슬래브는 얇은 판 형상으로 만들어지기 때문에 슬래브에 하중이 가해지면 가운데가 오목하게 내려앉은 형태로 변형되리라 예상할 수 있습니다. 슬래브는 판상의 재료이기 때문에 이해하기가 복잡할 수 있습니다. 좀 더 단순한 형태로 슬래브 구조 해석의 원리를 따져보겠습니다. ▶ 본문의 내용은 유튜브로 볼 수 있습니다. ▶ 슬래브의 종류 ▶ 구조시스템의 분류 ▶ 라멘구조 수직하중과 슬래브 슬래브는 고정하중(자신의 무게를 포함한 마감재 그리고 밑에 달린 천장재 등의 무게)과 활하중(가구나 사람 등의 무게) 같은 수직하중을 보에 전달합니다. 건물 전체 구조체 중 슬래브의 무게가 가장 많이 나가기 때문에 슬래브의 무게를 줄이면 기둥과 기초의 부담을 줄일 수 있습니다. 때문에 가능한 얇을수록 유리하겠지만 슬래브가 얇아지면 ..

건축구조/구조부재 2021. 2. 2. 06:04

우리는 바닥 위에서 생활합니다. 그래서 슬래브는 고정하중뿐 아니라 인간의 활동에서 야기되는 활하중을 직접 부담하면서 보와 기둥으로 전달합니다. 슬래브는 보통 보와 짝을 이루어 휨강성을 높이는 방식으로 짜이는데, 보가 없이 만들어지기도 합니다. 어떤 종류의 슬래브가 있는지 살펴보겠습니다. ▶ 본문의 내용은 유튜브로 확인하실 수 있습니다.▶ 콘크리트 개요▶ 철근콘크리트 수량 산출▶ 슬래브 철근 배근  슬래브의 종류우리가 생활하면서 야기하는 하중의 거의 대부분은 슬래브로 직접 전달됩니다. 이 슬래브는 넓은 면적을 얇은 판의 형태로 지지합니다. 그러나 두께가 얇은 판은 휨에 대한 저항력이 약합니다. 그래서 보통 두께가 두꺼운 막대 형상의 보를 덧대 휨 강성을 높이는 방식으로 만들어집니다. 슬래브..

건축구조/구조부재 2021. 2. 2. 05:45

압축력을 받는 기둥이 자신의 한계에 도달하기 전에 옆으로 구부러지면서 파괴되는 현상을 좌굴이라고 합니다. 좌굴은 강구조에서 더 자주 다양하게 일어나는데 기둥에서 발생하는 좌굴에 대해 살펴보겠습니다. ▶ 좌굴의 기본 개념/ 좌굴 안정성▶ 기둥의 구조적 역할 기둥의 좌굴기둥에 가해지는 하중이 작으면 부재는 길이방향으로만 줄어들지만 어느 한계를 넘어서면 갑자기 구부러지고 불안정해집니다. 축방향으로 압축력을 받는 세장한 부재는 자신이 부담할 수 있는 최대압축응력에 도달하기 전에 갑자기 옆으로 휘어지면서 내력을 잃어버리는데 이런 현상을 좌굴(Buckling)이라고 합니다.  어느 정도의 하중에 좌굴될 것인지는 부재의 재질, 단면의 형태, 부재의 길이, 양단의 고정방식 등에 따라 달라집니다. 레온하르트 오일러(Le..

건축구조/구조부재 2021. 1. 31. 09:14

기둥은 수직하중과 수평하중을 지지합니다. 상부로부터 누적해서 내려오는 수직하중을 부담하는 것이 기둥의 가장 근본적인 역할입니다. 기둥은 이 연직방향의 하중을 기초로 전달합니다. 그러나 기둥이 순수하게 압축력만 받는 경우는 드물고 대부분 휨모멘트가 동시에 작용합니다. 기둥이 하는 역할과 각각의 힘에 대해 어떻게 거동하는지 살펴보겠습니다. 수직하중의 분담 기둥의 가장 기본적인 역할은 상부에서 전달되는 축하중을 기초로 전달하는 것입니다. 통상 인접한 기둥끼리 경간의 절반 정도씩 분할한 영역을 각자 지지합니다. 축하중은 위에서 아래로 내려갈수록 누적되면서 증가하게 됩니다. 그래서 위와 아래의 기둥 크기가 달라지지는데 위로 올라갈수록 기둥 크기가 줄어듭니다. 그런데 기둥 크기가 너무 자주 바뀌게 되면 거푸집 철근..

