③ 기둥 : 상부 하중을 하부로 전달하는 수직 구조재이다.

④ 벽 : 외부와 내부, 내부와 내부를 구분하는 수직 구조재이다. 내력벽과 비내력벽으로 구분한다.

⑤ 보 : 기둥에 연결한 수평구조재이다. 상부와 지붕 하중을 기둥에 전달한다.

⑥ 지붕 : 눈, 비, 햇볕 등 외부환경으로부터 건축물을 보호하는 덮개이다.

    (2) 건축구조의 분류

  1) 구조형식에 의한 분류

① 가구식 구조 : 긴 부재를 끼워 맞추거나 조립하여 골조를 만드는 구조이다. 나무 구조, 철골 구조가 해당한다.

② 조적식 구조 : 구조 주체를 돌, 벽돌, 블록을 쌓아서 만든 구조이다. 내구성이 우수하지만 지진 등 횡력에 취약하다. 돌구조, 벽돌구조, 블록구조가 해당한다.

③ 일체식 구조 : 골조를 이루는 주요 구조체를 하나의 일체로 구성한 구조이다. 철근 콘크리트 구조가 해당한다.

  2) 공법에 의한 분류

① 건식 구조 : 공사에 물을 사용하지 않는 건축 공법이다. 공사 기간이 짧다. 나무 구조, 철골 구조가 해당한다.

② 습식 구조 : 공사에 물을 사용하는 공법이다. 공사 기간이 길다. 벽돌 구조, 철근 콘크리트 구조가 해당한다.

③ 조립식 구조 : 기초, 기둥, 벽, 바닥, 보 등을 공장에서 생산하여 현장에서 조립하는 공법이다.

가. 장점 : 대량생산이 가능하며, 공사비가 적게 들고, 기계 장비를 사용하여 공사 기간이 단축된다.

나. 단점 : 조립하므로 접합되는 부분이 일체화 되기가 어렵다. 공장에서 생산하므로 자재 운송 및 공급 반경에 한계가 있다.

  3) 재료에 의한 분류

① 목 구조 : 구조체 재료에 나무를 사용한다. 주택이나 소형 건축물은 목 구조로 지을 수 있다.

② 벽돌, 돌, 블록구조 : 구조체 재료를 벽돌, 돌, 블록으로 사용한다.

③ 철근콘크리트구조 : 구조체 재료를 철근과 콘크리트를 사용한다. RC구조라고 한다.

④ 철골구조 : 구조체 재료를 철골로 구성하는 구조이다. 리벳, 볼트, 용접 등으로 접합하여 조립한다.

⑤ 철골철근콘크리트구조 : 구조체 재료를 철골, 철근, 콘크리트로 구성하는 구조 형식이다. SRC구조라고 한다. 철골 중심으로 철근, 콘크리트로 보강해 고층 건물에 사용한다.

    (3) 각 구조의 특징

  1) 목 구조

- 장점 : 가볍고 가공이 쉽다. 건식 구조로 공사 기간이 짧다. 나무 고유의 무늬와 색으로 외관이 아름답다.

- 단점 : 충해, 부패, 화재에 의한 피해가 크다. 강도와 내구력이 좋지 않으며 큰 부재를 얻기 어렵다.

  2) 벽돌, 돌, 블록 구조 (조적식 구조)

- 장점 : 벽돌 구조는 내구성과 방화성이 우수하며, 돌구조는 내구성이 우수하고 외관이 웅장하다. 블록 구조는 공사비가 저렴하며 단열과 방음 성능이 우수하다.

- 단점 : 횡력에 대한 저항력 약해 지진에 취약하며, 재료 간의 접착을 사용한 쌓기 구조라 균열이 발생하기 쉽다.

돌 구조는 재료가 비싸며 시공이 어려워 공사 기간이 길다.

  3) 철근 콘크리트 구조 (RC구조, 일체식 구조)

- 장점 : 내구, 내화, 내진적으로 우수한 구조이다. 부분적으로 보강할 수 있으며, 설계가 자유롭고 유지 보수하기 쉽다.

- 단점 : 자체 무게가 무겁고 습식 공법이라 공사 기간이 길다. 균일하게 시공하기 어렵다.

