건축물의 철근 콘크리트 구조의 개요와 종류 - 철근 콘크리트 구조 1

1. 철근 콘크리트 구조의 개요

  (1) 개요

- 철근과 콘크리트를 일체로 하여 만들어지는 구조이다.

- 두 재료의 단점을 상호 보완하여 우수한 기능을 발휘하는 구조이다.

- 콘크리트는 압축에 강하지만 인장에 약하므로, 인장력을 받는 부분을 철근으로 보강하여 사용한다.

  (2) 철근 콘크리트 구조의 원리

- 중립 축을 중심으로 상부와 하부에서 압축력과 인장력을 각각 받을 때 콘크리트가 인장력에 취약한 점을 고려하여 콘크리트 단면에서 인장 응력이 분포되는 곳에 철근을 배근하여 인장력을 부담하게 하는 것이 철근 콘크리트 구조의 원리이다.

- 콘크리트와 철근은 완전히 부착되어 일체로 거동해야 한다.

- 철근 콘크리트 구조가 구조재로 우수한 이유는 콘크리트와 철근의 선팽창 계수가 거의 같아서 열에 의한 팽창을 일으킬 때 같은 비율로 변화하기 때문이다. 또한 콘크리트는 알칼리성이므로 철근의 부식을 막아준다.

  (3) 철근 콘크리트 구조의 장점

    1) 콘크리트는 열 전도율이 낮아서 내화성이 크다.

    2) 콘크리트는 알칼리성이라서 철근의 부식을 막아주기 때문에 내구성이 크다.

    3) 철근 콘크리트의 구조는 일체식이므로 접합부를 강접합으로 하여 내풍성, 내진성이 우수하다.

    4) 설계가 자유롭고 철골 구조에 비해 유지, 관리하기 편리하다.

    5) 콘크리트 구조물은 철골 구조에 비하여 처짐과 진동이 적고 소음이 적다.

  (4) 철근 콘크리트 구조의 단점

    1) 다른 구조물에 비해 자중이 크다. 

    2) 콘크리트를 타설 한 후 수분이 증발해서 균열이 쉽게 나타난다.

    3) 철근을 가공해서 조립해야 하고 거푸집을 제작하여 조립하고 해체하는 복잡한 과정을 거쳐야 한다.

    4) 콘크리트를 양생 하기 위해 충분한 시간이 필요해서 공사 기간이 길다.

    5) 시공이 조잡해질 가능성이 크고, 시공한 후에 내부의 결함이 있는지 검사하기가 어렵다.

 

2. 철근 콘크리트 구조의 종류

  (1) 개요

- 철근 콘크리트 구조의 계획을 할 때 건축물이 기능을 발휘할 수 있게 안전하고 경제적인 구조체가 되도록 해야 한다.

- 건축물의 평면 형태와 구조 부재의 배치를 계획하고 각 부분의 구조와 단면을 결정해야 한다.

  (2) 철근 콘크리트 구조의 형식

    1) 라멘 구조

- 기둥, 보, 바닥 등을 강접합하여 하중에 대해 일체로 저항하도록 만든 구조이다.

    2) 벽식 구조

- 보와 기둥 대신 바닥과 벽이 일체가 되도록 구성한 구조로 아파트에서 많이 사용하는 구조이다.

- 벽은 내력벽과 비 내력벽으로 구분한다.

- 내력벽은 수직 하중과 수평 하중을 받을 수 있는 벽체이고, 비 내력벽은 공간을 구획하기 위한 벽체이다.

    3) 플랫 슬래브 구조

- 보를 없애고 바닥판을 두껍게 해서 보의 역할을 하도록 한 구조이다.

- 기둥이 바닥 슬래브를 지지한다.

- 층의 높이를 해결하기 위해 주상 복합 건축물이나 지하 주차장 등에 사용한다.

    4) 셸 구조

- 1900년 경 프랑스의 페레 형제가 가장 먼저 사용한 구조이다.

- 휜 얇은 판을 이용한 구조로 셸 구조의 재료가 가진 휨과 견고성이 특징이다.

 

[ 풍동 실험 ]

- 내풍 설계를 하기 위해서 건축물 주변의 보행자를 대상으로 하여 풍 환경의 예측, 흡배기 및 통풍, 배기 효율, 풍 소음에 대한 문제를 해결하기 위해 하는 실험이다.

    1) 풍압 실험 : 건축물에 작용하는 풍압 및 특성을 조사하기 위한 실험이다. 마감재를 설계할 때 사용한다.

    2) 풍력 실험 : 건축물에 작용하는 풍력 및 특성을 직접 조사하기 위한 실험이다. 구조부를 설계할 때 사용한다.

    3) 공력 진동 실험 : 건축물의 바람에 의한 진동 성상 및 공력 불 안정성을 직접 조사하기 위한 실험이다. 초고층 건물의 구조 부재를 설계할 때 사용한다.