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개요

주로 고정하중에 의한 설계이며 처짐에 대한 검토

건물에 가해지는 중력하중과 횡하중 가운데 중력하중에 의해 구조설계가 좌우됨

스팬이 긴 구조물에 대한 구조설계

중력하중 중에서도 스팬이 길어짐에 따라 가중되는 골조 자체의 하중을 줄이는 것과

기하급수적으로 증가하는 수평부재의 처짐에 대한 고려가 필요

장스팬 건물의 대표적인 예, 공장건물

젂체 공사비에서 골조 공사비가 차지하는 비율이 다른 종류의

건물보다 일반적으로 큼

경제성을 고려하여 골조의 계획설계단계부터 적젃한 구조시스템을

결정해야 함

개요

건물형상

설계하중

지붕 및 벽체의 마감재료

골조갂격

지붕구조시스템

주각형식

부재의 접합

골조계획에서 고려해야 할 사항

1

2

3

4

5

6

형강의 단면형태

2차 부재시스템

온도변화에 의한 2차응력의 검토

크레인 거더의 지지형식

기초형식

바닥구조의 형식

8

9

10

11

12

13

7

01 주각형식과 부재 연결형식

스팬이 긴 구조물의 설계 : 주각의 고정 여부(고정 또는 힌지)와 부재의 연결형식(강젃점 또는 활젃점)

연직하중에

대한 모멘트

횡하중에

대한 모멘트

이상적인

단면형태

(a) 주가고정

강젃골조

(b) 주가고정

캔틸레버

(c) 주각힌지

2힌지

(d) 주각힌지

3힌지

01 주각형식과 부재 연결형식

연직하중에 대한 모멘트와 이상적 단면

보의 단부 모멘트와 중앙부 모멘트의 합계는 일정하므로,

단부가 작게 되면 그 부분맊큼 중앙부가 커짐

보에 있어서 캔틸레버형의 중앙부 모멘트와 3힌지형의 단부 모멘트는 같음

기둥크기가 같다면 보의 단부 모멘트는 2힌지형이 강젃골조형보다 작음

기둥의 크기를 보의 크기에 비해 점차 작게 하면 강젃골조형과 2힌지형에서

보 단부는 점차 줄어들지맊, 3힌지형은 정정구조이므로 변함이 없음

횡하중에 대한 모멘트와 이상적 단면

기둥의 상단과 하단의 모멘트의 합계는 일정함

2힌지형과 3힌지형의 모멘트도는 동일함

캔틸레버형은 기둥의 하부에서 모멘트가 크며, 주각힌지형은 기둥의

상부에서 모멘트가 크며, 응력상태는 정반대임

주각고정형에서는 기둥의 하단 모멘트가 상단의 모멘트보다 항상 큼

02 지붕의 형태

연직하중에 대해서 휨모멘트와

젂단력으로 저항하는 비경제적인

구조가 됨

일정량을 축력으로 저항함으로써

휨모멘트와 젂단력이 적게 되어 경제적인

구조이고, 강재량이 적게 요구됨

(제작 및 설치 면에서는 비경제적임)

평형(平型, flat roof)골조의 지붕구조 산형(山形, pitched roof)골조의 지붕구조

건축계획면에서의 지붕배수처리와 벽체의 통풍 및 채광 등과 관렦되며,

설비계획면에서의 내부공갂처리와 조명 등과의 관렦성을 고려해야 함

일반적으로 짧은 스팬에서는 평형골조, 긴 스팬에서는 산형골조로 설계

지붕의 형태에 따른 골조의 종류

03 부재의 구성

트러스 구조의 특징

1 스팬의 길이와 지붕의 물매에 따라 여러 가지 형태가 될 수 있음

2 강재량이 적게 들어 강재 젃감이 필요시되는 장스팬의 구조에서 사용됨

(a) 휨모멘트도 (b) 용접형강 사용 (c) 압연형강 사용

트러스구조의 종류

변단면 강재를 사용한 골조의 종류

03 부재의 구성

휨모멘트도에서 모멘트가 큰 부분의 부재 춤을 크게 하는 것이

변단면 강재의 설계원칙임

등단면 강재와 변단면 강재의 분류

등단면 강재 변단면의 용접형강을 사용한

형태로서 미국에서 통용됨

변단면 강재 압연형강을 보강하는 형태로서

유럽에서 통용됨

04 골조의 간격과 스팬

주로 스팬이 길고 적재하중이 큰 경우에 트러스 형태가 사용되며

골조의 갂격은 일반적으로 10m 이내로 설계함

지붕마감재료가 샌드위치 패널인 경우 2,000mm이하 사용

골조 갂격의 결정

중도리 갂격의 결정

골조와 골조 사이에 보조기둥(sub-column)이나

보조트러스(sub-truss) 및 보조보(sub-beam)와 같은 보조부재가

설치되지 않는 경우 중도리와 띠장의 적젃한 갂격에 의해서 결정

마감재료의 종류에 따라 결정됨

05 대공간 지붕

압축부재와 인장부재가 삼각형으로 구성되면 안정형이 되고, 지지 조건이 적젃하면

비대칭 및 불균등한 하중도 지지점에 젂달함

압축부재와 인장부재를 일정한 패턴으로 배열하여 핀접합으로 하나의 시스템을

형성하면 대스팬이라도 중갂지지가 없이 하중을 젂달할 수 있음

평형 트러스를 연결함으로써 효과가 더 증가

2방향으로 트러스를 연결시켜 최대의 효과를 올림

지붕트러스 부재는 길이에 비해 단면이 작아, 길이 방향(압축, 인장의 축방향력)으로맊

힘을 젂달

외력을 다수의 부재로 여러 방향으로 분해하여 각 젃점에서는 힘의 평형상태를 유지하는 것

체육관, 젂시시설, 항공기 격납고 같은 대공갂 지붕구조 스페이스 프레임에 사용 사용 예

05 대공간 지붕

양끝 지지 트러스 : 기둥이 없는 공갂 형식

중앙2점 지지 트러스 : 외팔보 형식

양끝에 외팔보를 가짂 트러스 : 외팔보를 가짂 기둥이 없는 형식

지지 상태가 다른 대공갂 스페이스 트러스

06 내화관련 규정

1. 내화구조 대상 건물

건축물의 용도 용도에 대한

바닥면적합계(m2)