  4) 철골 구조 (강구조)

- 장점 : 건식 공법으로 공사 기간이 짧다. 장스팬 설계가 가능해서 넓은 공간을 구성할 수 있다. 해체하기 쉽다.

- 단점 : 강재를 사용해서 공사비가 비싸다. 내화성이 떨어져 화재에 취약하다.

  5) 철골 철근 콘크리트 구조

- 장점 : 대규모 공사에 적합하다. 내구성, 내화성, 내진성이 우수하다.

- 단점 : 시공이 복잡해 공사 기간이 길다. 공사비 비싸다.

 

2. 기초와 지정

    (1) 기초

  - 기둥, 벽, 바닥 등 상부 하중을 받아 지반으로 전달해서 건축물의 안정을 위한 최하층 구조이다.

  1) 줄 기초(연속기초) : 조적식 구조에 많이 사용되는 기초이다. 벽체를 따라 연속되게 상부 구조를 받치는 구조이다. 줄기초의 기초판 두께는 20cm이상으로 해야 하며 밑창콘크리트의 두께는 5cm로 한다.

  2) 독립 기초 : 하나의 기둥을 하나의 기초판으로 받치는 기초이다.

  3) 온통 기초(매트기초) : 건축물 하부 전체 또는 지하실 공간을 모두 콘크리트 판으로 만든 기초이다. 지반이 약하거나 기초판 넓이가 커야할 경우에 사용한다.

  4) 복합 기초 : 2개 이상의 기둥을 하나의 기초판으로 받치는 기초이다.

  5) 잠함 기초(케이슨 기초) : 원통이나 사각형 통을 만들어 내부의 흙을 파낸 후 가라앉혀 콘크리트를 부어 만드는 기초이다. 교량 등에 사용한다.

    (2) 지정

  - 기초를 받쳐 지탱하는 구조물이다. 기초와 지반의 지지력을 보강한다.

  - 모래 지정, 잡석 지정, 자갈 지정, 말뚝 지정

  1) 얕은 지정

① 밑창 콘크리트 지정 : 잡석 지정 등 기초 위에 상부 기초의 위치를 표시하기 위해 먹을 매기는 부분이다. 5cm정도 무근 콘크리트를 타설한 지정이다. (=버림콘크리트)

② 모래 지정 : 연약 지반에서 건물 하중이 가벼울 때 사용한다. 기초 바닥에 모래를 다져넣어 지반을 보강한다.

③ 자갈 지정 : 자갈을 5cm 내외로 깔고 래머 등으로 다져넣어 지반을 보강한다.

④ 잡석 지정 : 배수나 방습 처리를 위해 20cm 내외로 둥근 돌을 세워 깔고 자갈로 다져넣어 지반을 보강한다.

  2) 말뚝지정 : 말뚝 직경의 2.5배 이상 간격을 두어 설치한다.

① 나무 말뚝지정

② 기성 콘크리트 말뚝 지정 (철근 콘크리트 말뚝)

③ 제자리 콘크리트 말뚝 지정 (현장 타설 말뚝)

④ 철제 말뚝 지정 (강제 말뚝)

    (3) 부동침하

  - 지반이 구조물의 하중을 이기지 못해 부분적으로 침하되는 현상이다.

  1) 부동침하의 원인 : 연약 지반, 경사 지반, 증축, 이질 지정, 일부 지정, 주변 건물의 지나친 굴착이나 지하수가 이동할 때 발생한다.

  2) 연약지반의 상부구조 대책 : 구조물의 무게를 적게 하고, 구조물의 강성을 강화시키며, 인접 건물과 거리를 확보하고, 구조물의 길이를 짧게 한다.

  3) 지반의 허용 지내력

- 지상 하중을 떠받치는 지반이 견디는 힘으로 최대한의 하중으로 표시한다.

- 경암반 > 연암반 > 자갈 > 모래 > 점토 순서

    (4) 터파기

  - 건축물의 기초와 지하를 만들기 위해 흙을 굴착하는 것이다.

  1) 흙막이 공법 : 지반을 굴착할 때 굴착 주변 지반이 침하되거나 붕괴되는 것을 방지하는 벽이다.

