건축구조 총론

건축구조의 분류 — 무엇을 기준으로 나누는가

미학습

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건축구조는 여러 축으로 나뉘며 어느 축의 이야기인지를 가리는 것이 첫걸음이다. 구조형식으로는 내력벽이 하중을 받는 벽식구조, 기둥과 보가 강접합으로 이어진 라멘구조, 보 없이 슬래브가 기둥에 직접 붙는 무량판(플랫슬래브)구조, 삼각형 단위를 핀절점으로 이어 축력만 받게 한 트러스구조, 곡면으로 압축을 흘리는 셸구조, 케이블의 인장으로 지붕을 매다는 현수구조, 판을 접어 춤을 키운 절판구조가 있다. 시공과정으로는 물을 써 현장에서 굳히는 습식구조(철근콘크리트·조적)와 물 없이 짜 맞추는 건식구조(목구조·철골), 그리고 현장에서 만드는 현장구조와 공장에서 만들어 잇는 조립구조로 갈린다. 사용재료로는 목구조·조적조·철근콘크리트조·철골조·철골철근콘크리트조로 나뉜다. 라멘·벽식·일체식은 구조형식 쪽 이름이고 습식·건식·조립은 시공과정 쪽 이름이라, 두 축을 섞어 놓는 것이 이 절의 대표적인 함정이다.
구조를 이름으로 외우면 낯선 조합에서 막힌다. 잣대는 힘이 어디로 흐르는가다. 벽식은 벽을 타고, 라멘은 기둥과 보를 타고, 트러스는 부재의 축을 따라, 아치와 셸은 압축으로, 현수는 인장으로 흐른다. 이 흐름을 그려 보면 왜 트러스에 휨이 없다고 보는지, 왜 현수구조가 바람에 흔들리는지, 왜 무량판이 층고를 줄이는지가 한꺼번에 풀린다.
  1. 구조형식 — 벽식·라멘·무량판·트러스·셸·현수·절판.
  2. 시공과정 — 습식 ↔ 건식, 현장 ↔ 조립.
  3. 라멘·벽식은 구조형식, 습식·건식은 시공과정 쪽 이름이다.
  4. 트러스는 핀절점 가정이라 부재에 축력만 걸린다고 본다.
  5. 무량판구조는 보가 없어 층고를 줄일 수 있다.
벽식구조

내력벽이 하중을 받는다. 기둥과 보가 없어 실내가 깔끔하나 벽을 옮길 수 없고 위층 진동이 아래로 곧장 전해진다.

라멘구조

기둥과 보가 강접합으로 하중을 받는다. 벽을 옮길 수 있어 가변성이 좋으나 기둥과 보가 드러나 층고가 커진다.

구조형식마다 힘이 흐르는 길
구조주로 받는 힘특징
트러스구조축력(인장·압축)만핀절점 가정 — 휨이 없다
아치·셸구조압축 위주인장에 약한 재료에 알맞다
현수구조인장만압축을 받지 못해 모양이 하중에 따라 변한다
라멘구조휨·전단·축력강절점이라 휨모멘트가 전달된다
절판구조휨접어서 춤을 키운다 — 얇은 판으로 긴 스팬

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이중골조가 요구하는 25퍼센트

이중골조는 전단벽이나 가새골조가 수평력을 주로 받되 모멘트골조가 이를 보완하는 구조다. 이때 모멘트골조는 설계 수평력의 25퍼센트 이상을 독립적으로 저항할 수 있어야 한다는 조건이 붙는다. 전단벽이 먼저 파괴되더라도 모멘트골조가 남아 건물이 한꺼번에 무너지지 않게 하려는 이중의 안전장치이며, 지진 설계에서 여유도를 확보하는 대표적인 방식이다.

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