건축 구조의 이해

총론 건축물이 완성되기 위해서는 필요한 용도를 수용하는 공간을 필요로 하고, 공간은 형태에 의해 구현되며, 형태는 구조에 의해 안전성을 확보하게 된다. 따라서 건축구조의 의미는 좁게는 건축물의 기본공간을 형성하고 안전성을 조성하는 뼈대구조(골조)를 뜻하나 넓게는 세부구조인 수장과 미장을 포함하여 지칭된다. <본문 중에서>

1. 건축의 구조 건물의 구조적 구성요소; 기능적 구성요소(공간/ 설비 등) 를 지지하고 건물의 뼈대, 골조 및 1. 건축의 구조 건물의 구조적 구성요소; 기능적 구성요소(공간/ 설비 등) 를 지지하고 안정성과 지속성을 보장하는 요소 건물의 뼈대, 골조 및 부수되는 수장/ 미장 요소 내부 하중지지 메커니즘, 건물의 구성 원리로서 건축 형태의 결정 요소 구조를 만든다는 것은 건물의 공간을 구축하고 이를 위해 물리적 힘의 전달방식을 개발하는 것. 건축 개념과 관련하여 초기의 합리적 논리적 구조방식의 개발과 결정은 설계의 전 범위에 기본적,

나무/ 벽돌 / 돌/ 철근콘크리트/철골 / 철골 철근콘크리트 구조 ` 형태에 의한 분류 2. 건축 구조의 분류 ` 재료에 의한 분류 나무/ 벽돌 / 돌/ 철근콘크리트/철골 / 철골 철근콘크리트 구조 ` 형태에 의한 분류 내력벽식 구조(bearing wall - ) 가구식 구조(post and lintel - ) 일체식 구조 (라멘 구조) (rigid frame - ) 입체 트러스 구조(space frame) 박판구조(thin plate - ) 막구조(membrane - ) 현수구조(suspension - ) ` 시공 방법에 의한 분류 습식 / 건식(조립식, 공업화 건축) ` 방재에 의한 분류 방화 / 내화 / 내진 / 내구 / 방공 / 방충 구조

조적조, 벽돌구조

Post and Lintel 구조(석조가구식)

목조가구식 구조

철골구조

철근콘크리트 구조

쉘구조 (형태저항구조)

돔(dome) 구조

입체트러스 구조, 스페이스 프레임

거대구조(mega structure)

현수구조(suspension s.)

` 화재에 대한 안전성 ` 내구성 ` 이용성 ` 건물의 규모, 특성 ` 통합성 ` 강성 ` 경제성 ` 구조의 시각성 (3)구조방식 선정기준 ` 구조의 안정성 ` 화재에 대한 안전성 ` 내구성 ` 이용성 ` 건물의 규모, 특성 ` 통합성 ` 강성 ` 경제성 ` 구조의 시각성

` 구조물은 필연적으로 건물에 작용하는 모든 하중을 지지하게 구조계획의 고려사항 (1) 개요 ` 구조물은 필연적으로 건물에 작용하는 모든 하중을 지지하게 된다. 하중의 결정, 즉 극단적 상황에서 건물이 얼마나 강할 수 있는 지를 결정하는 것이 우선적으로 중요하다. 하중의 종류/ 하중의 조합 장기/ 단기하중 고정/ 적재/ 적설/ 풍/ 지진 / 기타 하중 * 구조해석 ; 정해진 하중에 대하여 정해진 구조부재의 강도를 검토하는 일

하중 (load)

(2) 하중의 종류 1) 고정하중(dead load) 자중; 기둥,보,바닥 등과 같은 건물 자체의 항구적 중량적 요소 부재의 체적 x 재료의 단위 체적 중량(밀도)으로 계산된다 정적, 연직, 하향, 불변 하중 2) 적재하중 (live load) 건물 내 이동, 분산, 집중되는 사람, 가구, 설비, 저장품, 자동차 등 구조물을 점유 사용함으로써 발생하는 하중 비,눈,얼음 그리고 바람,물,흙의 압력이 포함된다 바닥의 적재하중은 균등 또는 등분포하중으로 가정된다 건물유형,지역,중요성에 따라 변화하며 안전도를 고려한 최소값: 최악의 하중조건 및 파괴의 불확실성을 감안하여 여유치(안전율)를 감안 기준하중/ 실제하중 집중하중/ 등분포하중

3) 적설하중 (snow load) 건물 지붕에 쌓이는 적설량 ; 지붕의 적재하중 보다 클 때 적용 기상관측 자료, 통계에 따라 평가 , 추정 지역, 건축물의 규모, 용도, 지붕 형상, 기온 , 풍속, 풍향, 내부 난방에 따라 적절히 평가 조정 4) 풍하중 (wind load) 바람에 의한 수평 풍력으로서 건물 높이의 제곱에 비례 건물 규모, 형상, 인접건물, 지형의 영향도 중요 평균풍력/ 변동풍력 *정하중 (static load) ; 고정하중, 적재하중 등 불변 또는 서서히 변하는 하중 동하중 (dynamic load) ; 돌풍, 낙하, 공명 등에 의한 충격하중으로서 동적효과는 구조물에 치명적일 수 있다

토네이도

타코마 교의 붕괴(1940)

World Trade Center (New York)

5) 지진하중 (earthquake load) 건물에 작용하는 지진력은 건축물 전체 중량에 가속도를 곱한 크기의 힘을 지반의 움직임과 반대반향에서 받게 된다. 지반의 진동특성, 구조물의 동적특성, 구조물의 비선형 거동특성 파악: 내진설계 6) 토압, 지하수압 지하층 외벽에 작용하는 토압, 수압 지표면에 재하 되는 정적, 동적 하중 지하수위 이하에서 부력에 의한 흙의 중량 등 고려

7) 기타 온도 및 침하하중 (thermal and settlement load)

하중은 건축가와 엔지니어 모두에게 필요악 일 수 있지만 하중의 기본적 중요성에는 변화가 없다. 건물설계 시작에 앞서 하중에 대한 세심한 주의와 고려가 필요하다