① 오픈컷 공법 : 터파기 주변 토사가 무너지지 않게 안식각 경사를 2배 정도 두어 굴착하는 공법이다.

② 버팀대 공법 : 굴착시 주변 토사가 무너지는 것을 방지하는 버팀목과 흙막이 판을 설치하는 공법이다.

③ 아일랜드 공법 : 굴착 규모가 클 때 중앙을 먼저 파낸 후 주변 흙을 굴착하는 공법이다.

  2) 터파기 공사 시 나타나는 현상

① 파이핑 현상 : 땅속에서 흐르는 물이 약한 부분으로 집중되어 흙막이 벽의 토사가 누수되어 함몰되는 현상이다.

② 히빙 현상 : 흙막이벽 바깥 흙이 안으로 밀려 바닥면이 볼록하게 솟아오르는 현상이다.

③ 보일링 현상 : 모래지반 굴착 시 지하수위가 굴착 저면보다 높을 때 지하수로 인해 지면 모래가 부풀거나 솟아오르는 현상이다.

 

3. 목구조

    (1) 특성

  1) 목구조의 특성

- 장점 : 비중에 비해 강도가 우수하며, 가볍고 가공하기 쉽다. 건식 구조라 공사 기간이 짧다.

- 단점 : 수축과 팽창으로 변형되기 쉽다. 고층 및 대규모 건축에 사용할 수 없다. 불에 약하며 부패 및 충해 우려가 있다.

    (2) 토대와 기둥

  1) 토대 : 기둥을 받치는 부재로 상부의 하중을 분산하여 기초에 전달한다.

  2) 기둥 : 목구조의 기둥은 통재 기둥, 평 기둥, 샛 기둥으로 구분한다.

① 통재 기둥 : 아래층에서 위층까지 하나의 부재로 된 기둥이다. 모서리에 배치한다.

② 평 기둥 : 통재 기둥 사이에 층도리를 기준으로 각 층별로 배치한다.

③ 샛 기둥 : 기둥과 기둥 사이에 배치되는 작은 기둥이다. 40~60cm 간격으로 배치하는 기둥이다.

    (3) 벽체와 마루

  1) 벽체구조 

① 심벽식 : 한식 구조에 사용되며 기둥의 일부가 외부로 노출되는 구조이다.

② 평벽식 : 양식 구조에 사용되며 기둥이 외부로 노출되지 않는 구조로 내진, 내풍에 유리하다.

  2) 목조 판벽

① 징두리 판벽

② 턱속비늘 판벽

  3) 1층 마루

① 동바리 마루 : 동바리 위에 멍에, 장석을 높고 마룻널로 마감한다. 지반에서 최소 450mm 이상 거리를 두어 냉기를 차단한다. (깔기 순서) 호박돌 - 동바리 - 멍에 - 장선 - 밑창널 - 마룻널

② 납작 마루 : 사람이 거주하지 않고 물건을 보관하는 장소에 사용되는 마루이다.

호박돌 위에 낮은 높이로 마룻널을 깐다. (깔기순서) 호박돌 - 멍에 - 장선 - 밑창널 - 마룻널

  4) 2층 마루

① 홑 마루 : 간 사이가 2.5m 이하일 때 보나 멍에를 사용하지 않아 장선 마루라고도 한다.

장선을 걸쳐대고 그위에 마룻널을 깐다. (깔기 순서) 장선 - 마룻널

② 보 마루 : 간 사이가 2.5~6.4m 일 때 보를 걸고 장선을 받혀 마룻널을 깐다.

(깔기순서) 보 - 장선 - 마룻널

③ 짠 마루 : 간 사이가 6.4m 이상일 때 보를 걸고 장선을 받혀 마룻널을 깐다.

(깔기순서) 큰보 - 작은보 - 장선 - 마룻널

    (4) 창호와 반자 

  1) 목재 창호의 구조

① 양판 문 : 문틀을 짜서 중간에 판자나 유리를 끼워 넣은 형식의 문이다.

② 플러시 문 : 문틀을 짜서 중간에 살을 30cm 간격으로 배치해 양면에 판자를 붙인 문이다.

③ 문선과 풍소란

- 문선 : 벽과 문 사이 틈을 가려서 보기 좋게 하는 것이다.

