기둥은 수직하중과 수평하중을 지지합니다. 기둥의 크기를 줄이려면 당연히 기둥에 발생하는 응력을 줄여야 합니다. 어떻게 해야 할까요? ■ 응력이란 ■ 기둥의 구조적 역할 수직하중 줄이기 기둥의 가장 기본적인 역할은 상부에서 전달되는 축하중을 기초로 전달하는 것입니다. 통상 인접한 기둥끼리 경간의 절반 정도씩 분할한 영역을 각자 지지합니다. 기둥에 작용하는 축력을 줄이려면 기둥이 부담하는 슬래브 면적을 줄여야 합니다. 결국 기둥의 개수를 늘릴 수 밖에 없는데, 건축물의 용도나 설계 측면을 고려해서 적정한 크기의 경간을 결정할 필요가 있습니다. 수평하중 줄이기 기둥과 보로 강접합된 라멘구조방식은 기둥이 어느 정도 수평하중을 부담할 수 있습니다. 이렇게 수평하중이 작용하게 되면 기둥에는 휨모멘트뿐 아니라 전단응..

건축구조/구조부재 2022. 3. 19. 20:04

절판구조는 슬래브처럼 넓은 판을 접은 형태로 만들어집니다. 특이한 모양은 차치하더라도 굳이 접어야 하 는 이유는 무엇일까요? 이유는 휨모멘트 때문입니다. 모멘트를 견뎌야 하는 부재는 일단 두꺼워야 합니다. ■ 구조시스템의 분류 ■ 라멘구조 절판구조의 원리 절판구조는 얇은 판을 접은 형태로 만들어집니다. 쉘은 얇은 판을 곡면형태로 구부려 만들지만 절판구조는 접어서 형태를 만들어 냅니다. 얇은 판에 하중이 실리면 쉽게 구부러지지만 이 판을 접으면 쉽게 구부러지지 않고 더 무거운 하중을 부담할 수 있습니다. 이것은 보 춤이 높아져 구조 성능이 향상되는 것과 같습니다. 얇은 판을 구부리면 높이가 높아지는데 아래 그림처럼 춤이 H인 보가 경간 방향으로 하중을 부담하는 것으로 생각할 수 있습니다. 일반적으로 절판구..

건축구조/구조디자인 2021. 12. 10. 17:51

스페이스 프레임은 트러스를 3차원 공간으로 확장한 것으로 다양한 지붕 형태를 만들어낼 수 있습니다. 철근콘크리트로 쉘구조를 만들기 위해서는 거푸집이 필요하지만, 스페이스 프레임은 막이 펼쳐지는 것처럼 작은 부재를 조립해가면서 확장해 갈 수 있습니다. 스페이스 프레임 스페이스 프레임(Space frame)은 트러스가 공간적으로 확장되었다는 측면에서 입체 트러스라고도 합니다. 삼각형으로 된 트러스 절점에 부재 세 개를 덧대 삼각뿔 모양으로 연결하고, 부재의 절점은 트러스와 같이 회전단으로 구성합니다. 이런 식으로 공간을 구성해가면 어떤 형상도 만들어낼 수 있습니다. 스페이스 프레임은 마치 세포처럼 공간으로 무한히 확장해갈 수 있다. 평판, 절판, 돔, 볼트, HP쉘 등 다양한 형태로 대공간을 덮는 지붕구조로..

건축구조/구조디자인 2021. 12. 9. 16:56

트러스나 스페이스 프레임으로 짜인 건축물은 흔하게 만날 수 있습니다. 근현대건축에서도 트러스를 사용해서 혁신적인 건축 이념을 표현한 건축물들이 많이 있습니다. 그중 하나가 퐁피두 센터인데, 근대건축 이후의 하이테크(High - tech architecture) 건축을 대표하는 건축물로 손꼽힙니다. 퐁피두 센터(Centre Georges Pompidou-Muse′e National d’Art Moderne) 퐁피두 센터는 처음에는 보부르 센터라는 이름이었지만, 1969년부터 1974년 사망할 때까지 프랑스 대통령이었던 조지 퐁피두의 이름을 따라 퐁피두 센터로 불리게 되었습니다. 1969년 당시 대통령이었던 조르쥬 퐁피투가 파리 4구 보브루구역의 재개발을 기안했습니다. 퐁피두 센터가 세워진 대지는 제4행정구..

