건축의 일반구조

일반구조)

구조는 건물 자체의 중량과 적재된 인간과 물품의 중량을 지지하고, 더불어 풍 압력, 지지력 등의 외력에 저항하고, 충분히 안전한 공간을 구성하는 것을 주목적으로 한다. 구조는 기둥, 보, 바닥, 벽 등을 의미하며, 그것의 배치와 조합 방향을 구체적으로 생각할 필요가 있다. 이것을 고려하는 것이 구조학이다. 건축에서의 구조는 건물의 용도, 규모, 환경, 경제성 등에 더하여 구조재료와 구법이 선정되어야 한다. 따라서 적절한 선택을 하며, 사용 목적을 만족시키는 건축이 되어야 한다. 구조 방법별 분류는 다음과 같다.

- 조절식 (벽돌집, 석조, 콘크리트블록 조)
단위체의 재료를 쌓아 올려 벽 제출 만드는 방법으로, 벽이 구조체의 역할을 하므로 벽두께가 커지며, 창, 출입구 등의 개구부를 크게 할 경우 해결하기 어렵다. 내진성능에 문제가 있는 것은, 요즘, 조적식에 고려되는 것으로 보강콘크리트 블록조가 있으며, 벽돌집, 석조는 이전부터 과거의 방법이 있다.

- 라엔(목조, 철골조, 철근콘크리트조, 철골철근콘크리트 조)
목재와 강재를 사용한 긴 재료를 조합하여 골조를 형성한 것으로 각 부재의 조합 방향과 접합 방법에 의해 건축물의 강도에 영향이 미치는 곳이 크다. 소규모의 목재 건축물부터 초고층의 철골구조에 이르기까지 사용되는 범위가 넓다.

- 일체식 구조(철근콘크리트조, 철골철근콘크리트 조)
구조체의 주형을 만들고 형틀에 타설하여 만드는 것으로 철근콘크리트조는 보, 기둥, 바닥, 벽식구조 방법에 연속성을 가지는 구조체이다. 또한 셸을 사용한 얇은 지붕의 장 스팬 구조와 같은 일체식이 있다. 철골구조에서도 전체를 용접으로 강접합을 한 것을 일체식으로 생각할 수 있다. 요구되는 각부가 연속성을 지닌 일체화가 되는 것이 구조의 특징이다.

- 조립식 패널구조
벽식철근콘크리트구조와 같이 생각할 수 있는 것으로, 구조각부를 현장 타설하던 것에서 공장 제작(프리패스)하여 현장 반입을 통해 직접 조립하는 공법으로, 많이 시공되고 있다. 패널의 재료는 목재, 금속, 철근콘크리트, 경량콘크리트 등이 있으며, 벽과 마루를 현장에 접합하여 조립하는 경우에 공기가 단축되는 이점이 있다. 벽이 많은 아파트 등에 사용되는 경우 접합부의 설계와 시공에 특히 주의하여야 한다.
이상은 재료와 그것이 적용되는 구법을 크게 나누어 보았으며, 전체의 구조체를 4가지 방식의 구조로 분류하였지만 이와 적당치 않은 경우가 있다. 철근콘크리트구조는 일반적으로 라덴으로 그것의 응력을 계산하는 경우가 많다. 구조방식에서는 일체식이지만, 구조계산을 행하는 경우 응력신축은 강정점을 가지고 있어 라면으로 계산하므로, 라멘식에 속하는 것으로 생각할 수 있는 방법이다.
철근콘크리트 블록조는 구조규준의 기본에 대해 구조설계를 할 때 철근콘크리트의 슬래브와 기초에 의해 단면설계를 하지만, 본체에서 벽의 설계에는 구조계산을 하지 않고, 구조규준에 기초한 벽의 두계, 배근을 결정한다. 이런 경우, 철근의 매입 방향이 많다면 조적식으로서 일체식에 근접한 구조가 되고, 철 근량이 적어도, 종래의 블록조, 석조에 가까운 쌓기 방법에 친숙하면 조적식이 된다. 이처럼 한마디로 결정하기 어려운 경우가 있어, 구조재료와 구법 (구조 방법)에 의하여 표현되는 구조는 그 성질을 뚜렷하게 변화시키는 것에서 이 본질을 잘못 보는 일이 없도록 하여야 한다.

기초구조)

기초는 자중, 적재하중 등 기타의 외력을 받아 최종적으로 지반에 전달하기 위해 만든 하부지중 구조물로 미관과 관계가 없으며, 보수 및 보강이 불가능하고 건축물의 하중을 안정하게 지반에 전달하는 목적으로 지중에 설치된 구조 부분을 말한다.
지정은 기초를 안전하게 지탱하기 위하여 기초를 보강하거나, 지반의 내력을 보강하는 지반 다지기, 잡석 다짐 및 말뚝박기 등을 한 부분을 말한다.

- 기초
기초를 지반에 직접 지지시키는 경우와 말뚝을 박아 지지시키는 경우가 있다. 기초형식에서는 단독으로 존재하는 기초(독립 기초), 기둥이 근접해 있는 경우 2개의 기초를 합치는 기초(복합 기초), 연속되는 기초(연속 기초), 지하실 기초의 경우 건물 밑바닥 전부를 기초로라는 경우(온통 기초) 등이 있다.
이외에 잠함공법(뉴 멘티가 혹은 오픈케이슨), 심초공법 등의 특수 기초공법이 있다. 이는 지반의 상태와 건물의 요건 등을 연구하여 공법을 결정해야 한다.

- 지정
지정의 종류로는 잡석 지정, 자갈 지정, 말뚝 지정 등이 있다. 지반에 대한 개량공법도 고려하는 것이 좋다. 잡석 지정은 각종 기초에 사용되는 것으로, 잘게 깬 돌이나 자갈의 작은 입자를 세워서 깔아 다진 후 이 위에 버림 콘크리트를 타설하여 기초를 만든다. 말뚝 지정은 연약지반에 사용되는 것으로 마찰말뚝과 지지말뚝이 있다.

- 기초의 설치
건물의 고정하중, 적재하중과 이 외의 하중, 외력 등은 기둥, 슬래브, 벽 등의 각부 구조체를 통해 흐른다. 이런 힘의 흐름은 상부구조로부터, 그 아래의 기둥을 통해 기초로 전달된다. 기초는 지지하는 지반의 견고한 정도(지반의 지지력)에 의해 저 면에 큰 성질을 변화시킨다.
지반의 지지력이 작은 경우 기초를 크게 해야 하고, 지반의 상태가 연약한 경우 말뚝기초로 해야 한다. 지반의 좋고, 나쁨은 일반적으로 지질조사에 의해 판단한다.

- 지질조사
지반의 상태를 조사하는 방법에는 시험굴착, 시추", 표준관입시험이 있으며, 일반적으로 시추와 표준관입시험을 병용하는 조사를 행한다. 아울러 중요한 것은 흙의 성질을 알기 위해 토질시험을 하는 것이 바람직하다.