- 풍소란 : 미서기 문 등 창호의 맞닿는 부분에 방풍을 목적으로 턱솔이나 딴혀를 대어 물리게 하는 것이다.

④ 미서기 창의 홈

  2) 반자 구조 : 천장을 가린 구조체로 각종 설비나 구조물이 보이지 않게 가려 외관을 보기 좋게 하는 것이다.

- 달 반자 : 상층에 바닥이나 지붕에 달아맨 것이다.

- 제물 반자 : 바닥판 밑을 마감재로 바른 것이다.

  3) 반자의 종류

① 우물 반자 : 반자틀을 우물 정자로 짜고 반자널을 반자틀 위에 덮거나 턱솔을 파서 끼운 반자이다.

② 구성 반자 : 응접실, 접견실 등 장식과 음향효과가 필요한 장소에 층을 두거나 벽과 거리를 두어 구성한 것이다.

    (5) 계단

  1) 계단 : 디딤판, 챌판, 옆판, 계단멍에로 구성한다.

  2) 난간 : 난간두겁, 난간동자, 엄지기둥으로 구성한다.

  3) 계단의 종류 : 곧은 계단, 꺾은 계단, 돌음 계단

    (6) 지붕

  1) 왕대공 : 중앙에 대공이 있는 양식 지붕틀 구조로 비교적 큰 규모의 지붕에 사용한다.

① 부재의 크기 : ㅅ자보 > 평보 > 왕대공 > 빗대공 > 달대공

② 부재의 응력

- 압축재 : ㅅ자보, 빗대공

- 인장재 : 평보, 왕대공, 달대공

③ 부재의 맞춤

- 평보와 ㅅ자보 : 안장 맞춤

- 처마 도리, 평보, 깔도리 : 걸침턱 맞춤

  2) 절충식 : 왕대공 지붕틀에 비해 단순하며 소규모 지붕에 사용한다.

① 대공 간격은 900mm정도이다.

② 우미량 : 절충식 모임 지붕틀의 짧은 보이다.

  3) 물매와 지붕의 모양 : 물매는 지붕의 경사도이다. 가로값10을 기준으로 세로값 크기로 표기

① 물매의 경사

- 되물매 : 지붕 경사가 45도로 물매는 10/10이다.

- 된물매 : 지붕의 경사가 45도 보다 큰 경우이다.

② 지붕 재료에 따른 물매

- 슬레이트 : 4.5/10~5/10

- 금속판기와 : 2.5/10

- 알루미늄판 : 1/10

- 평기와 : 4/10

- 아스팔트루핑 : 3/10

    (7) 부속재료 및 이음과 맞춤

  1) 목구조의 보강재

① 가새 : 기둥 상부와 기둥 하부를 대각선으로 고정해 수평 외력에 저항하게 하는 보강재이다.

② 버팀대 : 기둥과 수직으로 연결된 보를 대각선 빗재로 고정해 수평 외력에 저항하게 하는 보강재이다.

③ 귀잡이 : 바닥 등 수평으로 직교하는 부재를 대각선 빗재로 고정해 수평 외력에 저항하게 하는 보강재이다.

  2) 목재의 이음과 맞춤

① 이음 : 길이 방향으로 이어 접합하는 것이다. 듀벨, 꺾쇠, 띠쇠를 사용해 이음부를 보강한다.

② 맞춤 : 직각이나 대각선으로 접합하는 것이다. 주걱볼트, 감잡이쇠를 사용해 맞춤부를 보강한다.

  3) 목구조의 보강철물

① 주걱볼트 : 기둥과 처마도리를 접합할 때 사용한다.

② 감잡이쇠 : 왕대공과 평보를 접합할 때 사용한다.

③ 띠쇠 : 토대와 기둥, 평기둥과 층도리, ㅅ자보와 왕대공을 접합할 때 사용한다.

④ 안장쇠 : 큰보와 작은보를 설치할 때 사용되는 안장모양 철물이다.

⑤ 꺾쇠 : ㅅ자보와 중도리 접합할 때 사용한다.

⑥ 듀벨 : 산지의 일종으로 목재 이음 시 전단력에 저항할 수 있도록 하는 철물이다.

