건축의 구조 방식 - 건축 구조

1. 건축 구조의 개요

  - 건축은 건축의 3요소인 구조, 기능, 미 등을 적절히 조화시켜 우리의 요구에 맞는 공간을 만들어 내는 것이다.

현대식 건축물의 입면을 촬영한 사진이다.

  (1) 건축 구조의 변천과 발달

  - 인류는 비, 바람, 눈, 맹수 등의 위험 요소로부터 보호받기 위해 자연 동굴이나 큰 나무 위에 주거 공간을 마련하였다.

  - 초기에는 지름 6m, 깊이 60cm 정도로 둥글거나 네모 형태의 땅을 파서 통나무를 땅에 묻어 기둥을 만들고, 그 위에 보를 얹어 풀로 덮어 지붕을 만들고 남동쪽에 출입구를 만든 움집의 형태가 나타났다.

  - 후기에는 직사각형 형태로 만든 지상 주거 형태가 나타났다.

  - 문명이 발달하며 지역 간의 문물 교류가 활발해지면서 나무로 기둥과 지붕틀을 만들었다.

  - 흙과 짚, 갈대를 이용하여 지붕과 벽을 만들었고, 돌을 기초나 담을 쌓는 데 사용하였다. 

  - 시간이 지나면서 지역에서 얻을 수 있는 자연 재료인 목재를 가공하여 사용하고 점토로 벽돌을 만들어 사용하기 시작하였다.

  - 점차 재료를 가공하고 시공하는 기술이 발달하고, 다양한 건축 재료를 이용하며, 건축 기술이 발달하였다.

 

[ 건물의 주요 구성 부분 ]

1) 기초는 건물의 최하부에 놓여 건물의 무게를 안전하게 지반에 전달하는 구조로 기초판과 지정으로 구분한다.

2) 기둥은 보에서 내려오는 하중을 기초에 전달하는 구조이다.

3) 벽은 외부나 경간을 수직으로 구획한 구조로 내벽, 외벽으로 구분할 수 있으며, 구조적으로는 내력벽과 비내력벽으로 구분한다. 내력벽은 상부의 하중을 지지하는 벽이며, 비내력벽은 상부의 하중을 지탱하지 않고 칸막이 역할만 하는 벽이다.

4) 바닥은 건물 내부를 구획한 수평 재이다.

5) 지붕은 건물 제일 윗부분에 설치하는 구조이다.

6) 천장은 공간의 상부를 덮은 구조 부분으로 온도 조절, 장식적인 역할을 한다.

7) 계단은 세로 방향의 통로 역할을 하며 경사는 보통 1/8 이하가 되어야 한다.

8) 창호는 채광, 통풍, 출입 등의 목적으로 벽, 지붕, 천장 등에 낸 개구부이다.

9) 수장은 장식을 목적으로 구조체에 최종 재료로 마무리하는 것이다.

 

[ 건축 구조의 기본 조건 ] 

1) 채광, 방수, 단열, 방음, 통풍 등 물리적인 성능을 확보하여 거주성을 갖추어야 한다.

2) 건축물은 단기간 사용하고 철거하는 것이 아니라 오래 사용해야 하기 때문에 안전할 수 있도록 역학적, 물리적 성능이 잘 유지될 수 있도록 내구성을 갖추어야 한다.

3) 최소의 공사비로 최대의 만족을 줄 수 있는 품질의 건축물을 만들 수 있도록 경제성을 갖추어야 한다.

4) 사람이 거주하고 생활하는 공간으로 사람과 재산을 안전하게 보호할 수 있도록 안전성을 갖추어야 한다.

5) 건축은 아름다워야 하며 주위 환경과도 조화를 이룰 수 있는 미적 요소를 갖추어야 한다.

  

 

2. 건축 구조의 분류

  (1) 구조 재료에 의한 분류

- 나무 구조는 건물의 주요 구조가 목재로 구성되는 구조이다. 가볍고 가공성은 좋지만 큰 구조물에 사용할 재료를 얻기가 어렵고 강도가 작으며 내구력이 부족한 단점이 있다.

- 벽돌 구조는 벽돌을 모르타르로 접착하여 벽을 구성하는 구조이다. 지진이나 바람 같은 횡력에 취약하고 균열이 발생하기 쉬운 단점이 있다. 

- 블록 구조는 속이 빈 블록 등을 모르타르를 이용하여 내력벽을 구성하는 구조이다. 횡력에 약하다는 단점이 있다. 블록의 빈 속에 철근을 넣어 콘크리트를 채워 넣은 보강 블록조를 사용하기도 한다.

- 돌 구조는 주요 구조 부분을 돌로 구성하여 내구성은 좋으나 횡력에 약하다.

- 철근 콘크리트 구조는 철근을 배근하고 거푸집을 짜고 콘크리트를 부어 일체식으로 구성한 구조이다. 내구성, 내화성, 내진성이 우수하지만 무게가 무겁고 시공 과정이 복잡하며 공사 기간이 길다는 단점이 있다.

- 철골 구조는 고층 건물같이 넓고 긴 경간을 필요로 하는 건축물의 골조 부분에 형강, 강관, 강판 등의 강재를 조립하여 구성한 구조이다.

- 철골 철근 콘크리트 구조는 철근 콘크리트 구조와 철골 구조의 장점을 혼합한 구조이다. 내화성이 좋고 자중이 가벼워서 대형 건축물에 사용된다.

 

  (2) 구성 방식에 의한 분류

- 가구식 구조는 기둥과 보를 부재의 접합에 의해 축조하는 방법으로 나무 구조, 철골 구조가 해당된다.

- 조적식 구조는 조적 재인 단일 부재와 접착제를 사용하여 쌓아 올려 만든 구조로 벽돌 구조, 블록 구조, 돌 구조가 해당된다.

- 일체식 구조는 구조체를 연속적이고 일체가 되게 축조하는 것으로 가장 강력하고 균일한 강도를 내는 구조이다. 철근 콘크리트 구조, 철골 철근 콘크리트 구조가 해당된다.

 

  (3) 시공 과정에 의한 분류

- 현장에서 물을 사용하는 공정을 가진 습식 구조에는 조적 구조, 철근 콘크리트 구조가 해당된다.

- 뼈대는 가구식으로 하고 벽, 바닥을 규격화된 기성재를 짜 맞추어 구성하는 건식 구조는 현장에서 물은 거의 쓰이지 않는다.