라멘구조

라멘(Rahmen)은 독일어로 '액자틀'이라고 합니다. 라멘구조는 슬래브와 보로 이루어진 수평 부재가 액자틀처럼 기둥에 강접합된 구조시스템을 말합니다. 공동주택을 제외하고 주변에서 가장 흔하게 볼 수 있는 구조방식이지요. 육면체 공간을 다층으로 구성하기 쉽고 수없이 많은 건물을 지어오면서 가장 익숙해진 방식이기도 합니다. 
 

라멘구조

▶ 구조시스템의 분류
 
라멘구조에서 연직하중은 슬래브와 보를 거쳐 기둥을 따라 기초로 전달됩니다. 슬래브가 연직하중을 보로 전달하면 보는 휨모멘트와 전단응력으로 저항하면서 연직하중을 기둥으로 전달합니다. 슬래브는 하중을 전달하는 부재에 가깝다고 할 수 있습니다. 기둥은 주로 압축응력으로 저항하면서 기초로 연직하중을 전달합니다. 
 
수평하중은 건축물을 옆에서 밀기 때문에 건축물을 전도시키는 힘으로 작용합니다. 라멘구조는 기둥과 보가 강접합되어 있기 때문에 10층 이하의 규모라면 수평하중에 어느 정도 대응할 수 있습니다. 수평하중이 크게 작용하면 가새(Brace)나 전단벽(Shear walls)을 설치해서 보강할 수 있습니다. 일반적으로 초고층건물이 되면 수직방향의 하중보다는 풍하중과 지진하중과 같은 수평방향의 영향이 더 크게 나타나기 때문에, 횡력에 대항하기 위해 외곽 기둥의 간격을 좁게 하고 보춤이 큰 부재를 쓴다.
 
특히 슬래브는 라멘구조 전체에 수평 막과 같이 연결되어 있어서 수평하중이 작용할 때 전체 라멘구조 전체의 거동에 중요한 역할을 담당합니다. 매층마다 얇은 판처럼 깔려 있는 슬래브는 수평하중을 기둥과 벽체로 고르게 분산시킵니다. 슬래브를 따라 전달된 수평하중이 기둥을 옆에서 밀면 기둥이 휘게 되고 휨모멘트와 전단응력이 발생합니다.
 
▶ 슬래브의 종류
▶ 슬래브 구조 해석의 원리
 
기둥은 주로 압축력에 저항하면서 기초로 수직하중을 전달합니다. 보와 강접합되어 있는 기둥은 보를 따라 휘고, 수평하중이 작용하면 휨모멘트와 전단력이 발생합니다. 이처럼 기둥은 휨모멘트를 전달하기도 하지만 대부분의 기둥에서는 압축력으로 하중을 전달하는 비중이 더 큽니다. 압축력을 받는 강재 기둥을 좌굴때문에 파괴되는 경우가 많지만, 콘크리트 부재는 콘크리트가 옆으로 팽창하는 것을 구속하지 못해서 손상을 입는 경우가 많습니다.
 
▶ 기둥의 구조적 역할
▶ 기둥의 구조설계 - 기둥의 크기를 줄이려면?
▶ 기둥의 좌굴
 
구조설계기준에서는 보와 기둥이 강접합된 구조형식을 모멘트저항골조(Moment frame)라고 하는데 슬래브와 보, 기둥으로 된 부재들이 휨모멘트, 전단력, 축력에 저항하는 구조방식으로 정의됩니다. 모멘트저항골조는 상세설계와 그에 따른 지진 저항능력에 따라 보통모멘트골조(Ordinary moment frame), 중간모멘트골조(Intermediate moment frame), 특수모멘트골조(Special moment frame)로 구분합니다.
 
 
[구조디자인] - 벽식구조
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