    (8) 한식구조

  1) 한식공사

① 마름질 : 부재를 크기에 맞게 치수를 재어 널결이나 직각으로 자르는 것이다.

② 치목 : 부재로 사용할 목재를 깎고 다듬는 일이다.

③ 바삼질 : 마르질, 대패질을 마치고 목재 맞춤을 위해 끼워지는 부분을 깎아내는 일이다.

④ 입주 : 목재를 각 위치에 기둥으로 세우고 보로 걸어서 맞추는 일이다.

⑤ 상량 : 지붕의 보를 올리는 것이다. 

  2) 한식구조의 기둥 

① 누주 : 한식 기둥에서 2층에 배치된 기둥이다. =다락기둥

② 동자주 : 보 위에 올리는 짧은 기둥으로 중도리와 종보를 받치는 것이다.

③ 고주 : 해당 층에서 다른 기둥보다 높은 기둥으로 동자주를 겸하는 기둥이다.

④ 활주 : 처마 끝 추녀의 뿌리를 받치는 기둥이다.

 

4. 벽돌, 블록, 돌구조 (조적식 구조)

    (1) 벽돌구조

  1) 구조 : 조적식구조로 시멘트 벽돌(콘크리트벽돌), 적 벽돌(붉은벽돌), 내화 벽돌, 콘크리트 등을 사용해 구성한다.

① 벽돌의 크기 : 시멘트 벽돌 190*90*57mm, 내화벽돌 230*114*65mm

② 벽돌구조의 구조한계

- 벽체 두께는 벽높이의 1/20 이상이다.

- 기둥 두께는 기둥 높이의 1/10 이상이다.

- 내력벽 최대길이는 10m를 넘을 수 없다.

- 최상층 내력벽 높이는 4m를 넘을 수 없다.

- 내력벽 공간은 80㎡를 넘을 수 없다.

③ 내어쌓기의 한계

- 내어쌓을 경우 2.0B 넘을 수 없다.

- 1단씩 내쌓기 할 경우 1/8B 두께로 쌓는다.

- 2단씩 내쌓기 할 경우 1/4B 두께로 쌓는다.

  2) 쌓기법 : 통 줄눈 쌓기보다 막힌 줄눈 쌓기가 하중을 분산시켜서 더 튼튼하다.

① 영국식 쌓기 : 길이와 마구리 번갈아 쌓고 벽 끝단에 이오토막을 사용한다. 가장 튼튼한 쌓기법이다.

② 네덜란드식 쌓기 : 영식 쌓기와 동일하나 벽 끝단에 칠오토막을 사용해 모서리가 튼튼하다.

③ 프랑스식 쌓기 : 한단에 마구리와 길이를 번갈아 쌓고 벽 끝단에 이오토막을 사용한다. 아름다우나 튼튼하지 않다.

④ 미국식 쌓기 : 시작단과 끝단에 마구리 쌓기, 중간은 길이 쌓기를 하고 마구리 쌓기 끝단에 이오토막을 사용한다.

⑤ 영롱 쌓기 : 장식을 목적으로 사각형이나 십자형태로 구멍을 내어 쌓는 방법이다.

  3) 줄눈 종류 : 벽돌등 조적재료를 쌓을 때마다 시멘트 모르타르를 사용해 쌓는데 이 접합 부분을 줄눈이라 한다.

- 민 줄눈, 평 줄눈, 내민 줄눈, 볼록 줄눈, 오목 줄눈, 빗 줄눈

  4) 쌓기 규정 및 홈 파기 : 시멘트 모르타르를 사용해 쌓는다. 단이 높아질수록 하중을 받아 한번에 많이 쌓으면 안된다.

- 1일 벽돌쌓기는 1.2m 이내, 최대 1.5m를 넘지 않아야 한다.

- 배관 등 설비를 묻을 홈은 길이 3m, 깊이는 벽두께의 1/3을 넘을 수 없다.

  5) 벽돌조 기초 : 줄기초

  6) 벽돌조 테두리보 : 테두리보 높이는 벽두께 1.5배 이상이어야 한다.

① 1층 테두리보 높이는 250mm 이상이어야 한다.

② 2층 테두리보 높이는 300mm 이상이어야 한다.

