개념 한 쪽
전산응용건축제도기능사 특수구조 — 케이블·관·주름·공기로 만드는 구조
특수구조는 일반적인 기둥과 보의 틀을 벗어나 다른 힘의 전달 방식을 쓰는 구조다. 케이블로 매달고, 건물 외곽을 관처럼 세우고, 평판에 주름을 잡고, 기압 차이로 막을 띄운다. 각 방식이 어떤 힘을 쓰는지 알면 이름이 바로 떠오른다.
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뜻
현수구조는 케이블의 인장력으로 상부 하중을 지지한다. 바닥 등의 슬래브를 케이블로 매달아 지지하는 방식이며, 인장 부재를 주로 쓰므로 긴 지간을 확보하는 데 유리하다. 케이블이라는 낱말이 나오면 인장으로 버티는 구조라는 점을 먼저 떠올린다.
초고층 건물에서는 튜브구조가 쓰인다. 관과 같이 하중에 저항하는 수직부재를 건물 바깥쪽에 배치해 횡력에 효율적으로 맞서는 시스템이다. 외곽의 골조가 건물 전체의 횡력 저항을 맡는 것이 특징이다.
평판을 접어 강성을 높이는 방식도 있다. 자중만으로도 지지가 어려운 평면체를 아코디언처럼 주름 잡아 지지하중을 키운 구조가 절판구조이다. 평판을 지그재그로 접어 강성을 확보하므로, 곡면으로 하중을 받는 셸 구조와는 형상이 다르다.
막을 이용하는 구조도 있다. 공기막구조는 내부 기압을 외부보다 높게 유지해 막에 장력을 걸고 그 힘으로 공간을 확보한다. 막 자체가 가벼워 큰 지간을 덮는 데 적합하다. 트러스구조는 직선 부재를 삼각형으로 배열해 휨 없이 축력만 전달하므로, 인장 케이블이나 기압을 쓰는 구조와 원리가 구분된다.
부재를 공장에서 만드는 방식도 특수구조의 갈래로 다룬다. 조립식 콘크리트, 곧 P.C 공법은 공장에서 정밀하게 관리해 타설하므로 품질이 우수하고 공사 기간이 단축된다. 기상의 영향을 덜 받고 공정을 병행할 수 있으며 슬래브 같은 대형 부재도 생산할 수 있다. 기초에서는 지반이 연약하거나 기둥에 걸리는 하중이 커서 기초판이 넓어야 할 때, 건물 하부 전체를 하나의 판으로 만드는 온통기초를 쓴다. 블록의 빈 속에 철근과 콘크리트를 채워 넣는 보강블록조도 하중을 견디게 만드는 방식이다.
예제
선지 판단은 구조가 쓰는 힘의 종류를 바꿔 놓았는지에서 갈린다. 슬래브를 케이블로 매단 구조를 셸이나 공기막으로 고르면 인장이라는 핵심이 빠진다. 평판에 주름을 잡아 강성을 높인 구조를 셸로 부르거나, 공기막구조를 기압 차이가 아닌 다른 원리로 설명해도 틀린다. 튜브구조를 외곽 수직부재가 아닌 다른 배치로 설명하는 것도 초고층 횡력 저항의 요점을 놓친 것이다. P.C 공법의 장점을 공사 기간이 길어지는 것으로 뒤집어도 어긋난다.
자주 묻는 물음
- 현수구조는 어떤 힘으로 하중을 지지하나요?
- 케이블의 인장력으로 지지합니다. 바닥 등의 슬래브를 케이블로 매달아 상부 하중을 받으며, 긴 지간을 확보하는 데 유리합니다.
- 절판구조와 공기막구조는 각각 어떤 원리인가요?
- 절판구조는 평판을 아코디언처럼 주름 잡아 강성을 높여 지지하중을 키우는 방식입니다. 공기막구조는 내부 기압을 외부보다 높게 유지해 막에 장력을 걸고 그 힘으로 공간을 확보합니다.
- P.C 공법과 온통기초는 언제 쓰나요?
- P.C 공법은 부재를 공장에서 정밀하게 만들어 품질을 높이고 공사 기간을 줄이는 방식입니다. 온통기초는 지반이 연약하거나 기둥 하중이 커서 기초판이 넓어야 할 때 건물 하부 전체를 하나의 판으로 만드는 기초입니다.
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