건축구조의 종류와 힘의 역학적 흐름

소개글

건축구조역학에 관한 내용입니다. 건축구조시스템의 종류와 분석 그리고 그에 따른 힘들이 어떻게 작용하는지의 역학적 흐름에 관해 상세히 설명되어 있습니다.
라멘구조, 트러스구조, 벽식구조, 아치구조에 대한 자세한 분석...

목차

1. 건축구조 시스템의 정의 및 분류

(1) 정의
(2) 분류



2. 건축구조분류와 힘의 역학적 흐름의 관계

(1)라멘구조
(2)벽식구조
(3)트러스구조
(4)아치구조

본문내용

2. 건축구조분류와 그에 따른 힘의 역학적 흐름의 관계

(1) 라멘구조

∙정의
골조구조의 절점(節點)이 고정되어 있는 구조형식.
일반적으로 기둥과 보가 강성으로 접합되어 연속적으로 이루어진 골조를 말하여, 부정정라멘이라고 한다. 이 외에 부재가 분할핀으로 접합되어 있을 때는 ΣX＝0, ΣＹ＝0, ΣH＝0인 힘의 평형조건식으로 반력 및 응력을 구할 수 있는 구조물을 특히 정정라멘이라고 한다.
근대건축 구조형식의 기본 중 하나이며, 특히, 철근콘크리트구조, 철골철근콘크리트구조 등의 고층건축에서는 중요한 주체구조를 이루고 있다. 각 부재는 축방향력, 전단력, 휨모멘트를 받아 모든 외력은 보, 기둥을 통하여 기초로부터 지반에 전달한다. 이러한 라멘의 특성으로 인하여 평면계획상 자유스러운 배치가 가능하고, 넓은 개구부 및 공간을 얻을 수 있어 근대 고층건축에 널리 채택되곡, 기본 주체주고의 하나가 된 이유이다.

∙구조역학적 분류
① 강절만으로 된 정정 라멘

㉠ 캔틸레버계 라멘 : 그림(a)와 간이 한개의 고정 지점에 고정된 라멘
㉡ 단순보계 라멘 : 그림 (b)와 같이 한 개의 회전 지점과 한 개의 이동 지점으로지지 된 라멘
㉢ 3 이동 지점 라멘 : 그림 (c)와 같이 반력 세 걔의 방향이 모두 나란하지도 않고, 한 점에서 만나지도 않는 세 개의 이동 지점에 지지된 라멘

② 활절을 가지고 있는 정정 합성 라멘
㉠ 3 활절 라멘 : 그림 (a)와 같이 두 개의 지점이 모두 회전 지점이고 왼쪽 강절 구조물 과 오른쪽 강절 구조물이 회전 절점으로 연결되어 있는 라멘
㉡ 3 활절 아치 : 그림 (b)와 같이 3활절 라멘 구조이나, 부재가 곡선으로 된 라멘
㉢ 직사각형 라멘 : 그림 (c)와 같이 두 개의 강절 구조물이 회전 절점으로 연결되어 직사 각형의 모양을 한 라멘
㉣ 합성 라멘 : 그림 (d)와 같이 양 끝이 회전절점으로 된 부재로 보강시킨 라멘

③ 여러 가지 모양의 부정정 라멘


∙라멘의 사용사례
최근 많이 쓰이고 있는 직사각형 라멘은 일반적인 사무실, 학교, 병원등에 많이 사용된다. 이형라멘은 경기장, 체육관, 정거장 등에 쓰이고 있다. 공장과 같이 긴 스팬이 필요할 때는 합성 라멘이 쓰인다. 유벽 라멘은 강성이 높으므로 수평하중의 내력구조로서 많이 쓰인다. 지금까지 철근 콘크리트 구조물의 설계는 허용응력 설계법이 주로 사용된다. 그리고 현재는 극한강도 설계법이 사용되고, 그리고 철골구조의 설계는 탄성설계법이 사용되어 왔지만, 소성설계법으로 전환되어 가고 있다.


∙라멘구조의 원리
기둥을 서로 연결하고 이를 건물의 기본골격으로 삼는다.
콘크리트는 압축력에 강하고, 철근은 인장력에 강하다. 이것을 일체화시키면, 압축력과 인장력이라는 두 가지 힘에 동시에 강한 구조가 된다.
라멘 구조는 지진 등 재해에도 잘 견디는 비교적 튼튼한 구졸 알려져 있으나, 투입된 철근의 양과 그 배근상태에 의해 강도가 크게 좌우되는 취약점을 안고 있다.
철근의 투입과 배근만 제대로 하면 이구조는 제 기능을 충분히 발휘한다. 반면 부실시공 등으로 철근을 빼동리거나 설계대로 넣더라도 배근을 잘못한 경우에는 구조자체의 균형이 허물어지고 벽체에 금이 가는 등 건물전체의 안전성을 훼손할 수 있다.

참고 자료

- 도서 -
건축구조디자인
김종성/구미서관

건축구조 디자인의 세계
송호산/기문당

역학과 건축물의 형태

- 인터넷 사이트 -
http://cafe.naver.com/rsell.cafe?iframe_url=/ArticleRead.nhn%3Farticleid=70
http://100.naver.com/100.nhn?docid=53331
http://home.wonjuit.hs.kr/kpoint/index.htm