③ 테두리보는 벽체를 일체화하여 강성을 높인다.

④ 기초의 부동 침하, 지진 등의 피해를 완화시킨다.

⑤ 수축균열을 방지한다.

⑥ 1층 건물의 벽 길이 5m 이하, 벽 두께가 높이의 1/16 이상은 목조 테두리보를 사용할 수 있다.

  7) 공간벽 쌓기 (단열벽쌓기)

① 공간벽에 따른 벽두께 : {0.5B=90, 1.0B=190, 1.5B=290, 2.0B=380} + 단열재 두께

② 긴결 철물 설치 거리 : 수직 40cm 이하, 수평 90cm 이하 마다 긴결 철물을 설치한다.

③ 긴결 철물 재료 : 띠쇠, #8철선, 철근 등을 사용한다.

  8) 개구부

① 각벽 개구부 폭은 벽 길이의 1/2을 넘을 수 없다.

② 1.8m 넘는 창이나 문은 상부에 철근콘크리트 인방 설치, 인방은 벽 좌우 20cm이상 걸치도록 해야 한다.

③ 개구부 상하로 배치시 수직 60cm 이상 거리를 확보해야 한다.

④ 개구부 벽에 대린 벽 교차시 대린 벽 중심에서 벽 두께 2배 이상 거리를 두고 개구부를 설치해야 한다.

⑤ 동일 벽체에 연속해서 개구부를 두는 경우 개구부 간 수평거리를 벽 두께의 2배 이상 거리를 두어야 한다.

  9) 아치 : 개구부 상부 구조를 지지하기 위해 벽돌을 쐐기 모양으로 만들어 곡선적으로 쌓는 구조이다.

아치 구조는 인장력은 받지 않고 압축력만 받는다.

① 본아치 : 벽돌을 쐐기모양으로 제작해 사용하므로 줄눈 모양이 일정하다.

② 막만든아치 : 벽돌을 쐐기모양으로 다듬어 사용해 쌓는다.

③ 거친아치 : 벽돌을 가공하지 않고 줄눈을 쐐기 모양으로 작업해 쌓는다.

④ 층두리아치 : 아치 너비가 넓을 경우 여러 겹으로 겹쳐서 쌓는다.

    (2) 블록구조

  1) 구조 : 블록조 벽체 두께는 벽높이 1/16이상이어야 한다. 1일 쌓기 높이는 1.5m이내이어야 한다. 블록조 최상층 벽높이는 4m이하이어야 한다.

  2) 보강블록조 : 블록 구멍에 철근을 배근하고 콘크리트를 부어 넣은 구조이다.

- 벽체두께 15cm 이상이다.

- 벽량 15cm/㎡ 이상이다.

  3) 거푸집블록조 : ㄱ자형, ㄷ자형 t자형, ㅁ자형 등 살두께가 얇고 속 빈 블록구조로 쌓은 구조이다.

- 장점 : 수직 하중과 수평 하중에 저항하며, 거푸집으로 시공한 블록은 해체하지 않아도 된다.

- 단점 : 시공 품질 판단이 어렵다. 부어넣기 이음새가 많고 강도가 좋지 않다. 충분한 다짐이 어렵다.

(3) 돌구조

  1) 구조 : 외관이 장중하고 압축강도 크지만 인장 강도가 약한 구조이다.

  2) 쌓기법

① 바른층 쌓기 : 벽돌과 블록처럼 일정 높이고 수평 맞게 규칙적으로 쌓는 방법이다.

② 허튼층 쌓기 (막쌓기) : 규칙 없이 쌓는 방법이다.

③ 층지어 쌓기 : 허튼층쌓기와 유사하지만 가로 줄눈을 수평되게 쌓는 방법이다.

  3) 석재의 부분별 명칭

① 인방돌 : 창문이나 문 개구부 상부에 하중 분산을 목적으로 올리는 돌이다.

② 창대돌 : 창문틀 밑에 대어 창문을 받치는 돌이다.

③ 쌤돌 : 창문 양쪽 수직면에 대어 마감하는 돌이다.

④ 이맛돌 : 반원 아치 가운데 끼워 넣는 돌이다.