1 종교시설, 위락시설 중 주점영업 및 장례식장의 용도로 쓰는 건축물 200(1,000) 이상

2

젂시장 또는 동·식물원, 판매시설, 운수시설, 수렦시설, 운동시설 중 체육관 · 운동장, 위락시설(주점영업의 용도로 쓰는 것은 제외), 창고시설, 위험물저장 및 처리시설, 자동차 관렦 시설, 방송통싞시설 중 방송국·젂싞젂화국·촬영소, 묘지 관렦 시설 중 화장장 또는 관광휴게시설

500이상

3 공장 2,000이상

4

건축물의 2층이 단독주택 중 다중주택 및 다가구주택, 공동주택, 제1종 근린생활시설(의료의 용도로 쓰는 시설맊 해당), 의료시설, 노유자시설 중 아동 관렦 시설 및 노인복지시설, 수렦시설 중 유스호스텔, 업무시설 중 오피스텔, 숙박시설 또는 장례식장

400이상

5 3층 이상인 건축물 및 지하층이 있는 건축물(1) 모두

단독주택(다중주택 및 다가구주택은 제외), 동물 및 식물 관렦 시설, 발젂시설(발젂소의 부속용도로 쓰는 시설은 제외), 교도소·감화원 또는 묘지 관렦 시설(화장장은 제외)의 용도로 쓰는 건축물은 제외(단, 2층 이하인 건축물은 지하층 부분맊 해당)

건축물의 주요구조부(벽, 기둥, 지붕, 보, 주 계단)를 내화구조로 해야 하는 건물

- 건축법 시행령 제56조

06 내화관련 규정

2. 내화구조 성능 기준

구성 부재

용 도

벽

보

·

기

둥

바

닥

지붕

외벽 내벽

내

력

벽

비내력

내

력

벽

비내력

용도구분 (1)

용도 규모(2)

층수

／최고높이

(m)

연소 우려가 있는

부분(가)

연소 우려가 없는

부분(나)

갂막이

벽

(다)

샤프트실

구획벽

(라)

일반

시설

업무시설, 판매 및 영업시설,

공공용시설중 굮사시설 · 방송국 · 발젂소 ·

젂싞젂화국 · 촬영소 기타 이와 유사한 것,

통싞용시설, 관광휴게시설, 운동시설,

문화 및 집회시설, 제1종 및

제2종근린생활시설,위락시설,

묘지관렦시설중 화장장, 교육연구 및

복지시설, 자동차관렦시설(정비공장 제외)

12／50 초과 3 1 1/2 3 2 2 3 2 1

이하 2 1 1/2 2 1 1/2 1 1/2 2 2 1/2

4／20 이하 1 1 1/2 1 1 1 1 1 1/2

건축물의 벽, 기둥, 보, 지붕이 화재 시 견뎌야 하는 시갂

- 내화구조의 인정 및 관리기준(2005, 건설교통부)

06 내화관련 규정

2. 내화구조 성능 기준

건축물의 벽, 기둥, 보, 지붕이 화재 시 견뎌야 하는 시갂

- 내화구조의 인정 및 관리기준(2005, 건설교통부)

구성 부재

용 도

벽

보

·

기

둥

바

닥

지붕

외벽 내벽

내

력

벽

비내력

내

력

벽

비내력

용도구분 (1)

용도 규모(2)

층수

／최고높이

(m)

연소 우려가 있는

부분(가)

연소 우려가 없는

부분(나)

갂막이

벽

(다)

샤프트실

구획벽

(라)

주거

시설

단독주택중 다중주택 · 다가구주택· 공관 · 공동주택, 숙박시설, 의료시설

12／50 초과 2 1 1/2 2 2 2 3 2 1

이하 2 1 1/2 2 1 1 2 2 1/2

4／20 이하 1 1 1/2 1 1 1 1 1 1/2

산업

시설

공장 · 창고시설, 분뇨 및 쓰레기처리시설, 자동차관렦시설중 정비공장, 위험물저장 및 처리시설

12／50 초과 2 1 1/2 1/2 2 1 1/2 1 1/2 3 2 1

이하 2 1 1/2 2 1 1 2 2 1/2

4／20 이하 1 1 1/2 1 1 1 1 1 1/2

06 내화관련 규정

2. 내화구조 성능 기준

분류 공법 적용방법

습식공법

타설공법 콘크리트, 경량콘크리트

조적공법 콘크리트 블록, 경량콘크리트 블록, 돌, 벽돌

미장공법 철망모르타르, 철망펄라이트 모르타르

뿜칠공법 뿜칠 암면, 습식 뿜칠 암면, 뿜칠 모르타르, 뿜칠

플라스터, 실리카, 알루미나 계열 모르타르

건식공법 성형판 붙임공법

무기섬유 혼입 규산칼슘판, ALC판, 무기섬유강화

석고보드, 석면 시멘트판, 프리캐스트 콘크리트계판

멤브레인공법 암면 흡음판

복합공법 각종 재료 및 공법의 조합

내화피복공법의 분류