건축구조

소개글

건축구조에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.건축의 의의
2.건축 재료
-건목
-골재
3.건축구조
-목조건축
-석조건축
-철근콘크리트
-철골구조
-철골철근콘크리트
4.건축구조계산

본문내용

사용목적에 맞는 구조를 채택하고 어떠한 외력에 대해서도 안전한 응력계산을 하여 외력을 합리적으로 지반(地盤)에 전하도록 한다. 또 사용부재의 종류를 줄이고 재형(材形)을 단순화하여 재료나 시공면에서도 경제적으로 하는 것 등이 특히 고려된다.
2. 강재
철골구조에 사용되는 강재(鋼材)는 철에 탄소가 0.12∼0.25 % 정도 함유된 연강으로서, 강도가 높고 파괴되기까지의 변형이 크며 외력에 대해 약간의 변형으로 돌연 파괴되는, 이른바 취성파괴(脆性破壞)의 위험성이 없어야 한다. 또 균일한 재질, 가공성의 양호, 불연성 등의 장점이 있는 반면에 내열성 ·내식성이 부족하다.
형강은 강괴를 열간압연(熱間壓延)한 두꺼운 각종 단면의 것과 박판상(薄板狀)으로 압연된 강판을 냉간가공에 의해 형강으로 한 경량형강(輕量形鋼)이며, 후자를 사용한 구조를 특히 경량철골구조라 하고 칸막이벽이나 소규모의 건물에 사용한다.
또 평강은 6∼25 mm의 두께가 있고 너비는 22∼125 mm까지 있으며, 각종의 조립재 ·구성재로서 사용된다.
3. 철골의 접합
철골의 접합에 사용하는 리벳은 접합하는 양 부재에 구멍을 뚫고 적열(赤熱)시킨 리벳을 삽입시켜 리베터에 의해 고정시키는 것으로서, 이 방법은 종래 널리 사용되어 온 접합법이며, 시공정밀도의 양부(良否)에 의한 영향이 적고 신뢰도는 높지만, 강재에 구멍을 뚫기 때문에 유효단면적이 작아지는 것, 접합재의 형이나 위치에 따라 리베터를 사용할 수 없는 경우가 있는 것 등의 결점이 있다.
일반적으로 리벳은 인장이 약하고 머리가 떨어져 나가거나 하기 때문에 인장응력이 걸리는 위치는 될 수 있는 한 피하도록 하고 주로 전단력(剪斷力)을 부담시켜야 한다. 볼트접합은 리벳과 마찬가지로 강재에 뚫은 구멍에 볼트를 통하게 하여 스패너나 렌치로 너트를 고정시키는 것으로서 비교적 간단한 작업에 의해 높은 신뢰도를 올릴 수 있다.
작업은 리베팅할 때와 같은 소음도 뒤따르지 않으나 구멍과 볼트와의 간격은 리벳과 같이 꽉 차지 않으므로 부재간의 변위가 커질 염려가 있다. 이 점에 대해서는 볼트결합을 강하게 함으로써 강재 양면의 마찰력을 기대하고, 인장강도가 강한 고항장력강볼트를 사용한 시공이 최근 행하여지고 있다.
용접은 금속을 녹여 두 강재를 접합시키는 것으로서 현재 가장 뛰어난 접합법이다. 이 용접법에는 여러 가지가 있는데, 특히 실드금속아크용접이 많이 사용되고 있으며, 단순히 용접이라고 할 때는 이 방법을 가리킨다. 이것은 피복아크용접봉을 용접하려고 하는 재료[母材]와의 사이에 방전에 의한 아크전류를 일으켜, 그 때 발생하는 열에 의해 모재 및 용접봉을 용융하여 용접이음을 한다. 현재 이루어지고 있는 금속의 접합법 중에서 가장 신뢰도가 높은 것은 용접이며, 이에 따른 고도의 용접기술을 요구하고 있다.
4. 이점