건축구조/구조디자인 2021. 12. 9. 12:25

돔은 면을 따라 하중이 전달되기 때문에 쉘(Shell)구조로 분류할 수 있습니다. 조개껍질에서 따온 이름처럼 쉘 구조는 얇은 껍질로 표면을 감싸는 방식이며 주로 압축응력이 발생합니다. 달걀껍질은 일정한 곡률로 만들어져 재료를 적게 쓰면서 압축응력에 효과적으로 대응할 수 있습니다. 돔에 작용하는 응력 돔에 작용하는 응력을 살펴보겠습니다. 반원처럼 일정한 곡률이 있는 곡선을 수직축을 중심으로 360도 회전시켜 만든 곡면을 돔(Dome)이라고 합니다. 로마는 반원으로 돔을 만들었지만 현수선 아치나 포물선, 타원, 쌍곡선 등 다양한 형태가 가능합니다. 지구를 위도와 경도로 나누는 것처럼 반원형 돔도 경선과 위선으로 나눌 수 있습다. 아치에 압축응력이 주로 발생하는 것처럼 돔의 경선 방향으로는 압축응력이 주로 발..

건축구조/구조디자인 2021. 12. 8. 20:26

로마는 아치를 적극적으로 사용하고 발전시켰습니다. 넓은 제국을 다스리고 거대한 도시를 정비하려면 교량, 수도교 같은 구조물뿐 아니라 경기장, 목욕탕 등 많은 건축물이 필요했을 것입니다. 거대한 규모의 구조물을 빠르고 튼튼하게 짓기 위해 로마 사람들은 반원형 아치를 택했습니다. 반원형 아치의 특징을 살펴보겠습니다. 반원형 아치의 안정성 로마는 반원형 아치를 적극적으로 사용했습니다. 대규모로 빠르게 구조물을 만들려면 똑같은 모양을 반복하는 편이 수월합니다. 고대 그리스에서 탄생한 철학적 사고를 계승했다면 사물의 본질로서 기하학적인 상징을 중요하게 생각했을 것이고 원은 특별한 의미를 지녔을 것입니다. 현수선 아치는 힘이 흘러가는 압축선이 아치 중심을 따라갑니다. 그러나 반원형 아치는 현수선과 달리 압축선과 중..

건축구조/구조디자인 2021. 12. 8. 16:22

재료의 역학적인 성질은 응력-변형도 곡선으로 파악할 수 있다고 했습니다. 역학적 성질을 나타내는 강도와 강성, 취성과 연성이 응력-변형도 곡선에서 어떻게 나타나는지 살펴보겠습니다. ▶ 응력-변형도 곡선이란? 강도와 강성(탄성계수)강도(Strength)와 강성(Stiffness)은 구별해야만 합니다. 강도는 재료가 파괴될 때까지 받을 수 있는 응력의 최대 크기이지만, 강성은 뻣세다는 말처럼 힘을 받아도 잘 변형이 되지 않는 정도를 나타냅니다.   보통 강성이 큰 재료는 강도도 큰 편이지만 강도가 크다고 해서 강성이 꼭 큰 것은 아닙니다. 어떤 용도에서는 강성이 큰 재료를 써야한다고 할 때는 변형이 잘 되지 않는 재료를 써야 한다는 의미입니다.  강성이 크다는 것은 변형에 저항하는 능력이 크다는 뜻이고 잘 ..

건축구조/힘과 응력 2021. 5. 3. 22:29

재료의 성질 중 힘을 받을 때 나타나는 재료의 성질을 역학적 성질이라고 합니다. 어떤 재료의 역학적 성질을 나타낸 것이 응력-변형도 곡선입니다. 응력과 변형의 관계 어떤 재료든 힘이 가해지면 모양이 달라집니다. 즉 변형(Deformation) 됩니다. 당기면 늘어나고, 찌그리면 줄어들며, 구부리면 휘어지고, 엇갈리게 누르면 끊어집니다. ▶ [힘과 응력] - 고정하중과 활하중 ▶ [힘과 응력] - 응력이란? 그래서 어떤 재료의 역학적 성질을 파악하려면 그 재료에 힘이 가해졌을 때 어느 정도 변형되는지를 살펴보는 것이 중요합니다. 응력도와 변형도 덩치가 큰 사람이 힘이 세듯이 재료의 두께가 두꺼우면 재료가 받을 수 있는 힘도 커지겠죠. 그래서 재료를 서로 비교하려면 같은 크기로 만들어서 측정해야 합니다. 이..

건축구조/힘과 응력 2021. 5. 3. 21:42