개념 한 쪽
전산응용건축제도기능사 구조재료의 특성 및 요구성능 — 강재의 내진성·벽돌 치수·콘크리트 강도
구조재료의 특성 문제는 재료마다 정해진 치수와 강도 기준을 얼마나 정확히 기억하는지 묻는다. 강재는 온도와 제조 공정에 따라 성능이 달라지고, 벽돌은 쌓기 방식이 두께를 정하며, 콘크리트는 물과 시멘트의 비율이 강도를 좌우한다.
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뜻
건물이 고층화·대형화하면서 극후판이면서도 용접성과 내진성이 좋은 고강도 강재가 필요해졌다. 열간압연 뒤 급히 냉각하는 공정을 거친 TMCP강이 이런 요구에 맞는 재료로 꼽힌다. 일반 구조용 강재와 내진용 강재가 따로 쓰이지만, 극후판에서 용접성과 내진성을 함께 확보한 재료로는 TMCP강이 특징적이다.
철강은 온도에 따라 강도가 달라진다. 0도에서 250도 사이에는 강도가 서서히 올라 250도 부근에서 최대가 되고, 그보다 뜨거워지면 다시 떨어진다. 약 500도에서는 0도일 때 강도의 절반 수준까지 줄어드는 것으로 본다. 그래서 화재를 받은 철골은 상온 성능을 그대로 유지한다고 보기 어렵다.
벽돌은 표준형이 길이 190mm, 나비 90mm, 두께 57mm이고 줄눈은 10mm로 잡는다. 쌓기 방식의 B수에 따라 벽두께가 달라져 0.5B는 벽돌 나비인 90mm, 1.0B는 벽돌 길이인 190mm, 1.5B는 약 290mm가 된다. 내화벽돌의 기본 치수는 길이 230mm, 너비 114mm, 두께 65mm이다.
콘크리트 강도에 가장 큰 영향을 주는 것은 물과 시멘트의 비율인 물시멘트비이며, 이 비율이 낮을수록 강도가 높아진다. 보통 포틀랜드 시멘트의 주원료는 석회석과 점토, 석고이고 석고는 응결을 조절하는 역할을 맡는다. 목재는 단열성과 비강도, 가공성은 장점이지만 습기에 민감해 수분이 바뀌면 수축과 팽창이 크게 일어난다.
예제
선지 판단은 숫자와 원인이 뒤바뀐 자리에서 갈린다. 500도에서 철강 강도가 0도 때의 절반으로 줄어든다는 기준을 1/3이나 1/4로 바꾸면 틀리고, 콘크리트 강도의 주된 요인을 물시멘트비가 아니라 시멘트 비중이나 조립율로 돌려도 어긋난다. 표준형 벽돌을 190×90×57mm로 잡는지, 1.5B 쌓기 두께를 290mm로 잡는지도 그대로 확인해야 한다. 목재가 습기에 따라 신축이 거의 없다고 하면 재료의 성질을 반대로 적은 것이다.
자주 묻는 물음
- 고층·대형 구조물에는 어떤 강재가 쓰이나요?
- 극후판이면서 용접성과 내진성이 우수한 고강도 강재가 요구되며, 열간압연 뒤 급냉하는 공정을 거친 TMCP강이 이런 조건에 맞는 재료로 꼽힙니다.
- 철강은 온도가 오르면 강도가 어떻게 변하나요?
- 0도에서 250도 사이에는 강도가 증가해 250도 부근에서 최대가 되고, 그 이상에서는 감소합니다. 약 500도에서는 0도일 때 강도의 절반 수준으로 떨어집니다.
- 벽돌 벽두께와 콘크리트 강도는 무엇으로 정해지나요?
- 벽두께는 표준형 벽돌 190×90×57mm와 10mm 줄눈을 기준으로 쌓기 방식의 B수에 따라 정해집니다. 1.0B는 190mm, 1.5B는 약 290mm입니다. 콘크리트 강도는 물시멘트비가 낮을수록 높아집니다.
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