건축구조/구조부재 2021. 1. 31. 07:32

아치에서 구조적인 성능에 영향을 미치는 요인은 무엇일까요? 서양건축사를 보면 로마시대의 반원형아치는 고딕시대에 뾰족하고 긴 형태로 발전해 갔습니다. 아치의 형태가 달라지면 구조적인 성능이 어떻게 달라지는지 살펴보겠습니다. 아치의 형상 아치는 압축력에 강한 석재를 활용해 넓은 공간을 만들어 낼 수 있습니다. 아치가 구조적인 성능을 충분히 발휘하려면 적절한 높이가 있어야 하는데 이 높이 부분을 라이즈(Rise)라고 합니다. 이 라이즈에 따라 지지점에서 발생하는 수평반력이 달라집니다. 아치는 지지점에서 양쪽 방향으로 벌어지는 추력(Trust)이 생기는데 이 추력이 라이즈에 반비례합니다. 따라서 라이즈가 두 배가 되면 추력이 1/2로 줄어듭니다. 그렇지만 무작정 라이즈를 높이면 재료량도 많아지고 구조적인 성능도..

건축구조/구조디자인 2021. 1. 23. 07:56

아치는 인류가 매우 오랫동안 사용해온 건축양식입니다. 기원전 수천년 전 메소포타미아 문명에서 사용되기 시작되었으니 아치의 형태는 우리의 심미적인 느낌에 각인되어 있을 것입니다. 케이블은 부재의 축방향을 따라 인장응력이 주로 발생합니다. 그렇다면 아치에는 어떤 응력이 발생할까요? ▶ [힘과 응력] - 압축응력 아치의 형상 아치(Arch)는 작은 조각으로 다듬은 돌이나 벽돌을 곡면 형태로 쌓아 올려 만든 구조체를 말합니다. 돌로 만든 오래된 다리를 가보면 반원형으로 쌓은 형태를 많이 볼 수 있습니다. 무거운 돌을 작게 나누어서 동그랗게 쌓아 올리면 넓은 공간을 만들어 낼 수 있습니다. 이 곡면 형상은 아치의 구조적 성능을 좌우하는 매우 중요한 요소입니다. 돌이나 벽돌을 가지고 아치 형태를 만들었을까요? 아치..

건축구조/구조디자인 2021. 1. 23. 07:42

보 부재에는 휨응력이 크게 생기지만 전단응력도 발생합니다. 중력방향으로 떨어지려는 보를 기둥이 위쪽으로 밀면서 서로 엇갈리는 힘이 작용하기 때문입니다. 전단력을 발생하면 평행사변형으로 변형됩니다. 전단변형도 압축과 인장으로 분해할 수 있습니다. 이렇게 분해해서 보면 보가 어떻게 파괴되는지 쉽게 이해할 수 있습니다. ▶ [힘과 응력] - 응력이란 ▶ [힘과 응력] - 인장응력 ▶ [힘과 응력] - 압축응력 ▶ [힘과 응력] - 휨응력 전단변형 탄성이 있는 스티로폼을 직육면체로 잘라서 앞쪽을 바둑판처럼 그려보면 크기가 작은 사각형으로 나타낼 수 있습니다. 스티로폼 한쪽을 누르면 사각형 미소 입자는 사다리꼴로 변하고 휨응력이 발생합니다. 만일 스티로폼 위쪽을 아래쪽과 엇갈리게 밀면 사각형 미소 입자는 평행사변..

건축구조/힘과 응력 2021. 1. 23. 07:00

우리는 보통 기둥을 세우고 기둥과 기둥을 가로질러 보를 걸칩니다. 보 부재는 중력방향으로 세워지는 것이 아니라 보통 중력방향에 직각으로 놓이게 됩니다. 따라서 부재가 놓여 있는 방향의 옆구리 부분을 중력이 누르고 이 보는 아래로 휘어집니다. 보나 슬래브처럼 중력 방향을 가로질러 놓이는 부재에는 어떤 응력이 발생할까요? ▶ 응력이란? ▶ 인장응력 ▶ 압축응력 ▶ 전단응력 휨 변형 보나 슬래브에 생기는 응력을 이해하기 위해 보가 힘을 받을 때 변형되는 모양을 생각해봅시다. 만일 보와 기둥이 한 몸처럼 붙어 있다면 점선과 같이 아래로 휘어질 것입니다. 보의 한가운데에 있는 작은 육면체를 잘라서 어떻게 모양이 달라졌는지 살펴봅시다. 정면에서 보았을 때 힘을 받기 전에는 사각형이었던 입면(초록색)이 힘을 받은 후..

건축구조/힘과 응력 2021. 1. 23. 06:47