강재를 조립하여 건물을 축조해 나가는 철골구조는 부재 그 자체를 미리 공장에서 만들어 현장으로 반입하므로 현장작업을 신속하게 할 수 있고, 철근콘크리트조와 같은 형틀공사나 양생이라는 것도 없으며, 내화피복재를 건식공법으로 하면 공사가 모두 건식으로 되며, 공장생산에 의한 시공의 간이화에 따라 노동력의 절약이나 비용의 인하 등이 가능하다.
철골철근콘크리트구조
철근콘크리트구조와 철골구조의 중간적인 구조법이다. 철근콘크리트구조는 내화성은 좋으나 자중이 무겁고, 고층이 될수록 기둥이 굵어지고 유효면적이 작아지는 결점이 있다. 철골구조는 반대로 자중은 철근콘크리트에 비해 가볍지만 내화성이 부족하므로 값비싼 내화피복을 필요로 한다. 따라서 이들의 결점을 보완하고 내화성이 좋고 자중이 가벼운 구조로서 철골철근콘크리트 구조가 개발 ·사용되고 있다.
건축구조계산 [ 建築構造計算, structural calculation ]
구조계산은 자중(自重) ·적재하중(積載荷重) ·적설(積雪) ·풍압(風壓) ·토압(土壓) ·수압(水壓) ·지진, 기타 진동 및 충격에 대한 안전을 확인하도록 되어 있다. 계산방법은 여러 가지가 있는데, ① 하중외력(荷重外力)은 자중과 같이 항상 작용하는 장기하중(長期荷重)과, 지진력 ·풍압력처럼 단시간 작용하는 단기하중(短期荷重)으로 나뉜다. ② 응력은 장기하중에 의한 장기응력과 단기하중에 의한 단기응력의 2가지를 고려한다. ③ 장 ·단기의 두 응력(휨 모멘트 ·전단력 ·축방향력)에 의해서 생기는 응력도(應力度)가 일정한 재료허용(材料許容)응력도를 넘지 않도록 각 부재의 단면을 정한다. ④ 허용응력도를 정할 때 단기응력도는 변형(變形)을 고려한 종국적인 수치를 택하고, 장기응력도는 관례나 장기강도(長期强度) ·변형 등을 고려하여 수치를 정한다.
【하중】 ① 고정하중(固定荷重):건물 각 부분의 자중으로서, 비중(比重)과 용적(容積)으로 계산한다. ② 적재하중:건물의 실제 상황에 따라 정하도록 되어 있다. 그러나 계산상의 편의를 위하여 미리 건물의 종류에 따라 정해 놓은 값이 있다. ③ 적설하중:적설량 1cm에 대하여는 2kg/m2 이상을 잡는다. ④ 풍압력:속도압(速度壓)에 풍력계수(風力係數)를 곱해서 계산하며, 속도압은 60h kg/m2(h는 지반면으로부터의 높이)로 계산한다. ⑤ 지진력(地震力):고정하중과 적재하중의 합에 수평진도(水平震度)를 곱하여 그 부분에 가해지는 수평력으로서 나타낸다.
【구조계산서】 하중의 계산은 다음과 같은 계산서의 형식으로 정리된다. ① 설계기본사항:건물의 평면 ·단면, 허용응력도, 하중일람표. ② 설계준비계산:설계방침, 평면과 라멘 기호, 단면적 ·단면 2차 모멘트 ·강비(鋼比) 등의 계산, 기둥직압(直壓) ·지진력. ③ 지진 ·바람 등에 의한 응력계산. ④ 연직하중(鉛直荷重)에 의한 응력계산. ⑤ 각 부재의 장기 ·단기 응력의 일람표 및 응력도와, 압축변형의 검정. 이상과 같이 하여 골조 각 부분의 단면이 안전하다고 확인되면 시공할 수 있도록 구조도면(構造圖面)을 작성한다. 그러나 이 구조계산은 여러 가지 연구결과로 점차 변형되어 가고 있으며, 또한 세계의 여러 나라는 그 나라 나름대로의 습관이 있고, 또 경험도 무시할 수 없는 요소가 되므로 순수한 계산뿐인 설계는 신중한 검토가 필요하다.

키워드

석조건축,   건축구조,   건축재료,   목조건축,   철근콘크리트,   철골,   콘크리트,   구조계산