공업화 건축구조

공업화 건축구조)

공장에서 생산된 부재, 부품을 현장으로 운반하여 단순한 기계적 방법만으로 조립, 건설하는 것으로 생산, 계획, 설계, 건설, 유지관리, 자재구입 등에 이르기까지 일관된 관리체계에 의해서 이루어진 방식이다.

- 장점
생산성의 향상에 의해 가격이 안정되고, 공장관리에 의해 품질이 향상되며 공장생산으로 공기가 단축되고 기후의 영향을 받지 않는다. 그리고 공장 제작이므로 노동력이 절감된다.

- 단점
공장에서 제작하므로 획일적이어서 다양성의 문제가 제기될 수 있고, 특허로 인한 생산제품의 상호교환이 어려우며 공급반경이 제한되어 있다. 또한 현장 기사 및 기능공들의 숙련도가 낮고, 접합부 처리가 어려우며 시장의 한계로 수요의 확보가 어렵다.

- 분류

1. 구조적 구성요소에 의한 분류
철근콘크리트와 철재를 이용한 구조에서 사용되는 공법으로 기둥과 보를 단위로 구성되는 뼈대 또는 골조구조, 주택의 바닥, 벽 천장, 지붕면 등을 구성하는 기본단위를 부재 생산의 기본단위로 하는 판 구조이다. 조립식 공법 중 가장 발달한 공법으로 공장에서 거의 완전한 건물로서의 성능을 발휘할 수 있는 유닛을 제작하여 현장으로 운반하여 조립하는 상자 또는 모듈러구조로 구분한다.

2. 공법상의 분류
현장에서 거푸집을 짜서 콘크리트를 치는 공법으로 포스트 텐션 공법에 의한 필드 공법, 부재를 공장 또는 현장 근처의 가설공장에서 프리캐스트 콘크리트 부재로 제작하여 두고 현장에서 크레인 등으로 조립하는 틸트업공법, 현장 타설 콘크리트공사에서 볼 수 있는 자주 등의 가설물이 불필요하며, 공기단축, 정밀도의 확보라는 점에서 근대적 공법의 하나로 꼽히는 리프트 업 공법으로 구분한다.

철골구조)

건축물이 대형화, 고층화되어 감에 따라 건축물에서 요구하는 대공간의 수요 역시 급격히 증가하였다. 이에 따라서 긴 스팬의 건축물이 요구되었고, 이러한 형태의 건축물을 구형하기 위해서는 기존 라엔 등의 방식으로는 구조와 형식이 매우 번거로운 실정이었다. 산업혁명 이후 강재의 대량 생산할 수 있으면서 철강재를 각종 구조물에 이용하게 되었고, 이에 따라 건축물에서도 철골을 이용한 다양한 형식의 건축이 가능하게 되었다.

1, 장점
강재는 다른 재료에 비해 재질이 균일하므로 신뢰성이 있고, 중량이 가벼워 큰 스팬의 구조물이 가능하며, 고층건축에 적당하다. 또한 인성이 크므로 내력도 크고 공기가 빠르다.

2. 단점
단면에 비하여 부재의 길이가 비교적 길고 두께가 얇아서 좌굴 하기 쉽고 불에 약하므로 내화피복에 대한 세심한 주의 와 면밀한 시공이 필요하다. 일반적으로 녹슬기 쉽고 가격이 비싸다.

3. 건축구조용 강재의 종류
- 형강
1200℃까지의 열간압연 강재이며, 종류는 형상에 따라 등변앵글, 부등변 앵글, 형강, I 형강 H형강으로 구분한다. 여기서 I 형강은 작은 보 등에 사용되며 H형강은 주요구조부에 사용된다.

-강판
롤러로 압연한 강판으로 두께 3mm를 기준으로 후판, 박판으로 구분한다.

-평안
절단한 나비가 좁은 강판을 말한다.

- 봉강
원형, 각형, 6각당, 8각당 등의 봉형으로 된 강을 말한다.

-강관
원형의 속이 빈 강관을 말하며 4각형을 각형 강관이라 한다.

- 경량형강
두께가 얇은 경량의 형강으로 경량철골구조에 사용된다.

4. 철골구조의 분류

-라엔 구조
고층 사무실 건축 등에 라덴을 구성하기 위하여 구조 형강을 이용하여 용접 또는 고장력 볼트로 접합하는 구조로 가장 일반적이 구조이다.

- 강관구조
지붕트러스, 입체트러스 등 넓은 공간구성에 주로 많이 쓰인다.
그 특징은 원형 단면이므로 강성 및 휨강도가 크고, 압축재로서 좌굴에 대한 저항효율이 크며 가공이 용이하다. 단점으로는 강관 자체의 가격이 비싸고, 설계, 용접에 고도의 기술이 필요하다.

- 경량철골구조
박강판의 경량형강이 사용되며, 방청 등을 위해 아연도금 인산 피막과 처리를 한 것이 실제로 많이 사용된다. 특징으로는 중량에 비해 단면성능이 우수하고, 프리패브 주택에 많이 적용된다. 그러나 재료가 얇아서 집중하중을 가하면 국부 변형을 일으키므로 주의해야 한다.

- 트러스구조
단순 보에 수직하중이 생기면 인장과 압축에 주응력이 발생하는데, 이러한 주응력 선에 따라 부재를 배치함으로써 각 부재가 인장력 및 압축력을 받을 수 있도록 제작하여 전체가 하나의 커다란 보 역할을 할 수 있게 한 구조체이다.
이러한 트러스들은 구배가 있는 지붕에 사용하거나, 체육관 등 넓은 공간을 작은 부재를 써서 각형으로 조합하여 덮을 수 있도록 아치형으로 만든 변형 등 여러 형태가 있다. 트러스는 절점이 핀이고 부재가 3각형을 형성하고 있는 골조로 상현재, 하현재, 가 셋 플레이트, 웹 재로 구성된다.

- 철골, 철근콘크리트 구조
철골조 뼈대 주위에 배근하고 콘크리트를 부어서 3자가 일체가 되게 한 구조를 철골, 철근콘크리트구조라 한다. 특징으로는 단면 외형이 작고 내화 성능이 우수하여 공사 기간이 단축되나 직접 공사비가 많이 사용된다.
종류로는 콘크리트 부분(피복두께)을 무시하고, 철근의 단면을 철골의 단면에 가산하여 철골구조로 산정하는 철골 식, 철골을 철근 가산량으로 보고, 철근 콘크리트 구조로 산정하는 철근콘크리트 식, 건물중량을 줄이기 위해 기둥만을 콘크리트로 피복하고 보는 내화재를 스프레이한 구조방식이 있다.

5. 접합 방법

-용접
용법은 고체 재료를 녹여서 접합하는 방법으로 다른 접합공법에 비해 소음 등의 공해가 없고, 가 셋 플레이트를 이음새에 사용하지 않으므로 강재가 다른 접합공법에 비해 덜 드는 특색이 있다.
용접은 구멍에 의한 단면 결손이 없고, 접합성능이 우수하며, 소음이 없어 고력볼트와 함께 가장 널리 사용된다. 그러나 열에 의한 변형이나 응력이 생기고 용접 시 자세가 어려운 결점이 있다.