 

5. 철근콘크리트구조

    (1) 철근콘크리트구조

  - 압축력에 강한 콘크리트에 인장력을 보완하기 위해 철근을 뼈대로 구성한 구조이다.

    (2) 철근콘크리트구조의 종류

  1) 라멘구조 : 기둥, 보, 슬래브가 일체화되어 건축물의 하중에 저항하는 구조이다.

  2) 벽식구조 : 기둥과 보가 없고 슬래브와 벽을 일체화시킨 구조이다. 아파트 건축에 많이 사용한다.

  3) 무량판구조 (플랫슬래브) : 보를 없애고 슬래브 두께는 150mm 이상 두껍게 하여 하중에 저항하는 구조이다.

- 천장 공간을 확보하고 층고를 낮게 할 수 있다. 슬래브와 기둥 접합부는 드롭 패널과 캐피털로 구성된다.

    (3) 철근의 사용과 이음

  1) 철근

① 원형철근 : 표면이 매끈한 철근이다. 봉강이라고도 한다.

② 이형철근 : 철근 표면에 마디와 리브라는 돌기가 있어 콘크리트와 부착력이 높은 철근이다.

③ 철근 표기 : 원형철근 지름은 ￠, 이형철근은 D, @는 간격

  2) 철근의 이음

① 겹침이음 이음길이

- 철근 길이가 부족해 이어야 할 경우 결속선을 사용해 이음한다.

- D35 이상 철근은 겹침이음을 하지 않는다.

- 이음길이 : 압축력 받는 부분은 25d 이상, 인장력 받는 부분은 40d 이상이어야 한다.

② 철근 이음의 종류 : 겹침이음, 나사이음, 용접이음, 슬리브 압착이음, 슬리브 충전이음 등

  3) 철근의 사용과 부착강도

① 가는 철근을 여러개 사용하면 부착강도가 커진다.

② 철근은 주로 D10~D25 규격을 많이 사용한다.

③ 응력이 발생되는 곳은 배근 간격을 촘촘히 한다.

④ 부착 강도는 콘크리트 압축강도, 철근 주장(둘레), 정착 길이에 비례한다.

  4) 철근의 정착 : 콘크리트에 고정시키기 위해 일정 길이만큼 꺾어 묻는 것이다.

- 인장 정착300mm이상, 압축 정착 200mm 이상이어야 한다.

① 정착위치 : 기둥철근-기초, 보철근-기둥, 작은보철근-큰보, 벽철근-기둥,보,바닥, 슬래브철근-보,벽

② 정착기준

  5) 거푸집 : 콘크리트 구조물을 일정 크기로 만들이 위해 설치하는 틀이다.

- 철제거푸집 : 여러번 사용할 수 있다. 알칼리에 의한 오염가능성 높다.

- 목재거푸집 : 사용 가능 횟수가 적지만 오염 가능성은 낮다.

① 거푸집 조건 : 형상과 치수가 정확하고 변형이 없어야 한다. 외력에 손상되지 않고 내구성이 있어야 한다.

조립 및 제거하는 것이 쉽고, 반복해서 사용할 수 있으며, 거푸집 간격유지에 세퍼레이터(격리재)를 사용한다.

② 거푸집 재료에 따른 사용 횟수

- 쪽널거푸집 : 약 3회, 합판거푸집 : 약 5회, 철제거푸집 : 약 100회

(4) 콘크리트의 피복과 기초

  1) 콘크리트 피복 : 철근의 부식을 방지하고 화재시 고온으로 인해 강도가 저하되는 것을 방지하기 위한 것이다.

① 피복두께 : 콘크리트가 철근을 감싸고 있는 두께이다. 콘크리트 표면~가장 가까운 철근까지의 거리를 말한다.

② 부분별 피복두께 : 슬래브<기둥<기초

  2) 기초

- 기초보(지중보) : 독립기초에서 기초와 기초를 연결하는 보이다.

- 기초보로 연결된 기초는 움직임을 억제하여 단단하게 연결되고 부동침하를 방지한다.

    (5) 기둥

  1) 기둥의 철근 : 기둥은 사각 기둥과 원형 기둥으로 구분한다.

① 기둥 철근 수량 : 사각기둥(주근 4개 이상, 띠철근), 원형기둥(주근 6개 이상, 나선철근)

② 기둥의 철근 배근

- 기둥 주근은 D13 이상이다.

- 수직 주근의 좌굴 방지를 위해 띠철근(대근, 나선철근)을 배근한다.

- 주근 간격은 철근지름의 1.5배이상, 25mm이상, 자갈 최대지름의 1.25배 이상이다.

- 띠철근 배근은 주근지름의 16배 이하, 띠철근지름의 48배 이하, 기둥단면 최소폭 이하 중 가장 작은값을 사용한다.

  2) 기둥의 크기와 배치

- 기둥 최소단면적은 600㎠ 이상이다.

- 기둥 최소 단면치수는 20cm 이상, 기둥 간사이의 1/15 이상이다.

- 4개의 기둥으로 30㎠ 내외의 바닥면적을 지지해야 한다.

- 상층과 하층 기둥은 동일한 위치에 배치한다.

    (6) 보

  1) 보의 철근 : 주근과 늑근(스트럽)

① 보의 철근 배근

- 보의 주근은 D13 이상 사용한다.

- 주근 간격은 25mm 이상, 자갈 최대지름의 1.25배 이상, 철근 공칭지름의 1.5배 이상이다.

- 주근 이음은 인장력과 휨응력 가장 작은 곳에 위치하며, 주근은 단부에서 상부에 많이 배근하고, 중앙부는 하부에 많이 배근한다.

② 늑근(스트럽)

- 보의 전단력에 대한 저항 강도를 높이기 위해 사용한다.

- 늑근은 D6이상의 철근을 사용하고, 중앙부보다 양단부에 많이 배근한다.

- 늑근 갈고리 구부림 각도는 90~135도 이다.

③ 단순보 : 1개의 부재가 2개 지점에 지지되어 걸쳐진 보이다.

④ 연속보 : 3개 이상의 지점에 고정되어 지지하는 보이다.

⑤ 내민보 : 보의 지지점 외부로 돌출되어 캔틸레버 형식으로 된 보로 한 부분만 고정한다.

  2) 보의 크기와 배치

① 철근콘크리트 보의 춤(높이)은 기둥 간사이의 1/10~1/12이다.

② 작은 보의 배치는 중앙부의 집중하중을 줄이기 위해 큰 보 사이에 짝수로 배치한다.

③ 헌치 : 보의 양단부인 기둥과 교차되는 부분에 중앙부보다 단면을 크게 하여 보의 휨, 전단력에 대한 저항 강도를 높이기 위해 사용한다.

    (7) 바닥 (슬래브)

  - 연직하중을 받는 넓은 판상형 부재로 주로 철근 콘크리트로 된 바닥이다.

  1) 슬래브의 철근

① 단변과 장변으로 구분되며 단변 방향에 주근, 장변 방향에는 부근(배력근)을 배근한다.

② 슬래브는 D10 이상의 철근을 배근한다.

③ 단변 방향 철근은 20cm 이하, 장변 방향의 철근은 30cm 이하로 배근한다.

④ 장변과 단변 굽힘 철근 위치는 단변 1/4 지점에서 배근한다.

  2) 슬래브 크기와 형태

① 철근콘크리트 2방향 슬래브 최소두께는 8cm 이상이다.

② 2방향 슬래브 단변과 장변 비율은 ƛ = ly / lx ≤ 2으로 장변 길이가 단변 길이의 2배보다 작거나 같다.

③ 1방향 슬래브 변장비는 ƛ>2 이며 최소두께 10cm 이상으로 한다.

    (8) 벽체

  1) 벽체의 철근

- 내력벽 D10 이상의 철근을 배근한다.

- 개구부는 D13 이상의 철근을 2개 이상 사용하여 보강한다.

- 내력벽 두께 25cm 이상일 경우 복배근 한다.

  2) 벽체 두께와 배치

- 지하실 내력벽, 기초 벽 두께는 최소 20cm 이상이어야 한다.

- 내력벽 두께는 수직이나 수평 지지점 간 거리 중 짧은 거리의 1/25이상, 100mm 이상이다.

- 내진벽 위치는 상층과 하층 위치가 같도록 배치한다.